一种地源热泵中央空调主机

1.一种地源热泵中央空调主机，包括：封闭式压缩机模块、阀组模块、循环水泵模块、电控系统模块和机箱；其特征在于：所述的封闭式压缩机模块、阀组模块、循环水泵模块、电控系统模块，装置在一柜式机箱内；其中，压缩机模块的冷水回水口与阀组模块的冷水回水口相连，压缩机模块的冷水出口通过循环水泵模块的冷水泵与阀组模块的冷水进口相连；压缩机模块的热水回水口与阀组模块的热水回水口相连，压缩机模块的热水出口通过循环水泵模块的热水泵与阀组模块的热水进口相连；其中，电控系统模块安装在柜式机箱内；在柜式机箱外侧，配置有：由阀组模块预留的分别与室内用户侧的风机盘管、地暖管、生活热水、以及地埋管相连的接口；在机箱外侧，还配置有电源连接线和所有信号线的接口；
所述的压缩机模块由压缩机模块内部结构、和压缩机模块外部结构组成；其中，压缩机模块内部结构，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀、气液分离器、高压汽体管、高压液体管、低压管、热力膨胀阀感温包，上述部件由管路按热泵循环原理连接并配置在一封闭的机壳内；其中，压缩机模块外部结构，包括：高压快速连接件；低压快速连接件；保温材料充填口；封闭机壳前盖；封闭机壳后盖；电源线槽孔；传感器线槽孔；封闭机壳垫圈；封闭机壳底座；四个循环水快接口，上述部件配置在所述封闭机壳外部；
压缩机模块内充保温隔音珍珠岩石材料；
压缩机模块内的主要设备采用高可靠性的涡旋式压缩机和热力膨胀阀；
所述的阀组模块由多个二通电磁阀组成，通过阀组内多个二通电磁阀的切换，实现供暖、制冷空调、以及提供生活热水；
所述的循环水泵模块由二台循环水泵组成；其中，一台负责室内风机盘管、地暖管或生活热水的水循环；另外一台负责室外地埋管侧的水循环；
所述的电控模块由通用电控元件配置而成，具有完备的热泵空调的控制功能，并置于所述的柜式机箱的内部；
所述的柜式机箱包括：柜式机箱顶板；柜式机箱右门；柜式机箱左门；柜式机箱门拄；
柜式机箱底脚；控制面板；由上述零件组成柜式主机机箱；
所述的柜式机箱面板包括左右门由不锈钢材料制成；柜式机箱为弧形双开门结构；底脚可垂直调整。

一种地源热泵中央空调主机\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种地源热泵中央空调主机，属于制冷空调领域。\n背景技术\n[0002] 随着经济发展，人们的生活水平在不断的提高，人们对户式中央空调的能耗及其噪音的要求也在不断的提高。传统的空气源热泵中央空调主机能耗高，噪音大，并且在使用过程中受周围环境温度影响较大。而地源热泵的的能效要优于空气源热泵，且主机由于不需要与空气进行热交换，因此可以安装在室内；这样就改善了空调的运行和维护条件；但是，同时对空调的噪音也提出了更高的要求。由于现有的中央空调压缩机系统（热泵系统）基本上都是开启式箱体，包括传统的空气源热泵和地源热泵。热泵系统中的压缩机在运行过程中会产生噪音，如果空调主机安装在室内，则产生的噪音会往往会超过人的忍耐度。\n[0003] 因此，市场迫切需要一种低噪音的、整体置于室内的、地源热泵型中央空调主机。\n发明内容\n[0004] 本发明的目的在于提供一种地源热泵中央空调主机，主机整体可安装在室内。其压缩机模块采用封闭隔音结构，可大大减弱空调压缩机运转的噪音；可以实现冷热水切换，并提供生活热水，一机多用；水泵内置，安装方便。\n[0005] 本发明的技术方案是：一种地源热泵中央空调主机，包括：封闭式压缩机模块、阀组模块、循环水泵模块、电控系统模块和机箱，所述的封闭式压缩机模块、阀组模块、循环水泵模块、电控系统模块，装置在一柜式机箱内。