一種水源熱泵模擬試驗臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種水源熱泵模擬試驗臺，用于在教學(xué)中模擬演示水源熱泵的工作原理。通過大水箱模擬恒溫水源，大水箱與循環(huán)泵、過濾器、第一盤管換熱器、第一止回閥通過水管連接成一回水干道；膨脹水箱通過供水管接入回水干道中；第二盤管換熱器、四通換向閥、第一盤管換熱器以及制冷止回閥通道/制熱止回閥通道依次通過管道連接，且四通換向閥的第三管口和第四管口分別連接壓縮機的輸入端和輸出端，構(gòu)成一制冷劑循環(huán)回路，使通過水循環(huán)和制冷制熱循環(huán)可以演示水源熱泵的工作過程和原理，成本低廉。
【專利說明】一種水源熱泵模擬試驗臺
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種模擬試驗臺，尤其涉及一種水源熱泵模擬試驗臺。
【背景技術(shù)】
[0002]水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)是由末端系統(tǒng)，水源熱泵中央空調(diào)主機系統(tǒng)和水源熱泵水系統(tǒng)三部分組成。冬季為用戶供熱時，水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)從水源中提取低品位熱能，通過電能驅(qū)動的水源熱泵中央空調(diào)主機(熱泵)“泵”送到高溫?zé)嵩?，以水作為載冷劑提升溫度后送到建筑物中滿足用戶供熱需求。夏季為用戶供冷時，水源熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)將用戶室內(nèi)的余熱通過水源中央空調(diào)主機(制冷)轉(zhuǎn)移到水源水中，由于水源溫度低，所以可以高效地帶走熱量，以滿足用戶制冷需求。水源熱泵技術(shù)通過回收低品位熱能，綠色環(huán)保，在降低對環(huán)境污染的同時，還大大減少了運行費用。故通過技術(shù)論證，水源熱泵技術(shù)越來越多的用于實際空調(diào)系統(tǒng)中。由于實際設(shè)備價格較貴，水源熱泵的換熱器，很多采用管殼式換熱器，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜；且考慮到設(shè)備的長期，穩(wěn)定運行，對水質(zhì)有很嚴格的要求，故有軟水裝置，價格較貴；且對于不同的制冷場合，壓縮機有很大的差別，如活塞機，螺桿機，離心機等；實際水源熱泵設(shè)備需要打井或和實際的河流、湖泊換熱，系統(tǒng)比較復(fù)雜，且一套設(shè)備至少需要十萬元左右；且設(shè)備為了控制方便，采用模塊式，很難看到內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。而在制冷空調(diào)專業(yè)的教學(xué)中，這又是很重要的一部分內(nèi)容，故需要開發(fā)教學(xué)模擬裝置，來反應(yīng)水源熱泵的工作過程以便于學(xué)生學(xué)習(xí)理解。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于提供一種水源熱泵模擬試驗臺，以通過低成本來反應(yīng)水源熱泵的工作過程，方便教學(xué)。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種水源熱泵模擬試驗臺，包括循環(huán)泵、過濾器、膨脹水箱、第一感溫包、第二感溫包、第一盤管換熱器、壓縮機、第一止回閥、制冷止回閥通道、制熱止回閥通道、大水箱、四通換向閥、空調(diào)小室，其中:
