CN103900175A

CN103900175A - 蓄能型热泵系统

Info

Publication number: CN103900175A
Application number: CN201410082654.3A
Authority: CN
Inventors: 何凤军; 石磊; 金磊
Original assignee: ZHEJIANG LUTE ENERGY TECHNOLOGY CO LTD
Current assignee: ZHEJIANG LUTE ENERGY TECHNOLOGY CO LTD
Priority date: 2014-03-07
Filing date: 2014-03-07
Publication date: 2014-07-02

Abstract

本发明属于热泵系统技术领域，尤其是涉及一种蓄能型热泵系统。它解决了现有技术等技术问题。本蓄能型热泵系统包括热源换热机构，在热源换热机构上连接有蓄冰装置和与蓄冰装置相连的热泵主机，在热泵主机上连接有冷冻水循环子系统和水冷却循环子系统，在冷冻水循环子系统上连接有空调终端机构，本系统还包括分别与热泵主机和蓄冰装置相连的冷却水循环子系统，所述的冷冻水循环子系统和冷却水循环子系统之间设有换热装置。本发明具有成本低且实用性强等优点。

Description

蓄能型热泵系统

技术领域

本发明属于热泵系统技术领域，尤其是涉及一种蓄能型热泵系统。

背景技术

随着经济的不断发展，越来越多的高楼大厦、房屋别墅和农作厂房等等建筑物矗立在我们的生活周边，日常生活中的供暖或制冷一般由空调提供，为了能进一步节约能源，目前很多的建筑物都采用热泵系统进行供暖和供冷，热泵采用地下储藏的热能进行供暖和供冷，它是一种清洁的能源，具有很好的节能的效果；例如，中国专利文献公开了一种地源热泵系统及地源热泵空调[申请号：201320113328.5]，地源热泵系统包括：地源热泵机组以及和所述地源热泵机组液体连通的地埋管系统，所述地源热泵机组和所述地埋管系统间连接有进水管和出水管；流经所述地埋管系统的换热媒介经所述进水管流向所述地源热泵机组、并进而经所述出水管流回所述地埋管系统；其中，所述进水管上连接有容积式蓄热水箱；其次，中国专利文献公开了另外一种地源热泵系统[申请号：201220224964.0]，包括地源热泵单元和用户单元，所述地源热泵单元和所述用户单元通过供水管和回水管连接，所述地源热泵单元包括通过水管串联连接的地源热泵主机和用户侧水泵，所述用户单元包括通过水管串联连接的电动二通阀和盘管，在所述供水管和所述回水管之间设置有旁通管，所述旁通管与所述地源热泵单元和所述用户单元并联连接，在所述旁通管上还设置有弹簧压力旁通阀；

上述的两种方案通是利用地源热进行制冷和制热，符合当前社会可持续的发展要求；但是这两种系统都还至少存在以下缺陷：1、设计不合理，当在一定的区域内没有足够的面积用于打井或取水水量有限的场合时，热泵系统的使用就受到限制，系统的工作稳定性差而且节能效果不明显，系统的适应能力弱且实用性差；2、系统的回灌压力大且系统的工作效率低；3、系统投资高。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种成本低且实用性强的蓄能型热泵系统。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本蓄能型热泵系统包括热源换热机构，在热源换热机构上连接有蓄冰装置和与蓄冰装置相连的热泵主机，在热泵主机上连接有冷冻水循环子系统和水冷却循环子系统，在冷冻水循环子系统上连接有空调终端机构，本系统还包括分别与热泵主机和蓄冰装置相连的冷却水循环子系统，所述的冷冻水循环子系统和冷却水循环子系统之间设有换热装置。本申请适合于打井数量或取水水量有限的场合，将蓄冰装置与热源换热机构的结合可提高系统的运行效率，同时也可以大大减少打井数量或取水量，同时还大大减轻了系统的回灌压力，整个系统其投资成本低且运行稳定性好，非常符合当前节能和可持续发展的战略要求。

在上述的蓄能型热泵系统中，本系统还包括连接在冷却水循环子系统上且当蓄冰装置内的水位低于设定水位时能向蓄冰装置补水的补水调节机构。该结构可保证系统工作的稳定性，保证系统的安全。

在上述的蓄能型热泵系统中，所述的冷却水循环子系统包括分别与热泵主机和蓄冰装置相连的冷却水循环管路，在冷却水循环管路上设有冷却水动力循环机构和冷却水切断控制机构。

在上述的蓄能型热泵系统中，所述的补水调节机构包括连接在冷却水循环管路上且并联设置的第一补水调节装置和第二补水调节装置。当然，这里的结构可以根据实际的需求进行调节控制，一方面不仅保证系统的工作稳定性，另一方面符合节能的要求。

