CN203573558U

CN203573558U - 一种水源热泵模拟试验台

Info

Publication number: CN203573558U
Application number: CN201320704660.9U
Authority: CN
Inventors: 张敏; 钱华梅
Original assignee: Suzhou Institute of Trade and Commerce
Current assignee: Suzhou Institute of Trade and Commerce
Priority date: 2013-11-11
Filing date: 2013-11-11
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2023-11-11

Abstract

本实用新型涉及一种水源热泵模拟试验台，用于在教学中模拟演示水源热泵的工作原理。通过大水箱模拟恒温水源，大水箱与循环泵、过滤器、第一盘管换热器、第一止回阀通过水管连接成一回水干道；膨胀水箱通过供水管接入回水干道中；第二盘管换热器、四通换向阀、第一盘管换热器以及制冷止回阀通道/制热止回阀通道依次通过管道连接，且四通换向阀的第三管口和第四管口分别连接压缩机的输入端和输出端，构成一制冷剂循环回路，使通过水循环和制冷制热循环可以演示水源热泵的工作过程和原理，成本低廉。

Description

一种水源热泵模拟试验台

技术领域

本实用新型涉及一种模拟试验台，尤其涉及一种水源热泵模拟试验台。

背景技术

水源热泵中央空调***是由末端***，水源热泵中央空调主机***和水源热泵水***三部分组成。冬季为用户供热时，水源热泵中央空调***从水源中提取低品位热能，通过电能驱动的水源热泵中央空调主机（热泵）“泵”送到高温热源，以水作为载冷剂提升温度后送到建筑物中满足用户供热需求。夏季为用户供冷时，水源热泵中央空调***将用户室内的余热通过水源中央空调主机（制冷）转移到水源水中，由于水源温度低，所以可以高效地带走热量，以满足用户制冷需求。水源热泵技术通过回收低品位热能，绿色环保，在降低对环境污染的同时，还大大减少了运行费用。故通过技术论证，水源热泵技术越来越多的用于实际空调***中。由于实际设备价格较贵，水源热泵的换热器，很多采用管壳式换热器，结构相对复杂;且考虑到设备的长期，稳定运行，对水质有很严格的要求，故有软水装置，价格较贵;且对于不同的制冷场合，压缩机有很大的差别，如活塞机，螺杆机，离心机等;实际水源热泵设备需要打井或和实际的河流、湖泊换热，***比较复杂，且一套设备至少需要十万元左右;且设备为了控制方便，采用模块式，很难看到内部的结构。而在制冷空调专业的教学中，这又是很重要的一部分内容，故需要开发教学模拟装置，来反应水源热泵的工作过程以便于学生学习理解。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水源热泵模拟试验台，以通过低成本来反应水源热泵的工作过程，方便教学。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种水源热泵模拟试验台，包括循环泵、过滤器、膨胀水箱、第一感温包、第二感温包、第一盘管换热器、压缩机、第一止回阀、制冷止回阀通道、制热止回阀通道、大水箱、四通换向阀、空调小室，其中：

在所述空调小室中设置一第二盘管换热器；

在所述膨胀水箱上设有供水管、溢流管、排水管以及进水管，所述供水管设置在所述膨胀水箱底部，所述溢流管设置在所述膨胀水箱侧壁的上边缘，所述排水管设置在所述膨胀水箱底部，所述进水管设置在所述膨胀水箱的顶部；

所述大水箱与所述循环泵、所述过滤器、所述第一盘管换热器盘管外的空间、所述第一止回阀通过水管连接成一回水干道；所述膨胀水箱通过所述进水管接入所述回水干道中；

所述四通换向阀的第一管口与所述第一盘管换热器的盘管一端相连，所述四通换向阀的第二管口与所述第二盘管换热器的盘管一端相连，所述四通换向阀的第三管口和第四管口分别连接所述压缩机的输入端和输出端，所述第一盘管换热器的盘管另一端以及所述第二盘管换热器的盘管另一端分别连接在并联的所述制冷止回阀通道与所述制热止回阀通道的两端，构成一制冷剂循环回路；

所述制冷止回阀通道与所述制热止回阀通道中均包括止回阀以及平衡阀，但所述制冷止回阀通道中止回阀的导通方向为从所述第一盘管换热器通向所述第二盘管换热器，而所述制热止回阀通道中止回阀的导通方向为从所述第二盘管换热器通向所述第一盘管换热器；在所述第一盘管换热器以及所述第二盘管换热器靠近所述四通换向阀的一端盘管口处分别装有所述第一感温包以及所述第二感温包, 且所述第一感温包与所述制热止回阀通道中的平衡阀相连，所述第二感温包与所述制冷止回阀通道中的平衡阀相连。

