CN101915479A

CN101915479A - 一种热源塔制冷供热节能系统

Info

Publication number: CN101915479A
Application number: CN 201010244908
Authority: CN
Inventors: 王志林
Original assignee: JIANGSU SIMPSON NEW ENERGY CO Ltd
Current assignee: JIANGSU SIMPSON NEW ENERGY CO Ltd
Priority date: 2010-08-04
Filing date: 2010-08-04
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2030-08-04
Also published as: CN101915479B

Abstract

本发明公开了一种热源塔制冷供热节能系统。该热源塔制冷供热节能系统包括热源塔、螺杆热泵冷热水机组和溶液浓缩装置；在所述的热源塔上设置有进水管路和出水管路，在进水管路和出水管路之间连接有螺杆热泵冷热水机组；在热源塔和螺杆热泵冷热水机组之间的进水管路和出水管路上连接有溶液浓缩装置。本发明的热源塔制冷供热节能系统，可实现制冷、供热、热水三项功能，其能效比EER可在5.2～6.2范围内，比传统技术节能达35％，可连续运行，效率高，无污染，该系统可适应室外气温-10℃～45℃的环境条件下正常运行，既适用于大型工业与民用建筑，也适用于有关矿山产业，该系统占地少，安装简便，运行安全可靠，可实现无人值守。

Description

一种热源塔制冷供热节能系统

技术领域

本发明涉及一种节能系统，具体涉及一种热源塔制冷供热节能系统。

背景技术

传统空调空气源热泵在冬季供热时会出现结霜，热泵效率低，且融霜附加能耗，不利连续向室内供热。若采用矿物燃料供热或直接电力加热，必将再增热源设施，既使运行费增加，又污染环境。

在当今社会全面关注自然环境与气候条件的大背景下，这种传统的技术，显然不能符合我国提出的节能减排、生态环境、低碳经济、循环经济的战略行动，有必要提出新的技术方案来解决或改进传统工艺技术。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种热源塔制冷供热节能系统，以实现一套系统解决制冷、供热和供热水这3个功能，同时要节约建设资金，节省运行费用，实现低碳、环保和循环经济。该系统能实现全自动控制。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种热源塔制冷供热节能系统，包括热源塔、螺杆热泵冷热水机组、溶液浓缩装置和室内机；在所述的热源塔上设置有换热溶液进、出管路，在换热溶液进、出管路上连接有螺杆热泵冷热水机组和溶液浓缩装置；在螺杆热泵冷热水机组上设置有进、出水管路，在所述的进、出水管路上连接有室内机；所述的换热溶液进、出管路通过阀门切换装置与进、出水管路相连。该系统能根据气温的高低，自动控制系统的可靠运行。

所述的阀门切换装置包括分别由2条单管路并联而成的第一管路组和第二管路组；第一管路组的两端分别连接着换热溶液出管路和进水路，第二管路组的两端分别连接着换热溶液进管路和出水路；在每条并联的单管路的2端均设置有阀门，在单管路的2端阀门之间设置有管路与螺杆热泵冷热水机组相连。

所述的设置在单管路的2端的阀门，其中一端在制热时关闭的阀门是双控制阀门；所述的双控制阀门包括串联的2个阀门，在这2个阀门之间设置有用于检测管路是否串水的检测装置。

所述的溶液浓缩装置包括相互连接的蒸馏釜和控制箱，在蒸馏釜的一侧设有与其相通的预热器，在蒸馏釜顶部设有冷凝器，所述的冷凝器与水箱相连；所述的控制箱用于自动控制溶液浓缩装置的开启和关闭。

在所述的热源塔的顶部设有防雨雪罩。

所述的螺杆热泵冷热水机组包括压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀；在压缩机上设置有高低压开关；在压缩机和冷凝器之间设置有循环回路；冷凝器和蒸发器之间设置有管路相通，在该管路上沿流水方向依次设置有过滤器和膨胀阀。