在上述的蓄能型热泵系统中，所述的第一补水调节装置包括第一补水调节管和设置在第一补水调节管上的第一流量调节阀，该第一补水调节管的一端连接在冷却水循环管路上且位于热泵主机的出水端，另一端连接在冷却水循环管路上且位于蓄冰装置的进水端；所述的第二补水调节装置包括第二补水调节管和设置在第二补水调节管上的第二流量调节阀，该第二补水调节管的一端连接在冷却水循环管路上且位于热泵主机的回水端且位于蓄冰装置的进水端。

在上述的蓄能型热泵系统中，所述的冷冻水循环子系统包括冷冻水循环管，在冷冻水循环管上设有冷冻水动力循环机构，在热泵主机上连接有分别与冷冻水循环管相连的冷冻水出水管和冷冻水回水管，所述的冷冻水循环管上连接有第一冷冻水切断装置，在冷冻水出水管上连接有第二冷冻水切断装置，在冷冻水回水管上连接有第三冷冻水切断装置。

在上述的蓄能型热泵系统中，所述的换热装置包括设置在冷却水循环管路和冷冻水循环管之间的板式换热器。

在上述的蓄能型热泵系统中，所述的水冷却循环子系统包括连接在热泵主机上的水冷却循环管，在水冷却循环管上连接有冷却塔、水冷却动力循环机构和水冷却切断装置。

在上述的蓄能型热泵系统中，所述的热源换热机构包括地源侧换热机构、污水源换热机构、太阳能换热机构和辅助换热机构中的任意一种。

在上述的蓄能型热泵系统中，所述的热泵主机为双工况热泵主机；所述的蓄冰装置包括蓄冰箱，在蓄冰箱内设有蓄冰盘管，所述的蓄冰盘管由导热塑料制成。蓄冰箱呈圆罐形或方形中的任意一种。

与现有的技术相比，本蓄能型热泵系统的优点在于：1、设计更合理，当遇到打井数量或取水水量有限的场合时，本系统可以大大减少打井数量或取水量，系统的适应能力强；2、可大大减轻系统的回灌压力，提高整个系统的工作稳定性；3、系统的投资成本低。

附图说明

图1是本发明提供的系统结构示意图。

图中，热源换热机构1、蓄冰装置2、蓄冰箱21、蓄冰盘管22、热泵主机3、冷冻水循环子系统4、冷冻水循环管41、冷冻水动力循环机构42、冷冻水出水管43、冷冻水回水管44、第一冷冻水切断装置45、第二冷冻水切断装置46、第三冷冻水切断装置47、水冷却循环子系统5、水冷却循环管51、冷却塔52、水冷却动力循环机构53、水冷却切断装置54、空调终端机构6、冷却水循环子系统7、冷却水循环管路71、冷却水动力循环机构72、冷却水切断控制机构73、换热装置8、板式换热器81、补水调节机构9、第一补水调节装置91、第一补水调节管91a、第一流量调节阀91b、第二补水调节装置92、第二补水调节管92a、第二流量调节阀92b。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

如图1所示，本蓄能型热泵系统包括热源换热机构1，该热源换热机构1包括地源侧换热机构、污水源换热机构、太阳能换热机构和辅助换热机构中的任意一种，在热源换热机构1上连接有蓄冰装置2和与蓄冰装置2相连的热泵主机3，该热泵主机3为双工况热泵主机（即制冷和制热两种），在热泵主机3上连接有冷冻水循环子系统4和水冷却循环子系统5，在冷冻水循环子系统4上连接有空调终端机构6，本系统还包括分别与热泵主机3和蓄冰装置2相连的冷却水循环子系统7，所述的冷冻水循环子系统4和冷却水循环子系统7之间设有换热装置8；

本实施例是将热源换热机构1与蓄冰装置2的结合，当遇到打井数量或取水水量有限的场合时，可通过热源换热机构1与蓄冰装置2的相互切换或结合利用来满足使用需求，另外，蓄冰装置2直接与热源换热机构1相连可大大减少打井数量或取水量，系统的适应能力强且可降低投资成本，另外，本实施例采用地源侧换热机构（即水源热泵换热机构），采用本实施例可大大减轻了水源热泵系统的回灌压力。

本系统还包括连接在冷却水循环子系统7上且当蓄冰装置2内的水位低于设定水位时能向蓄冰装置2补水的补水调节机构9。该结构可根据实际的系统需求量进行实时的流量控制，从而满足系统的使用要求，保证系统的工作稳定性。