\n[0006] 其中，压缩机模块的冷水回水口与阀组模块的冷水回水口相连，压缩机模块的冷水出口通过循环水泵模块的冷水泵与阀组模块的冷水进口相连；压缩机模块的热水回水口与阀组模块的热水回水口相连，压缩机模块的热水出口通过循环水泵模块的热水泵与阀组模块的热水进口相连。\n[0007] 其中，电控系统模块安装在柜式机箱内。\n[0008] 在柜式机箱外侧，配置有：由阀组模块预留的分别与室内用户侧的风机盘管、地暖管、生活热水、以及地埋管相连的接口。\n[0009] 在柜式机箱外侧，还配置有电源连接线和所有信号线的接口。\n[0010] 所述的压缩机模块由压缩机模块内部结构、和压缩机模块外部结构组成。\n[0011] 其中，压缩机模块内部结构，包括：压缩机、冷凝器、蒸发器、热力膨胀阀、气液分离器、高压汽体管、高压液体管、低压管、热力膨胀阀感温包，上述部件由管路按热泵循环原理连接并配置在一封闭机壳内。\n[0012] 其中，压缩机模块外部结构，包括：高压快速连接件、低压快速连接件；保温材料充填口；封闭机壳前盖；封闭机壳后盖；电源线槽孔；传感器线槽孔；封闭机壳垫圈；封闭机壳底座；上述部件配置在所述封闭机壳外部；封闭的压缩机模块内充保温隔音珍珠岩石材料。\n[0013] 压缩机模块内的主要设备采用高可靠性的涡旋式压缩机和热力膨胀阀。\n[0014] 所述的阀组模块由多个二通电磁阀组成，通过阀组内多个二通电磁阀的切换，实现供暖、制冷空调、以及提供生活热水。\n[0015] 所述的循环水泵模块由二台循环水泵组成；其中，一台负责室内风机盘管、地暖管或者生活热水的水循环；另外一台负责室外地埋管侧的水循环。\n[0016] 所述的电控模块由通用电控元件配置而成，具有完备的热泵空调的控制功能，并置于所述的柜式机箱的内部。\n[0017] 所述的柜式机箱包括：柜式机箱顶板；柜式机箱右门；柜式机箱左门；柜式机箱门拄；柜式机箱底脚；控制面板；由上述零件组成主机的柜式机箱。\n[0018] 所述的柜式机箱面板由不锈钢（或铝合金）材料制成；柜式机箱为弧形双开门结构；底脚可垂直调整。\n[0019] 由于本发明热交换介质是水，与传统的空气源热泵相比较，能效比可提高30%～\n40%，其运行费用为普通中央空调的40～50% ,节能减排效果明显。\n[0020] 由于采用了独有的阀组，冷热水切换在水侧进行，这样就使得压缩机模块省去了传统的四通换向阀，结构非常简单可靠，为压缩机模块采用封闭结构创造了条件。这样的结构是压缩机模块内充满保温隔音珍珠岩石材料，有效地减少了噪音的产生，主机运转平稳，运转噪音不超过35db，远低于国家同类产品最低标准（48 dB）。\n[0021] 压缩机模块的封闭结构和保温隔音材料配合使用，可以有效地防止压缩机曲轴箱润滑油的低温冻结对压缩机开机运行的危害，空调在冬季运行前无需象普通户式中央空调的预通电加热压缩机曲轴箱润滑油。\n[0022] 由于压缩机模块采用高可靠性的涡旋压缩机和热力膨胀阀，换热器采用不锈钢板式换热器，系统内无易损件（四通换向阀）设置，结构简单，可靠性高，压缩机模块在整机使用寿命内的维修率非常低。\n[0023] 由于冷热水切换在阀组模块中进行，主机在运行时，其压缩机模块热泵系统无逆向循环工况，减少制冷系统中压缩机液击的现象，进一步提高压缩机的寿命。\n[0024] 可以实现冷热水切换使用，实现对建筑进行空气调节或生活热水，达到人们所要求的温度要求及生活热水需求，一机多用。特别是本发明独有的自然循环模式：当环境温度在30℃左右时，如果空调房间需要降温，通过自然循环模式，仅循环水泵运行，压缩机不工作（空调系统内的循环水仅与地下土壤进行热交换），就可以达到舒适的温度(25～26℃)；\n冬天还可以通过自然循环模式达到防冻效果，节能效果明显。\n[0025] 采用的阀组模块无特殊的焊接要求，安装时无需传统电磁四通换向阀那样严格的焊接保护措施，一般的丝扣连接或热熔焊接就可实现阀组的安装，操作简单，整机的可靠性可以提高。