CN101059292A - 水源热泵系统 - Google Patents
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Abstract
一种水源热泵系统，包括水源水中间换热器(25)、与水源水中间换热器(25)相连的配置有水泵(23)及膨胀水箱(24)的水源水系统、第一水冷冷水机组(1)、第二水冷冷水机组(2)、辅助水泵(26)及连接管路等，其中第一水冷冷水机组(1)和第二水冷冷水机组(2)之间的连接有串联和并联两种方式：并联方式是第一水冷冷水机组(1)的冷凝器(3)、蒸发器(4)分别和第二水冷冷水机组(2)的冷凝器(5)、蒸发器(6)并联连接；串联方式是第二水冷冷水机组(2)的冷凝器(5)的出水管、进水管分别与第一水冷冷水机组(1)的蒸发器(4)的进水管、出水管串联连接。此发明的水源热泵系统水源水利用温差大，取水回灌流量少，制热运行时热水出水可达45～98℃。
Description
技术领域
本发明涉及一种水源热泵系统，属制冷空调领域。
背景技术
水源热泵利用储存于地表浅层的可再生能源，为建筑制冷供暖。地球表面或浅层水源、城市中水的温度一年四季相对稳定，一般为10～25℃，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，水源热泵同时解决了空调系统的冷热源，保证了系统的高效性和经济性。传统水源热泵系统的水源水直接进入水源热泵主机，很容易在水源热泵主机的蒸发器和冷凝器水侧结垢，进而影响水源热泵主机性能，为了减少水垢的产生，保证换热性能，只有增大水的流速，这造成传统的水源热泵普遍存在水源水取水回灌流量大，利用温差小的问题，一般为5～10℃，尤其在部分负荷时水源利用温差更小，取水回灌泵的耗能高，采用井水时取水量大还会带来相关地质水文的影响，这些限制了水源热泵的进一步发展。
传统的水水热泵可制取温度40-60℃热水，热水温度不高限制了传统的水水热泵应用场合。
发明内容
本发明针对传统的水源热泵水源水取水回灌流量大、利用水源水的温差小及单台水水热泵出热水温度不高的缺点，提供一种高效节能、出热水温度高、运行可靠的水源热泵系统。
本发明的目的是这样实现的：一种水源热泵系统，包括水源水中间换热器、与水源水中间换热器相连的配置有水泵及膨胀水箱的水源水系统、第一水冷冷水机组、第二水冷冷水机组、辅助水泵及连接管路等，其中第一水冷冷水机组和第二水冷冷水机组之间的连接有串联和并联两种方式：并联连接方式是第一水冷冷水机组的冷凝器、蒸发器分别和第二水冷冷水机组的冷凝器、蒸发器并联连接；串联连接方式是第二水冷冷水机组的冷凝器的出水管、进水管分别与第一水冷冷水机组的蒸发器的进水管、出水管串联连接。
第一水冷冷水机组、第二水冷冷水机组的压缩机采用离心式、螺杆式、涡旋式、活塞式、转子式压缩机中的任一种。
第一水冷冷水机组、第二水冷冷水机组是水冷冷水机组和水源热泵中的任一种。
连接管路上配置有制冷管路切换阀、制热管路切换阀。该制冷管路切换阀开、制热管路切换阀关，第一水冷冷水机组和第二水冷冷水机组并联连接；制热管路切换阀开、制冷管路切换阀关，第一水冷冷水机组和第二水冷冷水机组串联连接。
制冷管路切换阀、制热管路切换阀为手动控制阀或电动控制阀中的任一种。
辅助水泵串接于第二水冷冷水机组冷凝器的出水管与第一水冷冷水机组蒸发器的进水管之间或第一水冷冷水机组蒸发器的出水管与第二水冷冷水机组冷凝器的进水管之间。
水源水中间换热器是板式、壳管式、套管式中的任一种。
水冷和冷水中的“水”是指水或乙二醇溶液这样的介质。
为更好地集中控制，本系统还配置动力控制箱，该动力控制箱具有与第一水冷冷水机组、第二水冷冷水机组相连的通讯接口和对外通讯接口。