具体地说，本实施例的冷却水循环子系统7包括分别与热泵主机3和蓄冰装置2相连的冷却水循环管路71，在冷却水循环管路71上设有冷却水动力循环机构72和冷却水切断控制机构73；其次，补水调节机构9包括连接在冷却水循环管路71上且并联设置的第一补水调节装置91和第二补水调节装置92；而冷冻水循环子系统4包括冷冻水循环管41，在冷冻水循环管41上设有冷冻水动力循环机构42，在热泵主机3上连接有分别与冷冻水循环管41相连的冷冻水出水管43和冷冻水回水管44，所述的冷冻水循环管41上连接有第一冷冻水切断装置45，在冷冻水出水管43上连接有第二冷冻水切断装置46，在冷冻水回水管44上连接有第三冷冻水切断装置47。

更具体的，上述的第一补水调节装置91包括第一补水调节管91a和设置在第一补水调节管91a上的第一流量调节阀91b，该第一补水调节管91a的一端连接在冷却水循环管路71上且位于热泵主机3的出水端，另一端连接在冷却水循环管路71上且位于蓄冰装置2的进水端；所述的第二补水调节装置92包括第二补水调节管92a和设置在第二补水调节管92a上的第二流量调节阀92b，该第二补水调节管92a的一端连接在冷却水循环管路71上且位于热泵主机3的回水端且位于蓄冰装置2的进水端。

另外，本实施例的换热装置8包括设置在冷却水循环管路71和冷冻水循环管41之间的板式换热器81。

水冷却循环子系统5包括连接在热泵主机3上的水冷却循环管51，在水冷却循环管51上连接有冷却塔52、水冷却动力循环机构53和水冷却切断装置54。

蓄冰装置2包括蓄冰箱21，在蓄冰箱21内设有蓄冰盘管22，所述的蓄冰盘管22由导热塑料制成。优化方案，这里的蓄冰箱21包括圆形和方形蓄冰箱中的任意一种。

本实施例的冷却水动力循环机构72包括至少一个冷却水循环泵D1,冷却水切断控制机构73包括至少两个冷却水切断阀（V1、V2），两个冷却水切断阀（V1、V2）串联在冷却水循环管路71上；冷冻水动力循环机构42包括至少一个冷冻水循环泵D2，第一冷冻水切断装置45包括至少两个第一冷冻水切断阀（V3、V4），第二冷冻水切断装置46包括至少一个第二冷冻水切断阀V5，第三冷冻水切断装置47包括至少一个第三冷冻水切断阀V6；水冷却动力循环机构53包括至少一个水冷却循环泵D3，水冷却切断装置54包括两个且分别位于冷却塔52两端的水冷却切断阀（V7、V8）。

本实施例的工作原理如下，

①冬季制热时：打开冷冻水出水管43上的第二冷冻水切断阀V5、冷冻水回水管44上的第三冷冻水切断阀V6和冷冻水循环管41上的冷冻水循环泵D2，打开冷却水循环管路71上的冷却水循环泵D1、冷却水切断阀（V1、V2），然后关闭冷冻水循环管41上的第一冷冻水切断阀（V3、V4），这时冷冻水循环管41分别与冷冻水出水管43和冷冻水回水管44连通，关闭水冷却循环管51上的水冷却切断阀（V7、V8）和水冷却循环泵D3，当然在这过程中，如果蓄冰装置2内的水位低于设定水位时，这时可开启第一补水调节管91a上的第一流量调节阀91b和/或第二补水调节管92a上的第二流量调节阀92b，从而满足系统的使用需求，热泵主机3吸收蓄冰装置2和热源换热机构1的热量从而空调终端机构6进行制热；

②夏季制冷时：

关闭冷冻水出水管43上的第二冷冻水切断阀V5、冷冻水回水管44上的第三冷冻水切断阀V6，开启冷却水循环管路71上的冷却水循环泵D1、冷冻水循环管41上的冷冻水循环泵D2、冷却水切断阀（V1、V2），然后开启冷冻水循环管41上的第一冷冻水切断阀（V3、V4），这时冷冻水循环管41分别与冷冻水出水管43和冷冻水回水管44处于非导通状态，开启水冷却循环管51上的水冷却切断阀（V7、V8）和水冷却循环泵D3，当然在这过程中，如果蓄冰装置2内的水位低于设定水位时，这时可开启第一补水调节管91a上的第一流量调节阀91b和/或第二补水调节管92a上的第二流量调节阀92b，从而满足系统的使用需求；冷却水循环管路71和冷冻水循环管41之间通过换热装置8进行冷量交换，冷冻水循环管41将交换后的冷量输送给空调终端机构6从而进行制冷。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了热源换热机构1、蓄冰装置2、蓄冰箱21、蓄冰盘管22、热泵主机3、冷冻水循环子系统4、冷冻水循环管41、冷冻水动力循环机构42、冷冻水出水管43、冷冻水回水管44、第一冷冻水切断装置45、第二冷冻水切断装置46、第三冷冻水切断装置47、水冷却循环子系统5、水冷却循环管51、冷却塔52、水冷却动力循环机构53、水冷却切断装置54、空调终端机构6、冷却水循环子系统7、冷却水循环管路71、冷却水动力循环机构72、冷却水切断控制机构73、换热装置8、板式换热器81、补水调节机构9、第一补水调节装置91、第一补水调节管91a、第一流量调节阀91b、第二补水调节装置92、第二补水调节管92a、第二流量调节阀92b等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims

