CN104279662A - 冷热联供的水环热泵空调系统及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种冷热联供的水环热泵空调系统及其实现方法,包括生活热水子系统、新风子系统、水-水热泵源与汇混合环路子系统以及设置在室内的风机盘管;所述生活热水子系统包括第一板式换热器、第二板式换热器、第三板式换热器、储热水罐、快速加热器以及水泵,所述新风子系统包括新风机组、回风机、热回收装置、多个新风口以及多个回风口,在同一室内设置一个新风口和一个回风口,所述水-水热泵源与汇混合环路子系统包括水-水热泵机组,所述水-水热泵机组分别与第三板式换热器和风机盘管连接。本发明系统可以将余热回收进行利用,通过各种子系统的相互配合,不仅可以在夏季供冷和提供热水,也可以在冬季供热和提供热水,满足了用户的需求。

Description

冷热联供的水环热泵空调系统及其实现方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种水环热泵空调系统,尤其是一种冷热联供的水环热泵空调系统及其实现方法,属于空调系统技术领域。
背景技术
[0002] 水环热泵空调系统是指小型的水/空气热泵机组的一种应用方式,即用水环路将小型的水/热泵机组并联在一起,形成一个封闭环路,构成一套回收建筑物内部余热作为其低位热源的热泵供暖、供冷的空调系统。
[0003] 在夏季,目前的水环热泵空调系统中的水/空气热泵机组基本按制冷工况运行,其冷凝热通过散热设备释放。但这种方式浪费了大量的冷凝热量,还对城市热岛现象产生不良影响,这也是所有空调系统中值得注意的问题,如果把这多余的热量进行回收,不仅能减轻城市热岛现象,还可以为供热系统节约不少能源。因此,提供能将余热回收利用的带热水供应系统的水环热泵空调系统已成为当前的一种趋势。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了解决上述现有技术的缺陷,提供一种结构简单、使用方便,可以将余热回收进行利用的冷热联供的水环热泵空调系统。
[0005] 本发明的另一目的在于提供一种冷热联供的水环热泵空调系统的实现方法。
[0006] 本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到:
[0007] 冷热联供的水环热泵空调系统,包括生活热水子系统、新风子系统、水-水热泵源与汇混合环路子系统以及设置在室内的风机盘管;
[0008] 所述生活热水子系统包括第一板式换热器、第二板式换热器、第三板式换热器、储热水罐、快速加热器以及水泵,所述第一板式换热器、第二板式换热器、第三板式换热器和储热水罐依次连接,所述水泵分别与第一板式换热器和储热水罐连接,所述第一板式换热器还通过第一管路与自来水进口连接;
[0009] 所述新风子系统包括新风机组、回风机、热回收装置、多个新风口以及多个回风口,在同一室内设置一个新风口和一个回风口,所述新风机组通过送风管道与新风口连接,所述回风机通过回风管道与回风口连接,所述热回收装置分别与新风机组、回风机、第一板式换热器和第三板式换热器连接;
[0010] 所述水-水热泵源与汇混合环路子系统包括水-水热泵机组,所述水-水热泵机组分别与第三板式换热器和风机盘管连接。
[0011] 作为一种优选方案,所述新风机组包括新风阀、空气过滤器、预热器、空气换热器、再热器、风机、第一压缩机、四通换向阀、水-制冷剂换热器、气液分离器、高压储液器、干燥过滤器、第一节流阀、第二节流阀、再热阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀以及第四电磁阀;所述新风阀、空气过滤器、预热器、空气换热器、再热器和风机依次连接,所述风机通过送风管道与新风口连接,所述水-制冷剂换热器具有冷冻水进出口,该冷冻水进出口与热回收装置连接;在新风机组供冷时,第一电磁阀和第三电磁阀关闭,第二电磁阀和第四电磁阀开启,所述第一压缩机、四通换向阀、再热阀、再热器、水-制冷剂换热器、第四电磁阀、高压储液器、干燥过滤器、第二电磁阀、第一节流阀、空气换热器、四通换向阀、气液分离器和第一压缩机依次相连通;在新风机组供热时,第一电磁阀和第三电磁阀开启,第二电磁阀和第四电磁阀关闭,所述第一压缩机、四通换向阀、空气换热器、第一电磁阀、高压储液器、干燥过滤器、第三电磁阀、第二节流阀、水-制冷剂换热器、再热阀、四通换向阀、气液分离器和第一压缩机依次相连通。