本发明的优点：
1.本发明的水源水温差利用达到12～20℃，水源水取水回灌流量比传统的水源热泵(10℃温差)可减少17％～50％，大大减少取水回灌泵的能耗及费用。
2.本发明的水源热泵系统的单台机组容量大，可减少主机数量。
3.本发明的水源热泵系统可调节以适应较大范围的工况的变化，制热运行时热水出水温度范围可达45～98℃。
4.一机多用，冷热源统一设置，统一控制，设备占用面积小。
附图说明
附图是本发明的一实施例的流程图。
具体实施方式
附图所示为本发明的水源热泵系统的一实施例的流程图。水源热泵系统，包括空调末端装置30、水源水中间换热器25、与水源水中间换热器25相连的配置有水泵23及膨胀水箱24的水源水系统、与空调末端装置30相连的配置有水泵27及膨胀水箱28的空调水系统、第一水冷冷水机组1、第二水冷冷水机组2、辅助水泵26、动力控制箱32、制冷管路切换阀7、9、11、13、15、17、19、20、制热管路切换阀8、10、12、14、16、18及连接管路等。第一水冷冷水机组1和第二水冷冷水机组2之间的连接有串联和并联两种方式：制冷管路切换阀7、9、11、13、15、17、19、20开、制热管路切换阀8、10、12、14、16、18关，机组并联连接，即第一水冷冷水机组1的冷凝器3、蒸发器4分别与第二水冷冷水机组2的冷凝器5、蒸发器6并联连接；制热管路切换阀8、10、12、14、16、18开、制冷管路切换阀7、9、11、13、15、17、19、20关，机组串联连接，即第二水冷冷水机组2的冷凝器5的出水管、进水管分别与第一水冷冷水机组1的蒸发器4的进水管、出水管串联连接，串联环路上设置有辅助水泵26。
本实施例的水源热泵系统的运行有制冷和制热两种模式。
制冷运行模式：制冷管路切换阀7、9、11、13、15、17、19、20开、制热管路切换阀8、10、12、14、16、18关，第一水冷冷水机组1和第二水冷冷水机组2并联连接。两台水冷冷水机组中的一台或全部制冷运行。制冷运行模式时，来自空调末端装置30的水29作为冷水经水泵27加压后通过管路切换阀17、19分别进入第一水冷冷水机组1的蒸发器4、第二水冷冷水机组2的蒸发器6，降温后分别通过管路切换阀15、20由管路31返回空调末端装置30完成一个循环；水22作为冷却水流经水源水中间换热器25向水源水21散热降温，经水泵23加压后通过管路切换阀门7、11分别进入第一水冷冷水机组1的冷凝器3和第二水冷冷水机组2的冷凝器5吸热升温，然后分别通过管路切换阀9、13返回水源水中间换热器25完成一个循环。
制热运行模式：制热管路切换阀8、10、12、14、16、18开、制冷管路切换阀7、9、11、13、15、17、19、20关，第一水冷冷水机组1和第二水冷冷水机组2串联连接，即第二水冷冷水机组2的冷凝器5的出水管、进水管分别通过管路切换阀14、12与第一水冷冷水机组1的蒸发器4的进水管、出水管相连接，且管路切换阀14和蒸发器4之间串接有辅助水泵26。水22作为冷水流经水源水中间换热器25吸收水源水21的热量升温，由水泵23加压后通过管路切换阀18进入第二水冷冷水机组2的蒸发器6，吸热升温后流经管路切换阀16返回水源水中间换热器25完成一个循环；第二水冷冷水机组2的冷凝器5的出水作为冷水通过管路切换阀14进入第一水冷冷水机组1的蒸发器4，降温后通过管路切换阀12返回冷凝器5完成一个循环；来自空调末端装置30的水29作为冷却水经水泵27加压后通过管路切换阀8进入水冷冷水机组1的冷凝器3吸热升温，然后通过管路切换阀10返回空调末端装置30完成一个循环。
第一水冷冷水机组1、第二水冷冷水机组2的压缩机采用离心式、螺杆式、涡旋式、活塞式、转子式压缩机中的任一种。