作为优选地，在所述空调小室中设置有温度计。

作为优选地，在所述第一盘管换热器的进水口处设置一温度感应器。

作为优选地，所述压缩机选用小型全封闭式压缩机。

较佳地，设置一排污阀连接在所述回水干道中，且所述排污阀的位置低于所述回水干道的最低点。

较佳地，所述制冷止回阀通道与所述制热止回阀通道中均设置有两止回阀以及一平衡阀，且所述两止回阀连接在所述平衡阀的两端，且同一通道中两止回阀的导通方向一致。

较佳地，在所述大水箱两侧分别设置第一阀门以及第二阀门。

本实用新型由于采用以上技术方案，具有以下的优点和积极效果：

1）本实用新型提供的一种水源热泵模拟试验台，大水箱来模拟恒温水源，不需要打井或连接湖泊等水源，可以反映水源热泵的工作过程和原理，成本低廉，方便教学。

2）本实用新型提供的一种水源热泵模拟试验台，采用简化的膨胀水箱，只考虑实验开始时进水；水太多时，溢流；实验结束后，放水；膨胀水箱向***供水，故结构上简化很多，去除了软水装置以及众多模拟试验中部需要的管道，易于推广。

3）本实用新型提供的一种水源热泵模拟试验台，空调小室内装温度计，可通过计算，得出制冷（制热）量；通过第一换热器进水口的温度传感器，可读出水温的变化，计算出吸热（放热）量；还可拓展计算制冷、制热系数。

4) 本实用新型提供的一种水源热泵模拟试验台，采用盘管换热器，管内走制冷剂，管外通过空气或水与管内的制冷剂换热，强调说明原理，且成本低廉。

5）本实用新型提供的一种水源热泵模拟试验台，采用结构简单，成本低廉的小型全封闭式压缩机，模拟了水源热泵设备中压缩机的原理。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种水源热泵模拟试验台的结构示意图；

图2为本实用新型提供的实施例中第一盘管换热器的结构意图；

图3为本实用新型提供的实施例中第二盘管换热器的结构意图。

具体实施方式

下面参照附图和具体实施例来进一步说明本实用新型。

如附图所示，为本实用新型提供的一种水源热泵模拟试验台的较佳实施例，其中包括循环泵1、过滤器2、膨胀水箱3、感温包4、第一盘管换热器5、压缩机6、第一止回阀7、制冷止回阀通道8、制热止回阀通道9、大水箱10、四通换向阀11、空调小室12、第一阀门14、第二阀门15、第一感温包17、第二感温包18以及排污阀19，其中：

在空调小室12中设置一第二盘管换热器13；在空调小室中设置有温度计20，可通过计算，得出制冷（制热）量；在第一盘管换热器的进水口处设置一温度感应器，可读出水温的变化，计算出吸热（放热）量，还可拓展计算制冷、制热系数。压缩机选用小型全封闭式压缩机，结构简单，成本低廉。

膨胀水箱3为采用钢板焊制的容器，在模拟恒温水源时，只需将一定温度的水倒入大水箱中即可，也可以在水箱外添加加热装置直接对水箱进行加热，在膨胀水箱3上设有供水管101、溢流管102、进水管103以及排水管104。供水管101设置在膨胀水箱3底部，溢流管102设置在膨胀水箱3侧壁的上边缘，进水管103设置在膨胀水箱3的顶部，排水管104设置在膨胀水箱3的底部，并设有阀门，用于放水。采用简化的膨胀水箱，只考虑实验开始时进水；水太多时，溢流；实验结束后，放水；膨胀水箱通过供水管向***补水。故结构上简化很多，去除了软水装置以及众多模拟试验中部需要的管道，易于推广。

大水箱11依次与第一阀门14、过滤器2、循环泵1、第一止回阀7、温度传感器16、第一盘管换热器盘管外的空间51以及第二阀门15通过水管连接成一回水干道；膨胀水箱3通过进水管103接入回水干道中的第一阀门14与大水箱10之间；大水箱10中的水通过第一阀门14、过滤器2、循环泵1、第一止回阀7、温度传感器16后进入第一盘管换热器5中与其盘管中的制冷剂进行换热，冬天将热量传送给制冷剂，夏天吸收制冷剂中的热量，换热后的水再送回到大水箱10中。通过关闭第一阀门14与第二阀门15可以将大水箱拆卸收纳或更换。排污阀19连接在回水干道中，且其位置低于回水干道的最低点，便于排除回水干道中的沉淀污垢，使试验设备使用寿命更长。

四通换向阀1的第一管口111与第一盘管换热器的盘管52的一端相连，四通换向阀的第二管口112与第二盘管换热器的盘管131一端相连，四通换向阀的第三管口113和第四管口114分别连接压缩机6的输入端和输出端，第一盘管换热器的盘管52另一端以及第二盘管换热器的盘管131另一端分别连接在并联的制冷止回阀通道8与制热止回阀通道9的两端，构成一制冷剂循环回路。第二盘管换热器的盘管外空间132为空调小室内的空气，可以在第二盘管换热器中加入一风机133来加速换热。