在所述的膨胀阀上并联有用于节流的双孔板，双孔板分别用于夏季制冷和冬季制热。

所述的室内机包括机架；在机架内设置有表冷器和风机，在表冷器上设置有进水口和出水口；在机架上设置有回风口和出风口；在接水盘下方设置有排水口，在表冷器下方设有接水盘，所述的接水盘与排水口相连，风机设置在接水盘的下面或后面。

在所述的螺杆热泵冷热水机组的出水管路上设置有分水器，在所述的分水器上至少设置有1条分水管路与用户的室内相连。

在所述的螺杆热泵冷热水机组的进水管路上设置有集水器，在所述的集水器上设置有与自来水相通的自来水管路、收集用户室内机的回水管路和与分水器相通的管路。

一种热源塔制冷供热节能系统，包括自动控制系统；所述的自动控制系统包括主机、设置在热源塔内的换热溶液浓度传感器、设置在溶液浓缩装置上的控制箱和设置在螺杆热泵冷热水机组上的温度传感器；所述的换热溶液浓度传感器用于检测溶液浓度，并将数据传送至主机，主机判断浓度值的高低，并启动控制箱对换热溶液进行浓缩；所述的温度传感器在螺杆热泵冷热水机组的冷凝器和换热器上具有设置，用于实时传输温度数据至主机，主机判断数值后，传输命令至螺杆热泵冷热水机组的压缩机进行相应的处理。

本发明的热源塔制冷供热节能系统，是一项综合节能系统。

首先，本发明的热源塔是一种半封闭型的热源塔，是基于本发明人的专利ZL200720046725.X基础上的改进。与普通的热源塔相比，区别在于：它与空气进行换热时增加了防漂装置以减少溶液损失，为防止冬季塔上方的雨雪落入塔内造成塔内的溶液变稀释，而影响到机组的正常工作，冬季在热源塔的上方设置半圆形防雨罩。

其次，为了提高节能系统的能效比和可靠性，在螺杆热泵冷热水机组中，选择低温制热型压缩机，节流元件采用电子膨胀阀加并联孔板控制，采用高效蒸发器、高效冷凝器进行组合。

另外，本发明的热源塔制冷供热节能系统所使用的换热溶液为在水中添加适量抗冻剂，这样就使得该系统可以在寒冷的冬季也能正常工作。在冬季制热工况下，在系统运行时，换热溶液的pH值为6.8～7.8，运行时随空气温度的下降自动调节换热溶液的浓度，确保系统的稳定运行。

最后，节能系统管路阀门的可靠切换对冬季机组稳定运行十分重要，尤其是冬季关闭的阀门，一旦出现窜水的故障，会让换热溶液流入空调管路或让空调管路的水流入换热溶液，都会造成机组不能稳定运行。本发明的热源塔制冷供热节能系统中，冬天制热时关闭的阀门采用双阀门控制方式，即用两个阀门串联作一个阀门使用，并在此串联的阀门的之间装有检测装置，用于检测管路是否串水，确保冬季关闭的阀门不产生窜水。

有益效果：本发明的热源塔制冷供热节能系统，在夏季运行时，效率高于传统空气源热泵，冬季运行无结霜，并可连续运行。与锅炉供热相比，其效率高，无污染。本发明的热源塔制冷供热节能系统，完全可以满足南方冬季供热负荷能力所需换热面积，满足提取冰点以下低温环境的热能需求，其工况可适应机组在-12℃进水温度时的性能参数COP为2.36；在19℃进水温度时的性能参数COP为7.15。在夏季，热源塔具有常规水环空调冷却塔两倍以上的蒸发量。其冷却水出水温度较普通冷却塔低，节能效果显著。该系统是针对特定气候条件下开发的一种热源新技术，适用于我国长江中下游以南地区，可满足用户的制冷、供热和热水供应，不仅节约建设资金，节省运行费用，还体现了低碳、环保和循环经济，并实现自动控制，在全世界是首创，填补了这一领域的空白。一套系统，可实现制冷、供热、热水三项功能，其能效比EER可在5.2-6.2范围内，远远大于传统技术。比传统技术节能达35％，这不仅符合国家有关政策，同时对环境保护做出的贡献不言而喻。与制冷、供热、热水三项分别建设的工程技术相比，本系统总投资节约达30％，运行费节约35％，维护费节约30％。该系统可适应室外气温-10℃～45℃的环境条件下正常运行，因此使用范围很广，适用于大型工业与民用建筑，也适用于有关矿山产业；可用于总体建筑，也可用于成片小区。该系统占地少，便于建设，建设安装简便，便于施工，同时能做到安全可靠，运行管理完全可实现无人值守。