[0012] 作为一种优选方案,所述新风机组还包括热气管电磁阀和热气旁通阀,所述第一压缩机与四通换向阀相连通的管路为第二管路,所述第一节流阀与空气换热器相连通的管路为第三管路,所述热气管电磁阀的一端与第二管路连接,所述述热气管电磁阀的另一端与热气旁通阀的一端连接,所述热气旁通阀的另一端与第三管路连接。
[0013] 作为一种优选方案,所述水-水热泵机组包括第二压缩机、电子膨胀阀、第四板式换热器、第五板式换热器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门以及第八阀门,所述风机盘管与水-水热泵机组之间设有第一循环泵,所述第三板式换热器与水-水热泵机组之间设有依次连接的第九阀门、第十阀门和第二循环泵;在水-水热泵机组以制冷机工况运行时,所述第一阀门、第四板式换热器、第二阀门、第一循环泵和风机盘管依次连接构成冷冻水回路,所述第二压缩机、第四板式换热器、电子膨胀阀和第五板式换热器依次连接构成制冷循环回路;在水-水热泵机组以热泵机工况运行时,所述第五阀门、第五板式换热器、第六阀门、第一循环泵和风机盘管依次连接构成高温热水循环回路,所述第二压缩机、第四板式换热器、电子膨胀阀和第五板式换热器依次连接构成制热循环回路。
[0014] 作为一种优选方案,所述水环热泵空调系统还包括冷却水子系统,所述冷却水子系统包括冷却塔、第三循环泵、第六板式换热器、第十一阀门以及第十二阀门,所述冷却塔、第三循环泵和第六板式换热器依次连接构成冷却循环回路,所述第六板式换热器还通过第十一阀门和第十二阀门连接在第十阀门的两端;在水-水热泵机组以制冷机工况运行时,所述第五板式换热器、第四阀门、第三板式换热器、第九阀门、冷却水子系统、第二循环泵和第三阀门依次连接构成冷却水回路。
[0015] 作为一种优选方案,所述水环热泵空调系统还包括地热子系统,所述地热子系统包括第十三阀门、第十四阀门以及地埋管,所述地埋管分别通过第十三阀门和第十四阀门连接在第九阀门的两端;在水-水热泵机组以热泵机工况运行时,所述第四板式换热器、第八阀门、第三板式换热器、地热子系统、第二循环泵和第七阀门依次连接构成低温热水循环回路。
[0016] 作为一种优选方案,所述生活热水子系统还包括太阳能集热器,所述太阳能集热器与第二板式换热器连接。
[0017] 作为一种优选方案,所述生活热水子系统还包括补水阀,所述补水阀与水泵连接。
[0018] 本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到:
[0019] 冷热联供的水环热泵空调系统的实现方法,其特征在于所述方法包括:
[0020] 在生活热水子系统,在管网压力正常时,自来水进入第一管路后,依次通过第一板式换热器、第二板式换热器和第三板式换热器处理后存储在储热水罐中,储热水罐中的水经过快速加热器加热后供应热水给用户;在管网压力不足时,经过补水阀的自来水和储热水罐的水一起由水泵进行输送,依次通过第一板式换热器、第二板式换热器和第三板式换热器处理后回到储热水罐中,储热水罐中的水经过快速加热器加热后供应热水给用户;在热水供应停止时,储热水罐的水由水泵进行输送,依次通过第一板式换热器、第二板式换热器和第三板式换热器处理后回到储热水罐中,完成热水的储存;
[0021] 在新风子系统,室外空气经新风阀进入新风机组内,先经空气过滤器进行净化,然后进行供冷或供热处理,达到送风状态点后利用风机送风,通过新风口送入室内,室内空气通过回风口被回风机抽出去,经热回收装置进行余热回收后传送到第一板式换热器进行余热利用;
[0022] 在水-水热泵源与汇混合环路子系统,水-水热泵机组的第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门构成一组阀门,所述水-水热泵机组的第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门构成另一组阀门,通过两组阀门的关闭与开启切换制热或制冷工况。