1.一种蓄能型热泵系统，包括热源换热机构（1），其特征在于，所述的热源换热机构（1）上连接有蓄冰装置（2）和与蓄冰装置（2）相连的热泵主机（3），在热泵主机（3）上连接有冷冻水循环子系统（4）和水冷却循环子系统（5），在冷冻水循环子系统（4）上连接有空调终端机构（6），本系统还包括分别与热泵主机（3）和蓄冰装置（2）相连的冷却水循环子系统（7），所述的冷冻水循环子系统（4）和冷却水循环子系统（7）之间设有换热装置（8）。

2.根据权利要求1所述的蓄能型热泵系统，其特征在于，本系统还包括连接在冷却水循环子系统（7）上且当蓄冰装置（2）内的水位低于设定水位时能向蓄冰装置（2）补水的补水调节机构（9）。

3.根据权利要求2所述的蓄能型热泵系统，其特征在于，所述的冷却水循环子系统（7）包括分别与热泵主机（3）和蓄冰装置（2）相连的冷却水循环管路（71），在冷却水循环管路（71）上设有冷却水动力循环机构（72）和冷却水切断控制机构（73）。

4.根据权利要求3所述的蓄能型热泵系统，其特征在于，所述的补水调节机构（9）包括连接在冷却水循环管路（71）上且并联设置的第一补水调节装置（91）和第二补水调节装置（92）。

5.根据权利要求4所述的蓄能型热泵系统，其特征在于，所述的第一补水调节装置（91）包括第一补水调节管（91a）和设置在第一补水调节管（91a）上的第一流量调节阀（91b），该第一补水调节管（91a）的一端连接在冷却水循环管路（71）上且位于热泵主机（3）的出水端，另一端连接在冷却水循环管路（71）上且位于蓄冰装置（2）的进水端；所述的第二补水调节装置（92）包括第二补水调节管（92a）和设置在第二补水调节管（92a）上的第二流量调节阀（92b），该第二补水调节管（92a）的一端连接在冷却水循环管路（71）上且位于热泵主机（3）的回水端且位于蓄冰装置（2）的进水端。

6.根据权利要求3-5任意一项所述的蓄能型热泵系统，其特征在于，所述的冷冻水循环子系统（4）包括冷冻水循环管（41），在冷冻水循环管（41）上设有冷冻水动力循环机构（42），在热泵主机（3）上连接有分别与冷冻水循环管（41）相连的冷冻水出水管（43）和冷冻水回水管（44），所述的冷冻水循环管（41）上连接有第一冷冻水切断装置（45），在冷冻水出水管（43）上连接有第二冷冻水切断装置（46），在冷冻水回水管（44）上连接有第三冷冻水切断装置（47）。

7.根据权利要求6所述的蓄能型热泵系统，其特征在于，所述的换热装置（8）包括设置在冷却水循环管路（71）和冷冻水循环管（41）之间的板式换热器（81）。

8.根据权利要求1-5任意一项所述的蓄能型热泵系统，其特征在于，所述的水冷却循环子系统（5）包括连接在热泵主机（3）上的水冷却循环管（51），在水冷却循环管（51）上连接有冷却塔（52）、水冷却动力循环机构（53）和水冷却切断装置（54）。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的蓄能型热泵系统，其特征在于，所述的热源换热机构（1）包括地源侧换热机构、污水源换热机构、太阳能换热机构和辅助换热机构中的任意一种。

10.根据权利要求9所述的蓄能型热泵系统，其特征在于，所述的热泵主机（3）为双工况热泵主机；所述的蓄冰装置（2）包括蓄冰箱（21），在蓄冰箱（21）内设有蓄冰盘管（22），所述的蓄冰盘管（22）由导热塑料制成。