CN105783162A - 一种按需调控的水源热泵空调系统 - Google Patents

一种按需调控的水源热泵空调系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种按需调控的水源热泵空调系统，包括空调侧集分水器、室外供水系统、室内循环系统和水源热泵机组系统；所述水源热泵机组系统包括设置有冷凝器的第一端口和设有蒸发器的第二端口；对应制冷工况和制热工况，本系统分为制冷循环系统与制热循环系统，二者之间通过转换阀门控制转换；在所述室外供水系统的回水管路上设有温度检测控制系统以及由该温度检测控制系统控制开度的旁通阀。本发明利用温度检测控制系统中的温度传感器检测回水温度，控制井水出水量和旁通管流通水量，这样既可以减少水泵的循环功率，又可以减少井水回灌水量，在节约电能的同时减少井水出水量，有利于增加水井寿命。

Description

一种按需调控的水源热泵空调系统
技术领域
本发明属于制冷与供热技术领域的热泵空调系统技术领域，尤其是涉及一种按需调控的水源热泵空调系统。
背景技术
水源热泵系统是一种利用浅层地下水资源，既可供冷又可供暖的高效节能装置，该系统较少受环境条件限制，能源利用率高，能有效减少碳排放，减少大气污染。该系统是利用浅层地下水水温常年恒定的特点，在投入少量电能的基础上，通过热泵机组和井水进行换热，实现夏季制冷、冬季供暖。该系统在夏季制冷的同时还可以免费提供生活热水。水源热泵系统有效的替代了传统的中央空调系统需要制冷和采暖两套系统的模式，一套系统就可以实现建筑物全年空调需求，夏季水源热泵机组把建筑物中的热负荷通过井水传递给大地，冬季水源热泵机组提取井水中的热量后对建筑物进行供热，同时低温冷水与大地进行热量交换以便循环利用。
水源热泵系统以浅层水源作为冷热源载体，系统运行时需要通过水泵将井水送入热泵主机的冷凝器或者蒸发器，井水经过与热泵主机进行换热后通过回灌井回灌到地下，完成整个循环。井水回灌技术是决定整个系统运行的关键，为顺利回灌利用后的井水，就必须尽量减少井水的抽取量以达到回灌目的。现有的水源热泵系统井水消耗量过大，井水利用率低，使用效果差。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种按需调控的水源热泵空调系统，满足建筑物夏季供冷以及冬季供热需求的同时最大限度的减少井水的循环量，增加井水的利用效率。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种按需调控的水源热泵空调系统，包括空调侧集分水器、室外供水系统、室内循环系统和水源热泵机组系统；所述水源热泵机组系统包括设置有冷凝器的第一端口和设有蒸发器的第二端口；
所述室外供水系统、冷凝器、第一端口、水源热泵机组系统依次连接，形成制冷第一水循环系统；所述第二端口、蒸发器、室内循环系统、空调侧集分水器依次连接，形成制冷第二水循环系统；所述制冷第一水循环系统与所述制冷第二水循环系统共同形成制冷循环系统；
所述室外供水系统、蒸发器、第二端口依次连接，形成制热第一水循环系统；所述空调侧集分水器、室内循环系统、冷凝器、水源热泵机组系统依次连接，形成制热第二水循环系统；所述制热第一水循环系统与所述制热第二水循环系统共同形成制热循环系统；
所述制冷循环系统与所述制热循环系统分别对应制冷工况和制热工况，二者之间通过转换阀门控制转换；
在所述室外供水系统的回水管路上设有温度检测控制系统以及由该温度检测控制系统控制开度的旁通阀。
进一步，室外供水系统包括数口既能做出水井又能做回灌井的供水井。
进一步，所述水源热泵机组系统同时包括普通水源热泵机组和高温水源热泵机组，所述普通水源热泵机组和高温水源热泵机组上均设有设置了冷凝器的第一端口和设有蒸发器的第二端口。
进一步，所述室内循环系统包括数组室内循环泵组。
进一步，所述温度检测控制系统包括温度传感器。
进一步，在所述室外供水系统的进水管路上设有过滤器，且在该过滤器两端都设有压力读取点。
进一步，在所述室外供水系统的进水管路上安装有计量表。
进一步，所述室外供水系统的进水管路和回水管路上均设有温度表和压力表，且在进水管两端和回水管两端分别都设有关断阀。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明利用温度检测控制系统中的温度传感器检测回水温度，控制井水出水量和旁通管流通水量，这样既可以减少水泵的循环功率，又可以减少井水回灌水量，在节约电能的同时减少井水出水量，有利于增加水井寿命。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的系统结构示意图。
附图标记说明：
1-空调侧集分水器；2-室外供水系统；3-室内循环系统；4-水源热泵机组系统；5-冷凝器；6-第一端口；7-蒸发器；8-第二端口；9-转换阀门；10-旁通阀；11-回水管路；12-进水管路；13-温度传感器；14-供水井；15-室内循环泵组。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
一种按需调控的水源热泵空调系统，如图1所示，包括空调侧集分水器1、室外供水系统2、室内循环系统3和水源热泵机组系统4；所述水源热泵机组系统4包括设置有冷凝器5的第一端口6和设有蒸发器7的第二端口8；