[0023] 作为一种优选方案,所述新风机组的供冷处理过程为:再热器和水-制冷剂换热器为冷凝器,空气换热器为蒸发器,第一电磁阀和第三电磁阀关闭,第二电磁阀和第四电磁阀开启,第一压缩机对气态制冷剂进行压缩后,依次经过四通换向阀、再热阀、再热器、水-制冷剂换热器、第四电磁阀、高压储液器、干燥过滤器、第二电磁阀、第一节流阀和空气换热器,经四通换向阀进入气液分离器进行气液分离后回到第一压缩机,完成制冷过程;
[0024] 所述新风机组的供热处理过程为:空气换热器为冷凝器,水-制冷剂换热器为蒸发器,第一压缩机对气态制冷剂进行压缩后,依次经过四通换向阀、空气换热器、第一电磁阀、高压储液器、干燥过滤器、第三电磁阀、第二节流阀、水-制冷剂换热器和再热阀,经四通换向阀进入气液分离器进行气液分离后回到第一压缩机,完成制热过程;
[0025] 所述水-水热泵机组以制冷机工况运行时:第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门开启,第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门关闭,第四板式换热器为蒸发器,风机盘管的水依次经过第一阀门、第四板式换热器、第二阀门和第一循环泵后,再提供冷冻水给风机盘管;第五板式换热器为冷凝器,第五板式换热器的水依次经过第四阀门和第三板式换热器,若此时第九阀门关闭,第十三阀门和第十四阀门开启,则经第十三阀门到地埋管,利用地埋管散热,散热后经第十四阀门到冷却水子系统;若此时第九阀门开启,第十三阀门和第十四阀门关闭,则直接经第九阀门到冷却水子系统,经冷却水子系统冷却后,依次经过第二循环泵和第三阀门,回到第五板式换热器;在运行过程中,所述第二压缩机、第四板式换热器、电子膨胀阀和第五板式换热器相连通完成循环制冷;
[0026] 所述水-水热泵机组以制热机工况运行时:第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门关闭,第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门开启,冷却水子系统关闭,风机盘管的水依次经过第五阀门和第五板式换热器、第六阀门和第一循环泵,再提供高温热水给风机盘管;所述第四板式换热器的水,依次经过第八阀门和第三板式换热器,此时第九阀门关闭,第十三阀门和第十四阀门开启,经第十三阀门到地埋管,利用地埋管吸热,吸热后依次经过第十四阀门、第十阀门、第二循环泵和第七阀门,回到第四板式换热器;在运行过程中,所述第二压缩机、第四板式换热器、电子膨胀阀和第五板式换热器相连通完成循环制热。
[0027] 本发明相对于现有技术具有如下的有益效果:
[0028] 1、本发明系统的新风子系统中,新风机组可以对室外空气进行过滤,然后在夏季进行供冷处理,在冬季进行供热处理,在过渡季节过滤后直接进入室内,为室内提供新鲜空气,室内空气经回风机抽出后可以利用热回收装置进行余热回收,然后提供给生活热水子系统,新风机组的冷冻水进出口可以通过热回收装置经水-水热泵源与汇混合环路子系统的水环回路连至风机盘管水环路,以实现低温冷冻水冷量的充分利用。
[0029] 2、本发明系统的水-水热泵源与汇混合环路子系统,在结合冷却水子系统和地热子系统,使水-水热泵机组在夏季以制冷机工况运行时,为系统提供冷却水,使水-水热泵机组在冬季以热泵机工况运行时,为系统提供低温热水。
[0030] 3、本发明系统为结构简单,使用方便,可以将余热回收进行利用,通过各种子系统的相互配合,不仅可以在夏季供冷和提供热水,也可以在冬季供热和提供热水,满足了用户的需求。
附图说明
[0031] 图1为本发明实施例1的冷热联供的水环热泵空调系统结构示意图。
[0032] 图2为本发明实施例1的冷热联供的水环热泵空调系统中新风机组结构示意图。