\n[0026] 本发明还可以考虑利用太阳能作为热源补充能量，使得系统的能效进一步得到提高。\n[0027] 本发明主机的循环水泵内置，整机一体化，现场安装方便，通过快接件与用户侧供、回水总管及室外侧地埋管连接后即可投入运行。\n附图说明\n[0028] 图1是本发明的一种地源热泵中央空调主机的立体结构图。\n[0029] 图2是本发明的一种地源热泵中央空调主机的压缩机模块内部结构立体图。\n[0030] 图3是本发明的一种地源热泵中央空调主机的压缩机模块外部结构（前侧）立体图。\n[0031] 图4是本发明的一种地源热泵中央空调主机的压缩机模块外部结构（后侧）立体图。\n[0032] 图5a是本发明的一种地源热泵中央空调主机的阀组模块结构主视图。\n[0033] 图5b是阀组模块结构俯视图。\n[0034] 图5c是阀组模块结构立体图。\n[0035] 图5d是阀组模块结构侧视图。\n[0036] 图6是阀组模块内部结构效果图。\n[0037] 图7是本发明的一种地源热泵中央空调主机的循环水泵模块的效果图。\n[0038] 图8是本发明的一种地源热泵中央空调主机的电控系统模块的效果图。\n[0039] 图9是本发明的一种地源热泵中央空调主机的机箱的结构立体图。\n[0040] 图10是本发明的一种地源热泵中央空调主机的机箱的立体效果图。\n[0041] 图11是本发明的一种地源热泵中央空调主机的工作原理图。\n[0042] 图12是本发明的一种地源热泵中央空调主机的柜式机箱与室内用户侧、室外地埋管侧接管及检修窗口位置示意图。\n[0043] 图中：1-压缩机模块，2-阀组模块，3-循环水泵模块，4-电控模块，5-机箱，11-压缩机，12-冷凝器，13-蒸发器，14-热力膨胀阀，15-气液分离器；16-高压汽体管，17-高压液体管，18-低压管，19-高压快速连接件，20-低压快速连接件，21-热力膨胀阀感温包，\n22-保温隔音材料充填口，23-封闭机壳前盖，24-封闭机壳后盖，25-电源线槽孔，26-传感器线槽孔，27-封闭机壳垫圈，28-封闭机壳底座，29-热水进口，30-热水出口，31-冷水进口，32-冷水出口，41-风机盘管接口，42-地暖管接口，43-生活热水接口，44-地埋管接口，46-检修后盖，47-电缆接口，51-柜式机箱顶板，52-柜式机箱右门，53-柜式机箱左门，\n54-柜式机箱门拄，55-柜式机箱底脚，56-控制面板。\n具体实施方式\n[0044] 以下结合附图和实施例对本发明做详细的说明。图1是本发明的一种地源热泵中央空调主机的立体结构图。图2是压缩机模块内部结构立体图。从图1中可以看出，一种地源热泵中央空调主机，包括：封闭式压缩机模块1、阀组模块2、循环水泵模块3、电控系统模块4和柜式机箱5，所述的封闭式压缩机模块1、阀组模块2、循环水泵模块3、电控系统模块4，按图1的位置安装在柜式机箱5内。\n[0045] 其中，压缩机模块1的冷水回水口与阀组模块2的冷水回水口相连，压缩机模块1的冷水出口通过循环水泵模块3的冷水泵与阀组模块2的冷水进口相连；压缩机模块1的热水回水口与阀组模块2的热水回水口相连，压缩机模块1的热水出口通过循环水泵模块\n3的热水泵与阀组模块2的热水进口相连。\n[0046] 其中，电控系统模块4安装在柜式机箱5内。\n[0047] 在柜式机箱5外侧，配置有：由阀组模块2预留的分别与用户侧的风机盘管41、地暖管42、生活热水接口43以及地埋管相连的接口44；参见图12。\n[0048] 在柜式机箱5外侧，还配置有电缆接口（电源连接线和所有信号线的接线口）47、检修用后盖46；参见图12。\n[0049] 所述的压缩机模块1由压缩机模块内部结构、和压缩机模块外部结构组成。