[0005]在所述空調(diào)小室中設(shè)置一第二盤管換熱器；
[0006]在所述膨脹水箱上設(shè)有供水管、溢流管、排水管以及進水管，所述供水管設(shè)置在所述膨脹水箱底部，所述溢流管設(shè)置在所述膨脹水箱側(cè)壁的上邊緣，所述排水管設(shè)置在所述膨脹水箱底部，所述進水管設(shè)置在所述膨脹水箱的頂部；
[0007]所述大水箱與所述循環(huán)泵、所述過濾器、所述第一盤管換熱器盤管外的空間、所述第一止回閥通過水管連接成一回水干道；所述膨脹水箱通過所述進水管接入所述回水干道中；
[0008]所述四通換向閥的第一管口與所述第一盤管換熱器的盤管一端相連，所述四通換向閥的第二管口與所述第二盤管換熱器的盤管一端相連，所述四通換向閥的第三管口和第四管口分別連接所述壓縮機的輸入端和輸出端，所述第一盤管換熱器的盤管另一端以及所述第二盤管換熱器的盤管另一端分別連接在并聯(lián)的所述制冷止回閥通道與所述制熱止回閥通道的兩端，構(gòu)成一制冷劑循環(huán)回路；
[0009]所述制冷止回閥通道與所述制熱止回閥通道中均包括止回閥以及平衡閥，但所述制冷止回閥通道中止回閥的導(dǎo)通方向為從所述第一盤管換熱器通向所述第二盤管換熱器，而所述制熱止回閥通道中止回閥的導(dǎo)通方向為從所述第二盤管換熱器通向所述第一盤管換熱器；在所述第一盤管換熱器以及所述第二盤管換熱器靠近所述四通換向閥的一端盤管口處分別裝有所述第一感溫包以及所述第二感溫包，且所述第一感溫包與所述制熱止回閥通道中的平衡閥相連，所述第二感溫包與所述制冷止回閥通道中的平衡閥相連。
[0010]作為優(yōu)選地，在所述空調(diào)小室中設(shè)置有溫度計。
[0011 ] 作為優(yōu)選地，在所述第一盤管換熱器的進水口處設(shè)置一溫度感應(yīng)器。
[0012]作為優(yōu)選地，所述壓縮機選用小型全封閉式壓縮機。
[0013]較佳地，設(shè)置一排污閥連接在所述回水干道中，且所述排污閥的位置低于所述回水干道的最低點。
[0014]較佳地，所述制冷止回閥通道與所述制熱止回閥通道中均設(shè)置有兩止回閥以及一平衡閥，且所述兩止回閥連接在所述平衡閥的兩端，且同一通道中兩止回閥的導(dǎo)通方向一致。
[0015]較佳地，在所述大水箱兩側(cè)分別設(shè)置第一閥門以及第二閥門。
[0016]本實用新型由于采用以上技術(shù)方案，具有以下的優(yōu)點和積極效果:
[0017]I)本實用新型提供的一種水源熱泵模擬試驗臺，大水箱來模擬恒溫水源，不需要打井或連接湖泊等水源，可以反映水源熱泵的工作過程和原理，成本低廉，方便教學(xué)。
[0018]2)本實用新型提供的一種水源熱泵模擬試驗臺，采用簡化的膨脹水箱，只考慮實驗開始時進水；水太多時，&流；實驗結(jié)束后，放水；膨脹水箱向系統(tǒng)供水，故結(jié)構(gòu)上簡化很多，去除了軟水裝置以及眾多模擬試驗中部需要的管道，易于推廣。
[0019]3)本實用新型提供的一種水源熱泵模擬試驗臺，空調(diào)小室內(nèi)裝溫度計，可通過計算，得出制冷(制熱)量；通過第一換熱器進水口的溫度傳感器，可讀出水溫的變化，計算出吸熱(放熱)量；還可拓展計算制冷、制熱系數(shù)。
[0020]4)本實用新型提供的一種水源熱泵模擬試驗臺，采用盤管換熱器，管內(nèi)走制冷齊U，管外通過空氣或水與管內(nèi)的制冷劑換熱，強調(diào)說明原理，且成本低廉。
