液體循環制冷熱泵換熱裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及換熱設備，具體涉及液體循環制冷熱栗換熱裝置。
【背景技術】
[0002]熱栗是將低位熱能轉化為高位熱能的系統，被稱為“熱量倍增器”的熱栗供熱與傳統的供熱方式相比，具有能源利用率高、節能環保等技術優勢，因此熱栗技術在空調和熱水供應等方面已得到廣泛應用。
[0003]熱栗機組包括由蒸發器、冷凝器、壓縮機以及節流元件構成的制冷系統，現有技術中，熱栗機組還包括至少一個四通切換閥，節流元件的方向應是雙向的，制冷和制熱的切換通常是通過改變四通切換閥的狀態和制冷劑的流動方向來實現。在這種結構模式下，制冷系統會變得較為復雜，蒸發器和冷凝器的功能互換，制冷系統中的焊點也較多，即制冷泄漏的可能性增加，這會導致熱栗成本增加和可靠性下降，對使用壽命也有一定影響。
[0004]同時，現有的熱栗在使用熱能和冷能時，用熱端換熱器為常規的風管機，通過風機的強制對流將換熱器的熱量輸送到用熱空間。制熱時，出風口的溫度明顯偏高，制冷時出風口的溫度明顯偏低，用熱空間的溫度并不均勻。風機的噪聲、空氣對流造成的強吹風感以及忽冷忽熱的溫度調控顯著降低了人們對高度舒適性環境的美好感受。同時，對波動度和均勻度要求較高的應用場合，如何提高溫度的波動度和均勻度仍是一個嚴峻的挑戰，如高均勻度和高精度的高低溫試驗箱，制藥、食品與化妝品領域的化學品及其制劑的穩定性試驗箱與留樣儲存庫，生命科學領域的植物生長試驗、組織與微生物培養、種子發芽試驗、昆蟲與小動物飼養以及化學農藥的環境安全性評價等等。
【發明內容】
[0005]本發明針對上述問題，克服至少一個不足，提出了一種液體循環制冷熱栗換熱裝置。本發明無需改變傳統制冷裝置的結構原理和蒸發器、冷凝器的功能，通過液體循環實現加熱與制冷的切換。
[0006]本發明采取的技術方案如下:
[0007]一種液體循環制冷熱栗換熱裝置，包括制冷系統，所述制冷系統包括壓縮機、冷凝器、節流元件以及蒸發器，所述冷凝器包括冷凝器液體傳熱介質通道以及制冷劑冷凝通道，所述蒸發器包括蒸發器液體傳熱介質通道以及制冷劑蒸發通道，所述壓縮機、制冷劑冷凝通道、節流元件以及制冷劑蒸發通道依次連通構成換熱回路；
[0008]液體循環制冷熱栗換熱裝置還包括熱源端循環栗、用熱端循環栗、熱源端換熱器、用熱端換熱器以及四只切換閥；
[0009]四只切換閥分別為第一切換閥、第二切換閥、第三切換閥以及第四切換閥；各切換閥均包括三個端口，三個端口分別為第一端口、第二端口以及第三端口 ；
[0010]所述冷凝器液體傳熱介質通道的一端與第一切換閥的第二端口連通，另一端與第二切換閥的第二端口連通；所述蒸發器液體傳熱介質通道的一端與第三切換閥的第二端口連通，另一端與第四切換閥的第二端口連通；
[0011]所述熱源端換熱器包括第一端和第二端，所述熱源端換熱器的第一端同時與第一切換閥的第三端口以及第三切換閥的第一端口連通；所述熱源端換熱器的第二端同時與第二切換閥的第一端口以及第四切換閥的第三端口連通；
[0012]所述熱源端循環栗用于驅動熱源端換熱器內的液體流動；
[0013]所述用熱端換熱器包括第一端和第二端，所述用熱端換熱器的第一端同時與第一切換閥的第一端口以及第三切換閥的第三端口連通；所述用熱端換熱器的第二端同時與第二切換閥的第三端口以及第四切換閥的第一端口連通；
[0014]所述用熱端循環栗用于驅動用熱端換熱器內的液體流動。
[0015]本申請中，“壓縮機、制冷劑冷凝通道、節流元件以及制冷劑蒸發通道依次連通構成換熱回路”指的是壓縮機的出口與制冷劑冷凝通道的入口連通，制冷劑冷凝通道的出口與節流元件的入口連通，節流元件的出口與制冷劑蒸發通道的入口連通，制冷劑蒸發通道的出口與壓縮機的入口連通，四者串聯構成換熱回路。
[0016]本申請中，節流元件可以為膨脹閥或毛細管等。
[0017]熱源端換熱器設置在水源或者地熱源上，熱源端換熱器能夠為地熱源、水熱源的利用創造條件，與空氣源換熱相比，運行效率高，節省運行成本，噪聲更低，對環境的排熱更少，效益顯著。且熱源端換熱器的關鍵零部件深埋水下、地下或安裝室內，避免了室外的惡劣氣候影響，其地下部分可保用50年，地上部分可保用30年，系統維護成本極為降低。