\n[0050] 其中，压缩机模块1内部结构，包括压缩机11、冷凝器12、蒸发器13、热力膨胀阀\n14、气液分离器15、高压汽体管16、高压液体管17、低压管18、热力膨胀阀感温包21，上述部件由管路按热泵循环原理连接并配置在一封闭机壳内。 其中，压缩机模块1外部结构，包括：高压快速连接件19、低压快速连接件20；保温隔音材料充填口22；封闭机壳前盖23；封闭机壳后盖24；电源线槽孔25；传感器线槽孔26；封闭机壳垫圈27；封闭机壳底座28；上述部件配置在所述封闭机壳外部。\n[0051] 压缩机模块1内充保温隔音珍珠岩石材料。\n[0052] 压缩机模块1内的主要设备采用高可靠性的涡旋式压缩机11和热力膨胀阀14。\n[0053] 所述的阀组模块2由多个二通电磁阀组成，通过阀组内的多个二通电磁阀的切换，来实现供暖、制冷空调、以及提供生活热水。\n[0054] 所述的循环水泵模块3由二台循环水泵组成；其中，一台负责室内风机盘管41或地暖管42等的水循环；另外一台负责室外地埋管44侧的水循环。\n[0055] 所述的电控模块由通用的控制元件配置而成，具有热泵空调的控制功能，并置于柜式机箱的内部。\n[0056] 所述的柜式机箱5包括：柜式机箱顶板51；柜式机箱右门52；柜式机箱左门53；柜式机箱门拄54；柜式机箱底脚55；控制面板56；由上述零件组成主机的柜式机箱。\n[0057] 所述的柜式机箱面板51包括柜式机箱的右门52、左门53由不锈钢（或铝合金）材料制成；柜式机箱为弧形双开门结构；底脚55可垂直调整。\n[0058] 所述地源热泵中央空调主机还可以考虑利用太阳能作为补充能源，太阳能接口可设置在室内管路中。\n[0059] 实施例1\n[0060] 按图1的布置，把压缩机模块1、阀组模块2、循环水泵模块3根据图11所示的工作原理图进行连接，并按图1所示位置安装到柜式机箱5内。\n[0061] 具体连接如下：压缩机模块1的冷水回水口与阀组模块2的冷水回水口相连，压缩机模块1的冷水出口通过循环水泵模块3的冷水泵与阀组模块2的冷水进口相连；压缩机模块1的热水回水口与阀组模块2的热水回水口相连，压缩机模块1的热水出口通过循环水泵模块3的热水泵与阀组模块2的热水进口相连。\n[0062] 本发明主机与用户侧及地埋侧连接管位置在主机箱的后侧面，见图12.电控模块\n4安装到位并连接好电源线和所有信号线；阀组模块2预留的接口分别与用户侧的风机盘管41、地暖管42、生活热水接口43以及地埋管接口44相连后即可实现本发明之目的。\n[0063] 压缩机模块1选用目前国际上性能最为优良的涡旋压缩机11、热力膨胀阀14、换热效率高的不锈钢板式冷凝器换热器12和板式蒸发器换热器13，把上述这些零部件按照图2所示的结构连接完成后，把整个压缩机模块1安装在一封闭的壳体内，然后通过保温隔音材料充填口22对主机箱内进行珍珠岩保温隔音材料充填，使涡旋压缩机11、冷凝器12、蒸发器13和其它所有的零部件及管道被珍珠岩保温隔音材料良好地隔音和保温。\n[0064] 压缩机模块1的内部结构如图2所示。包括压缩机11、冷凝器12、蒸发器13、热力膨胀阀14、气液分离器15、高压汽体管16、高压液体管17、低压管18、热力膨胀阀感温包\n21，上述部件由管路按热泵循环原理连接并配置在一封闭的机壳内。\n[0065] 压缩机模块1的外部结构（前侧）如图3所示。包括：保温隔音材料充填口22；封闭机壳前盖23；电源线槽孔25；传感器线槽孔26；封闭机壳垫圈27；封闭机壳底座28；上述部件配置在所述封闭壳体外部。\n[0066] 压缩机模块1的外部结构（后侧）如图4所示。包括：高压快速连接件19、低压快速连接件20；封闭机壳后盖24；四个循环水快接口分别是右侧二个为热水进出口29、30，左侧为二个冷水进出口31、32。