所述室外供水系统2、冷凝器5、第一端口6、水源热泵机组系统4依次连接，形成制冷第一水循环系统；所述第二端口8、蒸发器7、室内循环系统3、空调侧集分水器1依次连接，形成制冷第二水循环系统；所述制冷第一水循环系统与所述制冷第二水循环系统共同形成制冷循环系统；
所述室外供水系统2、蒸发器7、第二端口8依次连接，形成制热第一水循环系统；所述空调侧集分水器1、室内循环系统3、冷凝器5、水源热泵机组系统4依次连接，形成制热第二水循环系统；所述制热第一水循环系统与所述制热第二水循环系统共同形成制热循环系统；
所述制冷循环系统与所述制热循环系统分别对应制冷工况和制热工况，二者之间通过转换阀门9控制转换；当夏天需要制冷时，通过转换阀门9开启制冷循环系统，当冬天需要制热时，通过转换阀门9开启制热循环系统，转换方便，使用效果好。
制冷工况时，蒸发器7与室内循环系统3连接，冷凝器5与井水侧连接，井水在冷凝器5内完成热量交换，温度升高，然后回灌至回灌井。
制热工况时，蒸发器7与井水侧系统连接，冷凝器5与室内循环系统3连接，井水在蒸发器7内完成热量交换，温度降低，然后回灌至回灌井完。
在所述室外供水系统2的回水管路11上设有温度检测控制系统以及由该温度检测控制系统控制开度的旁通阀10。本着抽取多少回灌多少的的原则，应保证多用多回灌，少用少回灌，不用不回灌。可以使井水进入水源热泵机组系统进行二次换热，在节省能源的同时减少冷井水的出水量，等同于减少井水的回灌量，在充分利用井水能源的基础上延长了水井寿命，等同于延长系统实际运行寿命。
其中，所述室外供水系统2包括数口既能做出水井又能做回灌井的供水井14。通常，这些供水井并联组成，数量共计4口，分为两个部分，任意两口水井为出水井，剩余两口水井为回灌井，每口水井既可作出水井也可做回灌井，4口水井轮换使用，保证水井使用寿命一致。水井通过井口装置和配电柜进行轮换控制。
其中，所述水源热泵机组系统4同时包括普通水源热泵机组和高温水源热泵机组，所述普通水源热泵机组和高温水源热泵机组上均设有设置了冷凝器5的第一端口6和设有蒸发器7的第二端口8。
其中，所述室内循环系统3包括数组室内循环泵组15，各室内循环泵组之间并联设置，保证供水温度可靠。
上述温度检测控制系统包括温度传感器13。制冷工况下，当建筑负荷较低时，井水回水温度未达到设定高度，温度传感器监测到温度信号，控制旁通阀门开启，同时控制深井泵变频降低出水量，直至井水回水温度达到设定温度。制热工况下，当建筑负荷较低时，井水回水温度未达到设定高度，温度传感器监测到温度信号，控制旁通阀门开启，同时控制深井泵变频降低出水量，直至井水回水温度达到设定温度。
在所述室外供水系统2的进水管路12上设有过滤器，有效过滤杂质，保证水源热泵机组、室内循环泵组、以及空调系统等使用稳定可靠，不会堵塞。并且，在该过滤器两端都设有压力读取点。另外，在所述室外供水系统2的进水管路12上还可以安装有计量表，水流量可计量，方便统计、分析。
其中，所述室外供水系统2的进水管路和回水管路上均设有温度表和压力表，且在进水管两端和回水管两端分别都设有关断阀。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种按需调控的水源热泵空调系统，其特征在于：包括空调侧集分水器、室外供水系统、室内循环系统和水源热泵机组系统；所述水源热泵机组系统包括设置有冷凝器的第一端口和设有蒸发器的第二端口；
所述室外供水系统、冷凝器、第一端口、水源热泵机组系统依次连接，形成制冷第一水循环系统；所述第二端口、蒸发器、室内循环系统、空调侧集分水器依次连接，形成制冷第二水循环系统；所述制冷第一水循环系统与所述制冷第二水循环系统共同形成制冷循环系统；
所述室外供水系统、蒸发器、第二端口依次连接，形成制热第一水循环系统；所述空调侧集分水器、室内循环系统、冷凝器、水源热泵机组系统依次连接，形成制热第二水循环系统；所述制热第一水循环系统与所述制热第二水循环系统共同形成制热循环系统；
所述制冷循环系统与所述制热循环系统分别对应制冷工况和制热工况，二者之间通过转换阀门控制转换；
在所述室外供水系统的回水管路上设有温度检测控制系统以及由该温度检测控制系统控制开度的旁通阀。
2.根据权利要求1所述的一种按需调控的水源热泵空调系统，其特征在于：所述室外供水系统包括数口既能做出水井又能做回灌井的供水井。
3.根据权利要求1所述的一种按需调控的水源热泵空调系统，其特征在于：所述水源热泵机组系统同时包括普通水源热泵机组和高温水源热泵机组，所述普通水源热泵机组和高温水源热泵机组上均设有设置了冷凝器的第一端口和设有蒸发器的第二端口。
4.根据权利要求1所述的一种按需调控的水源热泵空调系统，其特征在于：所述室内循环系统包括数组室内循环泵组。
5.根据权利要求1所述的一种按需调控的水源热泵空调系统，其特征在于：所述温度检测控制系统包括温度传感器。
6.根据权利要求1所述的一种按需调控的水源热泵空调系统，其特征在于：在所述室外供水系统的进水管路上设有过滤器，且在该过滤器两端都设有压力读取点。
7.根据权利要求1所述的一种按需调控的水源热泵空调系统，其特征在于：在所述室外供水系统的进水管路上安装有计量表。
8.根据权利要求1所述的一种按需调控的水源热泵空调系统，其特征在于：所述室外供水系统的进水管路和回水管路上均设有温度表和压力表，且在进水管两端和回水管两端分别都设有关断阀。
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