制冷止回阀通道8与制热止回阀通道9并联，且均包括两止回阀以及一平衡阀，且同一通道中两止回阀的导通方向一致。平衡阀两端连接两止回阀，这样的结构在同一通道中两止回阀关闭时可以拆卸更换平衡阀，使整个试验台的寿命更长。制冷止回阀通道8中止回阀的导通方向为从第一盘管换热器5通向第二盘管换热器13，而制热止回阀通道9中止回阀的导通方向为从第二盘管换热器13通向第一盘管换热器5；在第一盘管换热器5以及所述第二盘管换热器13靠近四通换向阀11的一端端口处均装有第一感温包17以及第二感温包18，且第一感温包17与制热止回阀通道9中的平衡阀相连，第二感温包18与制冷止回阀通道8中的平衡阀相连，感温包为用来感受蒸发器出口的温度，并把温度信息转换成压力信息，传给平衡阀，从而起到调节流量的作用。

以下为本实用新型提供的一种水源热泵模拟试验台模拟夏季制冷的过程：

换热循环：在大水箱内装满冷水，模拟恒温冷源。在循环泵的作用下，大水箱中的冷水, 在回水干道中流动，和第一盘管换热器（相当于冷凝器）换热后的冷水，带走制冷冷凝热,温度升高，被送回到大水箱，和大水箱中的冷水混合，因为冷水量大，近似可认为水温回到冷水初始状态；冷水不断如此循环，带走冷凝热量。

制冷循环：制冷剂通过压缩机输出端进入四通换向阀，再从四通换向阀的第一管口输出高压的制冷剂气体进入到第一盘管换热器，相当于冷凝器，制冷剂被冷却冷凝放出热量，放出的热量由换热循环中的水带走，制冷剂冷凝成液体后通过制冷止回阀通道中的止回阀，进入制冷止回阀通道中平衡阀对制冷剂进行节流降压后，进入第二盘管换热器，此时相当于蒸发器，空调小室中的空气进入第二盘管换热器盘管外的通道，制冷剂与空调小室中的空气进行换热，蒸发吸热对空调小室制冷；蒸发后的制冷剂变为气态，通过四通换向阀的第二管口以及第三管口再进入压缩机加压。制冷剂不断循环，实现制冷。

以下为本实用新型提供的一种水源热泵模拟试验台模拟冬季供热的过程：

换热循环：在大水箱内装满温水，模拟恒温热源。在循环泵的作用下，大水箱中的冷水, 在回水干道中流动，和第一盘管换热器（相当于蒸发器）换热后的温水，由于供热给制冷剂蒸发温度降低，水温降低后被送回到大水箱，和大水箱中的温水混合，因为温水量大，近似可认为水温回到初始水温状态；温水如此不断循环，供给蒸发热量。

供热循环：制冷剂通过压缩机输出端进入四通换向阀，再通过四通换向阀的第二管口输出高压的制冷剂气体进入到第二盘管换热器，此时相当于冷凝器，空调小室中的空气进入第二盘管换热器盘管外的通道，制冷剂与空调小室中的空气进行换热被冷却冷凝成液态，放出热量对空调小室供热；而制冷剂再通过制热止回阀通道中的止回阀，进入制热止回阀通道中的平衡阀，对制冷剂节流降压后，进入第一盘管换热器，此时相当于蒸发器，制冷剂蒸发吸热，吸热量由换热循环中的水提供；蒸发后的制冷剂变为气态，通过四通换向阀的第一管口以及第三管口再进入压缩机加压。制冷剂不断循环，实现供热。

上述公开的仅为本实用新型的具体实施例，该实施例只为更清楚的说明本实用新型所用，而并非对本实用新型的限定，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在保护范围内。

Claims

1.一种水源热泵模拟试验台，其特征在于，包括循环泵、过滤器、膨胀水箱、第一感温包、第二感温包、第一盘管换热器、压缩机、第一止回阀、制冷止回阀通道、制热止回阀通道、大水箱、四通换向阀、空调小室，其中：

在所述空调小室中设置一第二盘管换热器；

所述大水箱与所述循环泵、所述过滤器、所述第一盘管换热器盘管外的空间、所述第一止回阀通过水管连接成一回水干道；所述膨胀水箱通过所述供水管接入所述回水干道中；

2.如权利要求1所述的一种水源热泵模拟试验台，其特征在于，在所述空调小室中设置有温度计。

3.如权利要求1所述的一种水源热泵模拟试验台，其特征在于，在所述第一盘管换热器的进水口处设置一温度感应器。

4.如权利要求1所述的一种水源热泵模拟试验台，其特征在于，所述压缩机选用小型全封闭式压缩机。

5.如权利要求1所述的一种水源热泵模拟试验台，其特征在于，设置一排污阀连接在所述回水干道中，且所述排污阀的位置低于所述回水干道的最低点。

6.如权利要求1所述的一种水源热泵模拟试验台，其特征在于，所述制冷止回阀通道与所述制热止回阀通道中均设置有两止回阀以及一平衡阀，且所述两止回阀连接在所述平衡阀的两端，且同一通道中两止回阀的导通方向一致。

7.如权利要求1所述的一种水源热泵模拟试验台，其特征在于，在所述大水箱两侧分别设置第一阀门以及第二阀门。