\n[0067] 本发明阀组模块2由多个高可靠性的二通电磁阀组成，阀组外部结构见图5a、5b、\n5c、5d、所示。通过阀组内多个电磁阀（阀的数量要根据中户式央空调的功能来确定）的切换，可实现冬天供暖，夏天制冷空调以及常年提高生活热水。\n[0068] 本发明阀组模块2内部结构效果图见6所示，具体结构（电磁阀的数量）视该户式中央空调的功能而定。\n[0069] 本发明循环水泵模块3效果图见图7所示。二台高性能循环水泵，一台负责室内用户侧风机盘管41、地暖管42或者生活热水43的水循环，另外一台负责室外地埋管44侧的水循环，水泵的流量及扬程视空调系统的负荷而定。\n[0070] 本发明电控模块4效果图见图8所示。电控模块4采用目前国际上较为先进的控制元器件，性能可靠，价格适中。\n[0071] 本发明柜式机箱5结构见图9所示，不锈钢（或铝合金）面板，整体漂亮大方。柜式机箱外观效果图见图10。\n[0072] 本发明的有益效果是：1、本发明主机由于室外地埋管侧热交换介质是水，与传统的空气源热泵相比较，能效比可提高30%～40%，其运行费用为普通中央空调的40～50% ,节能减排效果明显。\n[0073] 2、柜式机箱弧形双开门结构，底脚垂直尺寸可调，开启方便，柜式机箱面板包括左右门由不锈钢（或铝合金）材料制成，豪华大方。\n[0074] 3、由于采用了独有的阀组，冷热水切换在水侧进行，这样就使得压缩机模块省去了传统的电磁四通换向阀，结构非常简单可靠，为压缩机模块采用封闭结构创造了条件。这样的结构是压缩机模块内充满保温隔音珍珠岩石材料，有效地减少了噪音的产生，主机运转平稳，运转噪音不超过35db，远低于国家同类产品最低标准（48 dB）。\n[0075] 4、压缩机模块的封闭结构和保温材料配合使用，可有效的防止压缩机曲轴箱润滑油的低温冻结对压缩机开机运行的危害，空调在冬季运行前无需象普通户式中央空调的预通电加热压缩机曲轴箱的润滑油。\n[0076] 5、由于压缩机模块采用高靠性的涡旋压缩机和热力膨胀阀，换热器采用不锈钢板式换热器，系统内没有普通热泵机组通常采用的易损件（电磁四通换向阀），结构简单，可靠性高，整个压缩机模块在使用寿命内的维修率极低。\n[0077] 6、由于冷热水切换在阀组模块中进行，主机在运行时，其压缩机模块无逆向循环工况，这样就减少了制冷系统中压缩机液击的现象，进一步提高压缩机的运行寿命。\n[0078] 7、本发明主机采用独有的阀组后，可以实现冷热水切换使用，实现对建筑进行空气调节或提供生活热水，达到人们所要求的温度要求及生活热水需求，一机多用。特别是本发明独有的自然循环模式：当环境温度在30℃左右时，如果空调房间需要降温，通过自然循环模式，仅循环水泵运行，压缩机不工作（空调系统内的循环水仅与地下土壤进行热交换），就可以达到舒适的温度(25～26℃)；冬天还可以通过自然循环模式达到防冻效果，节能效果明显。\n[0079] 8、本发明采用的阀组模块无特殊的焊接要求，安装时无需传统电磁四通换向阀那样严格的焊接保护措施，一般的丝扣连接或热熔焊接就可实现阀组的安装，操作简单，整机的可靠性可以进一步提高。\n[0080] 9、本发明还可以考虑利用太阳能作为热源补充能量，使得系统的能效进一步得到提高。\n[0081] 10、本发明主机循环水泵内置，整机一体化，现场安装方便，通过快接件与室内用户侧供、回水总管及室外侧地埋管连接后即可投入运行。\n[0082] 总之，本发明可大大减弱空调压缩机运转的噪音；可以实现冷热水切换，并提供生活热水，一机多用；水泵内置，安装方便。实现了发明目的，具有创造性。\n[0083] 本实施例仅是本发明构思的一例，本领域技术人员可以在本构思指导下，参考本实施例，提出多个技术方案，但是任何在本构思下的技术方案都在本发明权利要求的保护范围之内。