[0033] 其中,1-风机盘管,2-第一板式换热器,3-第二板式换热器,4-第三板式换热器,5-储热水罐,6-快速加热器,7-水泵,8-太阳能集热器,9-补水阀,10-第一管路,11-热水供应处,12-新风机组,13-回风机,14-热回收装置,15-新风口,16-回风口,17-新风阀,18-空气过滤器,19-预热器,20-空气换热器,21-再热器,22-风机,23-第一压缩机,24-四通换向阀,25-水-制冷剂换热器,26-气液分离器,27-高压储液器,28-干燥过滤器,29-第一节流阀,30-第二节流阀,31-再热阀,32-第一电磁阀,33-第二电磁阀,34-第二电磁阀,35-第四电磁阀,36-热气管电磁阀,37-热气旁通阀,38-第二管路,39-第三管路,40-水-水热泵机组,41-第二压缩机,42-电子膨胀阀,43-第四板式换热器,44-第五板式换热器,45-第一阀门,46-第二阀门,47-第三阀门,48-第四阀门,49-第五阀门,50-第六阀门,51-第七阀门,52-第八阀门,53-第一循环泵,54-第九阀门,55-第十阀门,56-第二循环泵,57-冷却塔,58-第三循环泵,59-第六板式换热器,60-第十一阀门,61-第十二阀门,62-第十三阀门,63-第十四阀门,64-地埋管。
具体实施方式
[0034] 实施例1:
[0035] 如图1和图2所示,本实施例的冷热联供的水环热泵空调系统,包括生活热水子系统、新风子系统、水-水热泵源与汇混合环路子系统、地热子系统、冷却水子系统以及设置在室内的风机盘管1,本实施例中室内是指宿舍内,每个室内的风机盘管I有两个;其中:
[0036] 所述生活热水子系统包括第一板式换热器2、第二板式换热器3、第三板式换热器4、储热水罐5、快速加热器6、水泵7、太阳能集热器8和补水阀9,所述第一板式换热器2、第二板式换热器3、第三板式换热器4和储热水罐5依次连接,所述水泵7分别与第一板式换热器2和储热水罐5连接,所述第一板式换热器2还通过第一管路10与自来水进口连接;所述太阳能集热器8与第二板式换热器3连接,让生活热水子系统可以具有多种热源,同时也有利于新风子系统和水-水热泵源与汇混合环路子系统的冬季工况;所述补水阀9与水泵7连接;
[0037] 所述新风子系统承担室内新鲜空气补充供应的功能,同时承担对室外空气进行增/减湿、制冷/加热的功能,包括新风机组12、回风机13、热回收装置14、多个新风口 15以及多个回风口 16,在同一室内设置一个新风口 15和一个回风口 16,所述新风机组12通过送风管道与新风口 15连接,所述回风机13通过回风管道与回风口 16连接,所述热回收装置14分别与新风机组12、回风机13、第一板式换热器2和第三板式换热器4连接;
[0038] 所述新风机组12包括新风阀17、空气过滤器18、预热器19、空气换热器20、再热器21、风机22、第一压缩机23、四通换向阀24、水-制冷剂换热器25、气液分离器26、高压储液器27、干燥过滤器28、第一节流阀29、第二节流阀30、再热阀31、第一电磁阀32、第二电磁阀33、第三电磁阀34以及第四电磁阀35,所述新风阀17为多叶新风阀,所述新风阀17、空气过滤器18、预热器19、空气换热器20、再热器21和风机22依次连接,所述风机22通过送风管道与新风口 15连接;所述水-制冷剂换热器25具有冷冻水进出口,该冷冻水进出口与热回收装置14连接,由于新风子系统承担对去湿功能,因此该新风机组12中的冷冻水进出口温度(4_7°C )要低于风机盘管I中的冷冻水温度(9-12°C ),冷冻水进出口可通过热回收装置14经水-水热泵源与汇混合环路子系统的水环回路连至风机盘管I水环路,以实现低温冷冻水冷量的充分利用;
[0039] 在新风机组12供冷时,第一电磁阀32和第三电磁阀34关闭,第二电磁阀33和第四电磁阀35开启,所述第一压缩机23、四通换向阀24、再热阀31、再热器21、水-制冷剂换热器25、第四电磁阀35、高压储液器27、干燥过滤器28、第二电磁阀33、第一节流阀29、空气换热器20、四通换向阀24、气液分离器26和第一压缩机23依次相连通;在新风机组12供热时,第一电磁阀32和第三电磁阀34开启,第二电磁阀33和第四电磁阀35关闭,所述第一压缩机23、四通换向阀24、空气换热器20、第一电磁阀32、高压储液器27、干燥过滤器28、第三电磁阀34、第二节流阀30、水-制冷剂换热器25、再热阀31、四通换向阀24、气液分离器26和第一压缩机23依次相连通。
[0040] 所述新风机组12还可以包括热气管电磁阀36和热气旁通阀37,所述第一压缩机23与四通换向阀24相连通的管路为第二管路38,所述第一节流阀29与空气换热器20相连通的管路为第三管路39,所述热气管电磁阀36的一端与第二管路38连接,所述述热气管电磁阀36的另一端与热气旁通阀37的一端连接,所述热气旁通阀37的另一端与第三管路39连接。作为能量调节的热气旁通阀37能够提供一种将高压端的高温气态制冷剂旁通到系统的低压端的方法,从而保证系统始终保持在一个给定的最小回气压力状态下运行,本实施例采用旁通到蒸发器(空气换热器20)的入口的方法。