[0021]5)本實用新型提供的一種水源熱泵模擬試驗臺，采用結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉的小型全封閉式壓縮機，模擬了水源熱泵設(shè)備中壓縮機的原理。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型提供的一種水源熱泵模擬試驗臺的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實用新型提供的實施例中第一盤管換熱器的結(jié)構(gòu)意圖；
[0024]圖3為本實用新型提供的實施例中第二盤管換熱器的結(jié)構(gòu)意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面參照附圖和具體實施例來進一步說明本實用新型。
[0026]如附圖所示，為本實用新型提供的一種水源熱泵模擬試驗臺的較佳實施例，其中包括循環(huán)泵1、過濾器2、膨脹水箱3、感溫包4、第一盤管換熱器5、壓縮機6、第一止回閥7、制冷止回閥通道8、制熱止回閥通道9、大水箱10、四通換向閥11、空調(diào)小室12、第一閥門14、第二閥門15、第一感溫包17、第二感溫包18以及排污閥19，其中:
[0027]在空調(diào)小室12中設(shè)置一第二盤管換熱器13 ;在空調(diào)小室中設(shè)置有溫度計20，可通過計算，得出制冷(制熱)量；在第一盤管換熱器的進水口處設(shè)置一溫度感應(yīng)器，可讀出水溫的變化，計算出吸熱(放熱)量，還可拓展計算制冷、制熱系數(shù)。壓縮機選用小型全封閉式壓縮機，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉。
[0028]膨脹水箱3為采用鋼板焊制的容器，在模擬恒溫水源時，只需將一定溫度的水倒入大水箱中即可，也可以在水箱外添加加熱裝置直接對水箱進行加熱，在膨脹水箱3上設(shè)有供水管101、溢流管102、進水管103以及排水管104。供水管101設(shè)置在膨脹水箱3底部，溢流管102設(shè)置在膨脹水箱3側(cè)壁的上邊緣，進水管103設(shè)置在膨脹水箱3的頂部，排水管104設(shè)置在膨脹水箱3的底部，并設(shè)有閥門，用于放水。采用簡化的膨脹水箱，只考慮實驗開始時進水；水太多時，&流；實驗結(jié)束后，放水；膨脹水箱通過供水管向系統(tǒng)補水。故結(jié)構(gòu)上簡化很多，去除了軟水裝置以及眾多模擬試驗中部需要的管道，易于推廣。
[0029]大水箱11依次與第一閥門14、過濾器2、循環(huán)泵1、第一止回閥7、溫度傳感器16、第一盤管換熱器盤管外的空間51以及第二閥門15通過水管連接成一回水干道；膨脹水箱3通過進水管103接入回水干道中的第一閥門14與大水箱10之間；大水箱10中的水通過第一閥門14、過濾器2、循環(huán)泵1、第一止回閥7、溫度傳感器16后進入第一盤管換熱器5中與其盤管中的制冷劑進行換熱，冬天將熱量傳送給制冷劑，夏天吸收制冷劑中的熱量，換熱后的水再送回到大水箱10中。通過關(guān)閉第一閥門14與第二閥門15可以將大水箱拆卸收納或更換。排污閥19連接在回水干道中，且其位置低于回水干道的最低點，便于排除回水干道中的沉淀污垢，使試驗設(shè)備使用壽命更長。
[0030]四通換向閥I的第一管口 111與第一盤管換熱器的盤管52的一端相連，四通換向閥的第二管口 112與第二盤管換熱器的盤管131 —端相連，四通換向閥的第三管口 113和第四管口 114分別連接壓縮機6的輸入端和輸出端，第一盤管換熱器的盤管52另一端以及第二盤管換熱器的盤管131另一端分別連接在并聯(lián)的制冷止回閥通道8與制熱止回閥通道9的兩端，構(gòu)成一制冷劑循環(huán)回路。第二盤管換熱器的盤管外空間132為空調(diào)小室內(nèi)的空氣，可以在第二盤管換熱器中加入一風(fēng)機133來加速換熱。