附图说明

图1是本发明的热源塔制冷供热节能系统的结构示意图。

图2是浓缩装置的结构示意图。

图3是螺杆热泵冷热水机组结构示意图。

图4是热源塔结构示意图。

图5是室内机的结构示意图。

图6是室内机的侧视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的解释。

如图1所示，为本发明的热源塔制冷供热节能系统。该热源塔制冷供热节能系统包括热源塔1和螺杆热泵冷热水机组2和溶液浓缩装置3。在热源塔1上设置有换热溶液进、出管路，即换热溶液进管路8和换热溶液出管路7，在换热溶液进管路8和换热溶液出管路7之间连接有螺杆热泵冷热水机组2；在热源塔1和螺杆热泵冷热水机组2之间的换热溶液进管路8和换热溶液出管路7上连接有溶液浓缩装置3。在螺杆热泵冷热水机组2上设置有进、出水管路，即进水管路12和出水管路21；在进水管路12和出水管路21上连接有室内机14；换热溶液进、出管路通过阀门切换装置与进、出水管路相连。

阀门切换装置包括分别由2条单管路并联而成的第一管路组和第二管路组；第一管路组的两端分别连接着换热溶液出管路7和进水管路12，第二管路组的两端分别连接着换热溶液进管路8和出水管路21；在每条并联的单管路17、18、19和20的2端均设置有阀门，分别为阀门A、阀门B、阀门C、阀门D、阀门E、阀门F、阀门G和阀门H，在阀门之间设置有管路与螺杆热泵冷热水机组相连。

所述的设置在单管路的2端的阀门，即阀门A、阀门B、阀门C、阀门D、阀门E、阀门F、阀门G和阀门H，其中有一端在制热时关闭的阀门是双控制阀门，即为阀门A、阀门D、阀门F和阀门G为双控制阀门。双控制阀门包括串联的2个阀门，在这2个阀门之间设置有用于检测管路是否串水的检测装置。

在所述的螺杆热泵冷热水机组2的出水管路21上设置有分水器6，在所述的分水器6上至少设置有1条分水管路与用户的室内机14相连，根据实际用户的多少来确定分水管路的数量。在所述的螺杆热泵冷热水机组2的进水管路12上设置有集水器5，在所述的集水器5上设置有与自来水相通的自来水管路10、收集用户室内机的回水管路和与分水器相通的管路16。

在靠近集水器5一端的进水管路12上连接有室内机水循环泵11，同时在此处优选并联一个备用水循环泵，在换热溶液出管路7和螺杆热泵冷热水机组2上均设置有管路9与蓄水池4相通，在管路9上设有换热溶液循环泵15和泄水出口。在靠近热源塔1端的出管路7上设置有冷却水侧循环泵13，同时在此处优选并联一个备用冷却水侧循环泵。

如图2所示，为本发明的溶液浓缩装置。该溶液浓缩装置包括相互连接的蒸馏釜302和控制箱306，在蒸馏釜302的一侧设有与其相通的热泵305，在蒸馏釜302顶部设有管路与冷凝器303相通，冷凝器303与收集水箱304相连；控制箱306用于自动控制溶液浓缩装置的开启和关闭。上述的蒸馏釜302、控制箱306、热泵305、冷凝器303和收集水箱304均有序的设置在支架301上。