[0041] 所述水-水热泵源与汇混合环路子系统包括水-水热泵机组40,本实施例的水-水热泵机组40有两个,每个水-水热泵机组40包括第二压缩机41、电子膨胀阀42、第四板式换热器43、第五板式换热器44、第一阀门45、第二阀门46、第三阀门47、第四阀门
48、第五阀门49、第六阀门50、第七阀门51以及第八阀门52,所述电子膨胀阀42可满足冬夏季工况切换管路时改变流量的需要,所述风机盘管I与水-水热泵机组40之间设有第一循环泵53,所述第三板式换热器4与水-水热泵机组40之间设有依次连接的第九阀门54、第十阀门55和第二循环泵56 ;所述冷却水子系统和地热子系统串联在水-水热泵源与汇混合环路子系统的水环回路上,其中所述冷却水子系统包括冷却塔57、第三循环泵58、第六板式换热器59、第十一阀门60以及第十二阀门61,所述冷却塔57、第三循环泵58和第六板式换热器59依次连接构成冷却循环回路,所述第六板式换热器59还通过第十一阀门60和第十二阀门61连接在第十阀门55的两端;所述地热子系统包括第十三阀门62、第十四阀门63以及地埋管64,所述地埋管64分别通过第十三阀门62和第十四阀门63连接在第九阀门54的两端;
[0042] 在水-水热泵机组40以制冷机工况运行时,所述第一阀门45、第四板式换热器
43、第二阀门46、第一循环泵53和风机盘管I依次连接构成冷冻水回路;所述第五板式换热器44、第四阀门48、第三板式换热器4、第九阀门54、冷却水子系统、第二循环泵56和第三阀门47依次连接构成冷却水回路,在冷却水回路中,可以关闭第九阀门54,开启第十三阀门62和第十四阀门63,利用地埋管64散热;所述第二压缩机41、第四板式换热器43、电子膨胀阀42和第五板式换热器44依次连接构成制冷循环回路;
[0043] 在水-水热泵机组40以热泵机工况运行时,所述第五阀门49、第五板式换热器
44、第六阀门50、第一循环泵53和风机盘管I依次连接构成高温热水循环回路;所述第四板式换热器43、第八阀门52、第三板式换热器4、地热子系统、第二循环泵56和第七阀门51依次连接构成低温热水循环回路;所述第二压缩机41、第四板式换热器43、电子膨胀阀42和第五板式换热器44依次连接构成制热循环回路。
[0044] 根据冬夏不同工况,水-水热泵源与汇混合环路子系统的水环回路中的水温应保持在13-35°C范围内,以保证水-水热泵机组能在高效率下稳定运行,该子系统采用闭式循环系统,其冷水在系统内进行密闭循环,不与大气接触;另外,该子系统为同程式系统,水流通过各末端环路设备时的路程都相同(或基本相等),同程式系统各末端环路的水流阻力较为接近,有利于水力平衡,因此系统的水力稳定性好,流量分配均匀。
[0045] 本实施例的冷热联供的水环热泵空调系统,具体原理如下:
[0046] I)在生活热水子系统,在管网压力正常时,直接利用自来水压头进行热水供应,在自来水进入第一管路10后,依次通过第一板式换热器2、第二板式换热器3和第三板式换热器4处理后存储在储热水罐5中,储热水罐5中的水经过快速加热器6加热后,通过热水供应处11供应热水给用户;在管网压力不足时,经过补水阀9的自来水和储热水罐5的水一起由水泵7进行输送,依次通过第一板式换热器2、第二板式换热器3和第三板式换热器4处理后回到储热水罐5中,储热水罐5中的水经过快速加热器6加热后,通过热水供应处11供应热水给用户;在热水供应停止时,储热水罐5的水由水泵7进行输送,依次通过第一板式换热器2、第二板式换热器3和第三板式换热器4处理后回到储热水罐5中,完成热水的储存;
[0047] 2)在新风子系统,室外空气经新风阀17进入新风机组12内,先经空气过滤器18进行净化,在夏季时,新风经空气换热器20冷却后送入室内,如果室外空气的湿度很高时,则新风先经空气换热器20降温除湿,后经再热器21达到送风状态点后利用风机22送风,通过新风口 15送入室内;在冬季时,新风先经过预热器19预热,再进入空气换热器20进行二次加热,达到送风状态点后利用风机22送风,通过新风口 15送入室内;在过渡季节,室外空气经空气过滤器18净化后直接送入室内,新风机组12按通风运行模式运行;室内空气通过回风口 16被回风机13抽出去,经热回收装置14进行余热回收后传送第一板式换热器2进行余热利用;