[0018]用熱端換熱器用途廣泛，包括冷熱水供應系統，毛細管網輻射末端，地熱等，利用輻射制冷與供暖，舒適度極高，無機械傳動的能源消耗與噪聲。
[0019]本申請的液體循環制冷熱栗換熱裝置共有三種工作模式，分別為制冷模式，制熱模式，以及過渡季的直接換熱模式。
[0020]在制冷模式下(適合夏季)，第一切換閥的第二端口和第三端口連通，第二切換閥的第一端口和第二端口連通，第三切換閥的第二端口和第三端口連通，第四切換閥的第一端口和第二端口連通。此種模式下，熱源端換熱器與冷凝器液體傳熱介質通道構成回路，能夠給制冷劑冷凝通道降溫，而用熱端換熱器與蒸發器液體傳熱介質通道構成回路，蒸發器液體傳熱介質通道內的液體降溫，最終實現用熱端換熱器的溫度降低，為房間或箱體提供冷能。
[0021]在制熱模式下(適合冬季)，第一切換閥的第一端口和第二端口連通，第二切換閥的第二端口和第三端口連通，第三切換閥第一端口和第二端口連通，第四切換閥的第二端口和第三端口連通。此種模式下，熱源端換熱器與蒸發器液體傳熱介質通道構成回路，能夠給制冷劑蒸發通道加熱，而用熱端換熱器與冷凝器液體傳熱介質通道構成回路，加熱冷凝器液體傳熱介質通道內的液體，最終實現用熱端換熱器的溫度升高，為房間或箱體提供熱會泛。
[0022]在過渡季的直接換熱模式下(適合春秋季)，制冷系統和熱源端循環栗關閉，不再工作，四個切換閥的第一端與第三端連通。此時，用熱端換熱器直接與熱源端換熱器連通，通過用熱端循環栗循環換熱，整個系統能耗非常少，節能顯著。
[0023]本申請的切換閥可以為手動閥也可以為電動閥，根據實際情況選定。
[0024]本申請的制冷模式與制熱模式通過控制各切換閥能夠瞬間切換，結構簡單；制冷系統中制冷劑的流動方向始終不變，制冷系統可為結構最為簡單的最小系統，降低了零部件與焊點數量，零部件故障與焊接點泄漏的幾率進一步降低，可靠性提高，可維護性好，能夠有效的延長制冷系統的使用壽命；因為制冷系統本身無需切換工作狀態，因而系統工作的穩定性更高；在過渡季的直接換熱模式下制冷系統和熱源端循環栗停止工作時，系統能耗顯著降低，使用壽命更長。
[0025]進一步的，還包括設置在熱源端循環栗出口端或入口端的第一膨脹容器。
[0026]進一步的，還包括設置在用熱端循環栗出口端或入口端的第二膨脹容器。
[0027]因為本申請循環系統完全密閉，通過設置膨脹容器能夠消除熱脹冷縮帶來的液體循環系統壓力上升或液體循環量不足等問題，從而確保裝置在各個溫度下可靠運行。
[0028]本申請中，各切換閥為三通切換閥，各切換閥具有三種工作模式，第一種模式為第一端口與第二端口連通；第二種模式為第一端口與第三端口連通；第三種模式為第二端口與第三端口連通。
[0029]進一步的，所述熱源端換熱器包括第一總管、第二總管，以及并聯連接的多根換熱管，各換熱管的一端與第一總管連通，另一端與第二總管連通；第一總管和第二總管的其中一個端口分別為熱源端換熱器的第一端和第二端；各換熱管各處材料、密度、壁厚、長度以及內徑等完全相同，相互間等間距布置。
[0030]并聯的設計能夠增加熱源端換熱器的換熱面積。實際運用時，為了發揮每一根換熱管的效果，液體傳熱介質在熱源端換熱器第一總管和第二總管中的流動方向可以相同，熱源換熱器的各換熱管可以等間距布置。
[0031]實際運用時，為了增加空間利用率熱源端換熱器的換熱管可以為U形等彎折的形狀。
[0032]進一步的，所述用熱端換熱器包括第一總管、第二總管，以及并聯連接的多根換熱管，各換熱管的一端與第一總管連通，另一端與第二總管連通；第一總管和第二總管的其中一個端口分別為用熱端換熱器的第一端和第二端；所述換熱管中部彎折，形成兩個彎折部，兩個彎折部相互靠攏，整體形成恒溫部；各換熱管各處材料、密度、壁厚、長度以及內徑等完全相同，各換熱管的恒溫部相互間等間距布置構成換熱層。
[0033]本申請所說的“靠攏”，表示兩個彎折部相互緊貼或者留有一定的間隙，靠攏的目的是為了他們之間均勻的傳熱以確保均勻度。實際運用中，根據對均勻度的需