[0031 ] 制冷止回閥通道8與制熱止回閥通道9并聯(lián)，且均包括兩止回閥以及一平衡閥，且同一通道中兩止回閥的導(dǎo)通方向一致。平衡閥兩端連接兩止回閥，這樣的結(jié)構(gòu)在同一通道中兩止回閥關(guān)閉時可以拆卸更換平衡閥，使整個試驗臺的壽命更長。制冷止回閥通道8中止回閥的導(dǎo)通方向為從第一盤管換熱器5通向第二盤管換熱器13，而制熱止回閥通道9中止回閥的導(dǎo)通方向為從第二盤管換熱器13通向第一盤管換熱器5 ;在第一盤管換熱器5以及所述第二盤管換熱器13靠近四通換向閥11的一端端口處均裝有第一感溫包17以及第二感溫包18，且第一感溫包17與制熱止回閥通道9中的平衡閥相連，第二感溫包18與制冷止回閥通道8中的平衡閥相連，感溫包為用來感受蒸發(fā)器出口的溫度，并把溫度信息轉(zhuǎn)換成壓力信息，傳給平衡閥，從而起到調(diào)節(jié)流量的作用。
[0032]以下為本實用新型提供的一種水源熱泵模擬試驗臺模擬夏季制冷的過程:
[0033]換熱循環(huán):在大水箱內(nèi)裝滿冷水，模擬恒溫冷源。在循環(huán)泵的作用下，大水箱中的冷水，在回水干道中流動，和第一盤管換熱器(相當于冷凝器)換熱后的冷水，帶走制冷冷凝熱，溫度升高，被送回到大水箱，和大水箱中的冷水混合，因為冷水量大，近似可認為水溫回到冷水初始狀態(tài)；冷水不斷如此循環(huán)，帶走冷凝熱量。
[0034]制冷循環(huán):制冷劑通過壓縮機輸出端進入四通換向閥，再從四通換向閥的第一管口輸出高壓的制冷劑氣體進入到第一盤管換熱器，相當于冷凝器，制冷劑被冷卻冷凝放出熱量，放出的熱量由換熱循環(huán)中的水帶走，制冷劑冷凝成液體后通過制冷止回閥通道中的止回閥，進入制冷止回閥通道中平衡閥對制冷劑進行節(jié)流降壓后，進入第二盤管換熱器，此時相當于蒸發(fā)器，空調(diào)小室中的空氣進入第二盤管換熱器盤管外的通道，制冷劑與空調(diào)小室中的空氣進行換熱，蒸發(fā)吸熱對空調(diào)小室制冷；蒸發(fā)后的制冷劑變?yōu)闅鈶B(tài)，通過四通換向閥的第二管口以及第三管口再進入壓縮機加壓。制冷劑不斷循環(huán)，實現(xiàn)制冷。
[0035]以下為本實用新型提供的一種水源熱泵模擬試驗臺模擬冬季供熱的過程:
[0036]換熱循環(huán):在大水箱內(nèi)裝滿溫水，模擬恒溫?zé)嵩?。在循環(huán)泵的作用下，大水箱中的冷水，在回水干道中流動，和第一盤管換熱器(相當于蒸發(fā)器)換熱后的溫水，由于供熱給制冷劑蒸發(fā)溫度降低，水溫降低后被送回到大水箱，和大水箱中的溫水混合，因為溫水量大，近似可認為水溫回到初始水溫狀態(tài)；溫水如此不斷循環(huán)，供給蒸發(fā)熱量。
[0037]供熱循環(huán):制冷劑通過壓縮機輸出端進入四通換向閥，再通過四通換向閥的第二管口輸出高壓的制冷劑氣體進入到第二盤管換熱器，此時相當于冷凝器，空調(diào)小室中的空氣進入第二盤管換熱器盤管外的通道，制冷劑與空調(diào)小室中的空氣進行換熱被冷卻冷凝成液態(tài)，放出熱量對空調(diào)小室供熱；而制冷劑再通過制熱止回閥通道中的止回閥，進入制熱止回閥通道中的平衡閥，對制冷劑節(jié)流降壓后，進入第一盤管換熱器，此時相當于蒸發(fā)器，制冷劑蒸發(fā)吸熱，吸熱量由換熱循環(huán)中的水提供；蒸發(fā)后的制冷劑變?yōu)闅鈶B(tài)，通過四通換向閥的第一管口以及第三管口再進入壓縮機加壓。制冷劑不斷循環(huán)，實現(xiàn)供熱。