[0048] 在夏季,所述新风机组12的供冷处理过程为:再热器21和水-制冷剂换热器25为冷凝器,空气换热器20为蒸发器,第一电磁阀32和第三电磁阀34关闭,第二电磁阀33和第四电磁阀35开启,第一压缩机23对气态制冷剂进行压缩后,依次经过四通换向阀24、再热阀31、再热器21、水-制冷剂换热器25、第四电磁阀35、高压储液器27、干燥过滤器28、第二电磁阀33、第一节流阀29和空气换热器20,经四通换向阀24进入气液分离器26进行气液分离后回到第一压缩机23,完成制冷过程;
[0049] 在冬季,所述新风机组12的供热处理过程为:空气换热器20为冷凝器,水-制冷剂换热器25为蒸发器,第一压缩机23对气态制冷剂进行压缩后,依次经过四通换向阀24、空气换热器20、第一电磁阀32、高压储液器27、干燥过滤器28、第三电磁阀34、第二节流阀30、水-制冷剂换热器25和再热阀31,经四通换向阀24进入气液分离器26进行气液分离后回到第一压缩机23,完成制热过程;
[0050] 3)在水-水热泵源与汇混合环路子系统,水-水热泵机组40的第一阀门45、第二阀门46、第三阀门47和第四阀门48构成一组阀门,所述水-水热泵机组40的第五阀门
49、第六阀门50、第七阀门51和第八阀门52构成另一组阀门,通过两组阀门的关闭与开启切换制热或制冷工况。
[0051] 所述水-水热泵机组40在夏季以制冷机工况运行时:第一阀门45、第二阀门46、第三阀门47和第四阀门48开启,第五阀门49、第六阀门50、第七阀门51和第八阀门52关闭,第四板式换热器43为蒸发器,风机盘管I的水依次经过第一阀门45、第四板式换热器43、第二阀门46和第一循环泵53后,再提供冷冻水给风机盘管I ;第五板式换热器44为冷凝器,第五板式换热器44的水依次经过第四阀门48和第三板式换热器4,若此时第九阀门54关闭,第十三阀门62和第十四阀门63开启,则经第十三阀门62到地埋管64,利用地埋管64散热,散热后经第十四阀门63到冷却水子系统,这样就实现了地热子系统与冷却水子系统的同时散热;若此时第九阀门54开启,第十三阀门62和第十四阀门63关闭,则直接经第九阀门54到冷却水子系统,经冷却水子系统冷却后,依次经过第二循环泵56和第三阀门47,回到第五板式换热器44,可见流经水环回路中的循环水便是机组的冷却水;在运行过程中,所述第二压缩机41、第四板式换热器43、电子膨胀阀42和第五板式换热器44相连通完成循环制冷;
[0052] 所述水-水热泵机组在冬季以制热机工况运行时:第一阀门45、第二阀门46、第三阀门47和第四阀门48关闭,第五阀门49、第六阀门50、第七阀门51和第八阀门52开启,冷却水子系统关闭以节约能源,风机盘管I的水依次经过第五阀门49、第五板式换热器44、第六阀门50和第一循环泵53,再提供高温热水给风机盘管I ;所述第四板式换热器43的水,依次经过第八阀门52和第三板式换热器4,此时第九阀门54关闭,第十三阀门62和第十四阀门63开启,经第十三阀门62到地埋管64,利用地埋管64吸热(吸收大地的热量),吸热后依次经过第十四阀门63、第十阀门55、第二循环泵56和第七阀门51,回到第四板式换热器43,可见流经水环回路中的循环水便是机组的低温热源;在运行过程中,所述第二压缩机41、第四板式换热器43、电子膨胀阀42和第五板式换热器44相连通完成循环制热。
[0053] 综上所述,本发明系统为结构简单,使用方便,可以将余热回收进行利用,通过各种子系统的相互配合,不仅可以在夏季供冷和提供热水,也可以在冬季供热和提供热水,满足了用户的需求。
[0054] 以上所述,仅为本发明专利较佳的实施例,但本发明专利的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内,根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.冷热联供的水环热泵空调系统,其特征在于:包括生活热水子系统、新风子系统、水-水热泵源与汇混合环路子系统以及设置在室内的风机盘管; 所述生活热水子系统包括第一板式换热器、第二板式换热器、第三板式换热器、储热水罐、快速加热器以及水泵,所述第一板式换热器、第二板式换热器、第三板式换热器和储热水罐依次连接,所述水泵分别与第一板式换热器和储热水罐连接,所述第一板式换热器还通过第一管路与自来水进口连接; 所述新风子系统包括新风机组、回风机、热回收装置、多个新风口以及多个回风口,在同一室内设置一个新风口和一个回风口,所述新风机组通过送风管道与新风口连接,所述回风机通过回风管道与回风口连接,所述热回收装置分别与新风机组、回风机、第一板式换热器和第三板式换热器连接; 所述水-水热泵源与汇混合环路子系统包括水-水热泵机组,所述水-水热泵机组分别与第三板式换热器和风机盘管连接。