如图3所示，为本发明的螺杆热泵冷热水机组。该螺杆热泵冷热水机组包括压缩机201、冷凝器202、蒸发器203、过滤器204和膨胀阀205；在压缩机201上设置有高低压开关210；在压缩机201和冷凝器202之间设置有流通的回路；冷凝器202和蒸发器203之间设置有管路相通，在该管路上沿流水方向依次设置有过滤器204和膨胀阀205，在膨胀阀205上并联有用于节流的双孔板211。在冷凝器202上设有热水出口207和冷却水进口206，在蒸发器203上设有冷冻进水口208和冷冻出水口209，

在单管路17上设有管路与冷冻进水口208相连，在单管路18上设有管路与冷却水进口206相连，在单管路19上设有管路与热水出口207相连，在单管路20上设有管路与冷冻出水口209相连。冬天制热时，打开阀门B、C、H和E，关闭阀门A、D、F和G即可。夏季制冷，打开阀门A、D、F和G，关闭阀门B、C、H和E即可。

如图4所示，为本发明的热源塔。该热源塔包括专利ZL200720046725.X所公开的热源塔，包括塔座、塔身和塔顶。在塔顶上设置有风机，塔身上部设有进水管，伸入塔身内的进液管顶端连接有喷淋器，在风机和喷淋器之间设置有防漂装置。在喷淋器的下方塔身内设置有换热层，换热层下方设置有存储槽，在存储槽上设置有出液管、溢流管、补液管和循环泵，循环泵与塔身上部设有进水管相连。在热源塔1的顶部设有防雨水罩101。

如图5和图6所示，为本发明的室内机。该室内机包括机架403；在机架403内设置有表冷器402和风机405，在表冷器402上设置有进水口407和出水口408；在机架403上设置有回风口406和出风口401；在接水盘下方设置有排水口409，在表冷器402下方设有接水盘404，接水盘404与排水口409相连接，风机405设置在接水盘404的下面或后面。进水口407与分水器的出水管相通，出水口408与集水器的水管相通，主要用于冬季制热和夏季制冷。当为实现供热水功能时，在用户室内可以配备热水箱，即可。

本发明的热源塔制冷供热节能系统，还包括自动控制系统。所述的自动控制系统包括主机、设置在热源塔内的换热溶液浓度传感器、设置在溶液浓缩装置上的控制箱和设置在螺杆热泵冷热水机组上的温度传感器；所述的换热溶液浓度传感器用于检测溶液浓度，并将数据传送至主机，主机判断浓度值的高低，并启动控制箱对换热溶液进行浓缩；所述的温度传感器在螺杆热泵冷热水机组的冷凝器和换热器上具有设置，用于实时传输温度数据至主机，主机判断数值后，传输命令至螺杆热泵冷热水机组的压缩机进行相应的处理。

本发明的热源塔制冷供热节能系统，在夏季运行时，效率高于传统空气源热泵，冬季运行无结霜，并可连续运行。与锅炉供热相比，其效率高，无污染。本发明的热源塔制冷供热节能系统，完全可以满足南方冬季供热负荷能力所需换热面积，满足提取冰点以下低温环境的热能需求，其工况可适应机组在-12℃进水温度时的性能参数COP为2.36；在19℃进水温度时的性能参数COP为7.15。在夏季，热源塔具有常规水环空调冷却塔两倍以上的蒸发量。其冷却水出水温度较普通冷却塔低，节能效果显著。该系统是针对特定气候条件下开发的一种热源新技术，适用于我国南方地区，可满足用户的制冷、供热和热水供应，不仅节约建设资金，节省运行费用，还体现了低碳、环保和循环经济，并实现自动控制，在全世界是首创，填补了这一领域的空白。一套系统，可实现制冷、供热、热水三项功能，其能效比EER可在5.2-6.2范围内，远远大于传统技术。比传统技术节能达35％，这不仅符合国家有关政策，同时对环境保护做出的贡献不言而喻。与制冷、供热、热水三项分别建设的工程技术相比，本系统总投资节约达30％，运行费节约35％，维护费节约30％。该系统可适应室外气温-10℃～45℃的环境条件下正常运行，因此使用范围很广，适用于大型工业与民用建筑，也适用于有关矿山产业；可用于总体建筑，也可用于成片小区。该系统占地少，便于建设，建设安装简便，便于施工，同时能做到安全可靠，运行管理完全可实现无人值守。