[0038]上述公開的僅為本實用新型的具體實施例，該實施例只為更清楚的說明本實用新型所用，而并非對本實用新型的限定，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員能思之的變化，都應(yīng)落在保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種水源熱泵模擬試驗臺，其特征在于，包括循環(huán)泵、過濾器、膨脹水箱、第一感溫包、第二感溫包、第一盤管換熱器、壓縮機、第一止回閥、制冷止回閥通道、制熱止回閥通道、大水箱、四通換向閥、空調(diào)小室，其中: 在所述空調(diào)小室中設(shè)置一第二盤管換熱器； 在所述膨脹水箱上設(shè)有供水管、溢流管、排水管以及進水管，所述供水管設(shè)置在所述膨脹水箱底部，所述溢流管設(shè)置在所述膨脹水箱側(cè)壁的上邊緣，所述排水管設(shè)置在所述膨脹水箱底部，所述進水管設(shè)置在所述膨脹水箱的頂部； 所述大水箱與所述循環(huán)泵、所述過濾器、所述第一盤管換熱器盤管外的空間、所述第一止回閥通過水管連接成一回水干道；所述膨脹水箱通過所述供水管接入所述回水干道中； 所述四通換向閥的第一管口與所述第一盤管換熱器的盤管一端相連，所述四通換向閥的第二管口與所述第二盤管換熱器的盤管一端相連，所述四通換向閥的第三管口和第四管口分別連接所述壓縮機的輸入端和輸出端，所述第一盤管換熱器的盤管另一端以及所述第二盤管換熱器的盤管另一端分別連接在并聯(lián)的所述制冷止回閥通道與所述制熱止回閥通道的兩端，構(gòu)成一制冷劑循環(huán)回路； 所述制冷止回閥通道與所述制熱止回閥通道中均包括止回閥以及平衡閥，但所述制冷止回閥通道中止回閥的導(dǎo)通方向為從所述第一盤管換熱器通向所述第二盤管換熱器，而所述制熱止回閥通道中止回閥的導(dǎo)通方向為從所述第二盤管換熱器通向所述第一盤管換熱器；在所述第一盤管換熱器以及所述第二盤管換熱器靠近所述四通換向閥的一端盤管口處分別裝有所述第一感溫包以及所述第二感溫包，且所述第一感溫包與所述制熱止回閥通道中的平衡閥相連，所述第二感溫包與所述制冷止回閥通道中的平衡閥相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種水源熱泵模擬試驗臺，其特征在于，在所述空調(diào)小室中設(shè)置有溫度計。
3.如權(quán)利要求1所述的一種水源熱泵模擬試驗臺，其特征在于，在所述第一盤管換熱器的進水口處設(shè)置一溫度感應(yīng)器。
4.如權(quán)利要求1所述的一種水源熱泵模擬試驗臺，其特征在于，所述壓縮機選用小型全封閉式壓縮機。
5.如權(quán)利要求1所述的一種水源熱泵模擬試驗臺，其特征在于，設(shè)置一排污閥連接在所述回水干道中，且所述排污閥的位置低于所述回水干道的最低點。
6.如權(quán)利要求1所述的一種水源熱泵模擬試驗臺，其特征在于，所述制冷止回閥通道與所述制熱止回閥通道中均設(shè)置有兩止回閥以及一平衡閥，且所述兩止回閥連接在所述平衡閥的兩端，且同一通道中兩止回閥的導(dǎo)通方向一致。
7.如權(quán)利要求1所述的一種水源熱泵模擬試驗臺，其特征在于，在所述大水箱兩側(cè)分別設(shè)置第一閥門以及第二閥門。
【文檔編號】G09B25/02GK203573558SQ201320704660
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月11日
【發(fā)明者】張敏, 錢華梅 申請人:蘇州經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院