2.根据权利要求1所述的冷热联供的水环热泵空调系统,其特征在于:所述新风机组包括新风阀、空气过滤器、预热器、空气换热器、再热器、风机、第一压缩机、四通换向阀、水-制冷剂换热器、气液分离器、高压储液器、干燥过滤器、第一节流阀、第二节流阀、再热阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀以及第四电磁阀;所述新风阀、空气过滤器、预热器、空气换热器、再热器和风机依次连接,所述风机通过送风管道与新风口连接,所述水-制冷剂换热器具有冷冻水进出口,该冷冻水进出口与热回收装置连接;在新风机组供冷时,第一电磁阀和第三电磁阀关闭,第二电磁阀和第四电磁阀开启,所述第一压缩机、四通换向阀、再热阀、再热器、水-制冷剂换热器、第四电磁阀、高压储液器、干燥过滤器、第二电磁阀、第一节流阀、空气换热器、四通换向阀、气液分离器和第一压缩机依次相连通;在新风机组供热时,第一电磁阀和第三电磁阀开启,第二电磁阀和第四电磁阀关闭,所述第一压缩机、四通换向阀、空气换热器、第一电磁阀、高压储液器、干燥过滤器、第三电磁阀、第二节流阀、水-制冷剂换热器、再热阀、四通换向阀、气液分离器和第一压缩机依次相连通。
3.根据权利要求2所述的冷热联供的水环热泵空调系统,其特征在于:所述新风机组还包括热气管电磁阀和热气旁通阀,所述第一压缩机与四通换向阀相连通的管路为第二管路,所述第一节流阀与空气换热器相连通的管路为第三管路,所述热气管电磁阀的一端与第二管路连接,所述述热气管电磁阀的另一端与热气旁通阀的一端连接,所述热气旁通阀的另一端与第三管路连接。
4.根据权利要求1所述的冷热联供的水环热泵空调系统,其特征在于:所述水-水热泵机组包括第二压缩机、电子膨胀阀、第四板式换热器、第五板式换热器、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门以及第八阀门,所述风机盘管与水-水热泵机组之间设有第一循环泵,所述第三板式换热器与水-水热泵机组之间设有依次连接的第九阀门、第十阀门和第二循环泵;在水-水热泵机组以制冷机工况运行时,所述第一阀门、第四板式换热器、第二阀门、第一循环泵和风机盘管依次连接构成冷冻水回路,所述第二压缩机、第四板式换热器、电子膨胀阀和第五板式换热器依次连接构成制冷循环回路;在水-水热泵机组以热泵机工况运行时,所述第五阀门、第五板式换热器、第六阀门、第一循环泵和风机盘管依次连接构成高温热水循环回路,所述第二压缩机、第四板式换热器、电子膨胀阀和第五板式换热器依次连接构成制热循环回路。
5.根据权利要求4所述的冷热联供的水环热泵空调系统,其特征在于:所述水环热泵空调系统还包括冷却水子系统,所述冷却水子系统包括冷却塔、第三循环泵、第六板式换热器、第十一阀门以及第十二阀门,所述冷却塔、第三循环泵和第六板式换热器依次连接构成冷却循环回路,所述第六板式换热器还通过第十一阀门和第十二阀门连接在第十阀门的两端;在水-水热泵机组以制冷机工况运行时,所述第五板式换热器、第四阀门、第三板式换热器、第九阀门、冷却水子系统、第二循环泵和第三阀门依次连接构成冷却水回路。
6.根据权利要求5所述的冷热联供的水环热泵空调系统,其特征在于:所述水环热泵空调系统还包括地热子系统,所述地热子系统包括第十三阀门、第十四阀门以及地埋管,所述地埋管分别通过第十三阀门和第十四阀门连接在第九阀门的两端;在水-水热泵机组以热泵机工况运行时,所述第四板式换热器、第八阀门、第三板式换热器、地热子系统、第二循环泵和第七阀门依次连接构成低温热水循环回路。
7.根据权利要求1所述的冷热联供的水环热泵空调系统,其特征在于:所述生活热水子系统还包括太阳能集热器,所述太阳能集热器与第二板式换热器连接。