Claims

1.一种热源塔制冷供热节能系统，其特征在于：包括热源塔、螺杆热泵冷热水机组、溶液浓缩装置和室内机；在所述的热源塔上设置有换热溶液进、出管路，在换热溶液进、出管路上连接有螺杆热泵冷热水机组和溶液浓缩装置；在螺杆热泵冷热水机组上设置有进、出水管路，在所述的进、出水管路上连接有室内机；所述的换热溶液进、出管路通过阀门切换装置与进、出水管路相连。

2.根据权利要求1所述的热源塔制冷供热节能系统，其特征在于：所述的阀门切换装置包括分别由2条单管路并联而成的第一管路组和第二管路组；第一管路组的两端分别连接着换热溶液出管路和进水管路，第二管路组的两端分别连接着换热溶液进管路和出水管路；在每条并联的单管路的2端均设置有阀门，在单管路的2端阀门之间设置有管路与螺杆热泵冷热水机组相连。

3.根据权利要求2所述的热源塔制冷供热节能系统，其特征在于：所述的设置在单管路的2端的阀门，其中一端在制热时关闭的阀门是双控制阀门；所述的双控制阀门包括串联的2个阀门，在这2个阀门之间设置有用于检测管路是否串水的检测装置。

4.根据权利要求1所述的热源塔制冷供热节能系统，其特征在于：所述的溶液浓缩装置包括相互连接的蒸馏釜和控制箱，在蒸馏釜的一侧设有与其相通的预热器，在蒸馏釜顶部设有冷凝器，所述的冷凝器与水箱相连；所述的控制箱用于自动控制溶液浓缩装置的开启和关闭。

5.根据权利要求1所述的热源塔制冷供热节能系统，其特征在于：在所述的热源塔的顶部设有防雨雪罩。

6.根据权利要求1所述的热源塔制冷供热节能系统，其特征在于：所述的螺杆热泵冷热水机组包括压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀；在压缩机上设置有高低压开关；在压缩机和冷凝器之间设置有循环回路；冷凝器和蒸发器之间设置有管路相通，在该管路上沿流水方向依次设置有过滤器和膨胀阀，在所述的膨胀阀上并联有用于节流的双孔板。

7.根据权利要求1所述的热源塔制冷供热节能系统，其特征在于：所述的室内机包括机架；在机架内设置有表冷器和风机，在表冷器上设置有进水口和出水口；在机架上设置有回风口和出风口；在接水盘下方设置有排水口，在表冷器下方设有接水盘，所述的接水盘与排水口相连，所述的风机设置在接水盘的下面或后面。

8.根据权利要求1所述的热源塔制冷供热节能系统，其特征在于：在所述的螺杆热泵冷热水机组的出水管路上设置有分水器，在所述的分水器上至少设置有1条分水管路与用户的室内相连。

9.根据权利要求1所述的热源塔制冷供热节能系统，其特征在于：在所述的螺杆热泵冷热水机组的进水管路上设置有集水器，在所述的集水器上设置有与自来水相通的自来水管路、收集用户室内机的回水管路和与分水器相通的管路。

10.根据权利要求1所述的热源塔制冷供热节能系统，其特征在于：还包括自动控制系统；所述的自动控制系统包括主机、设置在热源塔内的换热溶液浓度传感器、设置在溶液浓缩装置上的控制箱和设置在螺杆热泵冷热水机组上的温度传感器；所述的换热溶液浓度传感器用于检测溶液浓度，并将数据传送至主机，主机判断浓度值的高低，并启动控制箱对换热溶液进行浓缩；所述的温度传感器在螺杆热泵冷热水机组的冷凝器和换热器上具有设置，用于实时传输温度数据至主机，主机判断数值后，传输命令至螺杆热泵冷热水机组的压缩机进行相应的处理。