第一水冷冷水机组1、第二水冷冷水机组2是水冷冷水机组和水源热泵中的任一种。
上述的辅助水泵26串接于冷凝器5的出水管与蒸发器4的进水管之间或蒸发器4的出水管与冷凝器5的进水管之间。
各运行模式时，动力控制箱32与第一水冷冷水机组1及第二水冷冷水机组2通过通讯接口进行通讯，控制水源热泵系统运行。
上述的水冷和冷水中的“水”是指水或乙二醇溶液这样的介质。
上述的制冷管路切换阀7、9、11、13、15、17、19、20及制热管路切换阀8、10、12、14、16、18为手动控制阀或电动控制阀中的任一种。
Claims (10)
1.一种水源热泵系统，其特征在于：包括水源水中间换热器(25)、与水源水中间换热器(25)相连的配置有水泵(23)及膨胀水箱(24)的水源水系统、第一水冷冷水机组(1)、第二水冷冷水机组(2)、辅助水泵(26)及连接管路等，其中第一水冷冷水机组(1)和第二水冷冷水机组(2)之间的连接有串联和并联两种方式：并联连接方式是第一水冷冷水机组(1)的冷凝器(3)、蒸发器(4)分别和第二水冷冷水机组(2)的冷凝器(5)、蒸发器(6)并联连接；串联连接方式是第二水冷冷水机组(2)的冷凝器(5)的出水管、进水管分别与第一水冷冷水机组(1)的蒸发器(4)的进水管、出水管串联连接。
2.根据权力要求1所述的水源热泵系统，其特征在于：前述的第一水冷冷水机组(1)、第二水冷冷水机组(2)的压缩机采用离心式、螺杆式、涡旋式、活塞式、转子式压缩机中的任一种。
3.根据权力要求1或2所述的水源热泵系统，其特征在于：前述的第一水冷冷水机组(1)是水冷冷水机组和水源热泵中的任一种。
4.根据权力要求1或2所述的水源热泵系统，其特征在于：前述的第二水冷冷水机组(2)是水冷冷水机组和水水热泵中的任一种。
5.根据权力要求1所述的水源热泵系统，其特征在于：前述的连接管路上配置有制冷管路切换阀(7)、(9)、(11)、(13)、(15)、(17)、(19)、(20)、制热管路切换阀(8)、(10)、(12)、(14)、(16)、(18)，该制冷管路切换阀(7)、(9)、(11)、(13)、(15)、(17)、(19)、(20)开、制热管路切换阀(8)、(10)、(12)、(14)、(16)、(18)关，第一水冷冷水机组(1)和第二水冷冷水机组(2)并联连接；制热管路切换阀(8)、(10)、(12)、(14)、(16)、(18)开、制冷管路切换阀(7)、(9)、(11)、(13)、(15)、(17)、(19)、(20)关，第一水冷冷水机组(1)和第二水冷冷水机组(2)串联连接。
6.根据权力要求5所述的水源热泵系统，其特征在于：前述的制冷管路切换阀(7)、(9)、(11)、(13)、(15)、(17)、(19)、(20)、制热管路切换阀(8)、(10)、(12)、(14)、(16)、(18)为手动控制阀或电动控制阀中的任一种。
7.根据权力要求1所述的水源热泵系统，其特征在于：前述的辅助水泵(26)串接于冷凝器(5)的出水管与蒸发器(4)的进水管之间或蒸发器(4)的出水管与冷凝器(5)的进水管之间。
8.根据权力要求1所述的水源热泵系统，其特征在于：前述的水源水中间换热器(25)是板式、壳管式、套管式中的任一种。
9.根据权力要求1所述的水源热泵系统，其特征在于：前述的水冷和冷水中的“水”是指水或乙二醇溶液这样的介质。
10.根据权力要求1所述的水源热泵系统，其特征在于：系统还配置动力控制箱(32)，该动力控制箱(32)具有与第一水冷冷水机组(1)、第二水冷冷水机组(2)相连的通讯接口和对外通讯接口。
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