8.根据权利要求1所述的冷热联供的水环热泵空调系统,其特征在于:所述生活热水子系统还包括补水阀,所述补水阀与水泵连接。
9.冷热联供的水环热泵空调系统的实现方法,其特征在于所述方法包括: 在生活热水子系统,在管网压力正常时,自来水进入第一管路后,依次通过第一板式换热器、第二板式换热器和第三板式换热器处理后存储在储热水罐中,储热水罐中的水经过快速加热器加热后供应热水给用户;在管网压力不足时,经过补水阀的自来水和储热水罐的水一起由水泵进行输送,依次通过第一板式换热器、第二板式换热器和第三板式换热器处理后回到储热水罐中,储热水罐中的水经过快速加热器加热后供应热水给用户;在热水供应停止时,储热水罐的水由水泵进行输送,依次通过第一板式换热器、第二板式换热器和第三板式换热器处理后回到储热水罐中,完成热水的储存; 在新风子系统,室外空气经新风阀进入新风机组内,先经空气过滤器进行净化,然后进行供冷或供热处理,达到送风状态点后利用风机送风,通过新风口送入室内,室内空气通过回风口被回风机抽出去,经热回收装置进行余热回收后传送到第一板式换热器进行余热利用; 在水-水热泵源与汇混合环路子系统,水-水热泵机组的第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门构成一组阀门,所述水-水热泵机组的第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门构成另一组阀门,通过两组阀门的关闭与开启切换制热或制冷工况。
10.根据权利要求9所述的冷热联供的水环热泵空调系统的实现方法,其特征在于:所述新风机组的供冷处理过程为:再热器和水-制冷剂换热器为冷凝器,空气换热器为蒸发器,第一电磁阀和第三电磁阀关闭,第二电磁阀和第四电磁阀开启,第一压缩机对气态制冷剂进行压缩后,依次经过四通换向阀、再热阀、再热器、水-制冷剂换热器、第四电磁阀、高压储液器、干燥过滤器、第二电磁阀、第一节流阀和空气换热器,经四通换向阀进入气液分离器进行气液分离后回到第一压缩机,完成制冷过程; 所述新风机组的供热处理过程为:空气换热器为冷凝器,水-制冷剂换热器为蒸发器,第一压缩机对气态制冷剂进行压缩后,依次经过四通换向阀、空气换热器、第一电磁阀、高压储液器、干燥过滤器、第三电磁阀、第二节流阀、水-制冷剂换热器和再热阀,经四通换向阀进入气液分离器进行气液分离后回到第一压缩机,完成制热过程; 所述水-水热泵机组以制冷机工况运行时:第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门开启,第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门关闭,第四板式换热器为蒸发器,风机盘管的水依次经过第一阀门、第四板式换热器、第二阀门和第一循环泵后,再提供冷冻水给风机盘管;第五板式换热器为冷凝器,第五板式换热器的水依次经过第四阀门和第三板式换热器,若此时第九阀门关闭,第十三阀门和第十四阀门开启,则经第十三阀门到地埋管,利用地埋管散热,散热后经第十四阀门到冷却水子系统;若此时第九阀门开启,第十三阀门和第十四阀门关闭,则直接经第九阀门到冷却水子系统,经冷却水子系统冷却后,依次经过第二循环泵和第三阀门,回到第五板式换热器;在运行过程中,所述第二压缩机、第四板式换热器、电子膨胀阀和第五板式换热器相连通完成循环制冷; 所述水-水热泵机组以制热机工况运行时:第一阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门关闭,第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门开启,冷却水子系统关闭,风机盘管的水依次经过第五阀门和第五板式换热器、第六阀门和第一循环泵,再提供高温热水给风机盘管;所述第四板式换热器的水,依次经过第八阀门和第三板式换热器,此时第九阀门关闭,第十三阀门和第十四阀门开启,经第十三阀门到地埋管,利用地埋管吸热,吸热后依次经过第十四阀门、第十阀门、第二循环泵和第七阀门,回到第四板式换热器;在运行过程中,所述第二压缩机、第四板式换热器、电子膨胀阀和第五板式换热器相连通完成循环制热。
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