CN105783336A - 一种具有空气源热泵的复合冷热源系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种具有空气源热泵的复合冷热源系统，包括用户侧集分水器、冷却塔、空气源热泵机组、水冷热泵机组、冷热源循环泵和末端循环泵，冷却塔与冷热源循环水泵和空气源热泵机组连接，末端循环水泵和冷热源循环泵与水冷热泵机组连接，水冷热泵机组与用户侧分水器和冷却塔进水口连接，空气源热泵机组与冷热源循环泵和末端循环泵连接，用户侧分水器与空气源热泵机组连接，用户侧集水器与末端循环泵连接。水冷热泵和空气源热泵既可单独运行，又可联合运行，本方案兼具两种冷热源方式的优点，被广泛使用。

Description

一种具有空气源热泵的复合冷热源系统

技术领域

本发明属于暖通空调领域，尤其是涉及一种具有空气源热泵的复合冷热源系统。

背景技术

目前，由于大气污染问题以及全球变暖问题，越来越多的传统中央空调冷热源被新型的冷热源技术所替代，空气源热泵，作为热泵技术的一种，有“大自然能量的搬运工”的美誉，有着使用成本低、易操作、采暖效果好、安全、干净等多重优势。以无处不在的空气中的能量作为主要动力，通过少量电能驱动压缩机运转，实现能量的转移，无需复杂的配置、昂贵的取水、回灌或者土壤换热系统和专用机房，能够逐步减少传统采暖给大气环境带来的大量污染物排放，保证采暖功效的同时兼顾节能环保的目的。因此，空气源热泵越来越多的被应用到各个场所中。

在现有技术中，空气源热泵在冬季制热运行时大多数都需要增加电辅热，增加了空气源热泵系统的耗电量，而且由于系统制热时，室外空气湿度较大时存在化霜现象，严重影响系统的制热效果。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种空气源热泵耦合水冷热泵的复合式冷热源系统，可以提高空气源热泵系统的运行稳定性，降低空气源热泵系统的运行费用。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种具有空气源热泵的复合冷热源系统，包括冷却塔、用户侧集水器、用户侧分水器、冷热源循环泵、末端循环泵、水冷热泵机组和空气源热泵机组，所述冷却塔出水口通过管路与冷热源循环水泵连接，所述冷却塔进水口通过管路与空气源热泵机组连接，所述空气源热泵机组通过管路与冷热源循环泵和末端循环泵连接，所述末端循环水泵通过管路与水冷热泵机组连接，所述冷热源循环泵通过管路与水冷热泵机组连接，所述水冷热泵机组通过管路分别与用户侧分水器和冷却塔进水口连接，所述用户侧分水器通过管路与空气源热泵机组连接，所述用户侧集水器通过管路与末端循环泵连接。

进一步的，本系统还包括补水定压机组，所述补水定压机组通过管路分别与用户侧集水器和末端循环泵连接。

进一步的，所述冷却塔进水口用管路与阀门V11连接，所述阀门V11用管路依次与阀门V6、阀门V7和用户侧分水器连接，所述阀门V11还用管路依次与阀门V5、阀门V8和用户侧分水器连接，所述水冷热泵机组包括第一水冷热泵机组和第二水冷热泵机组，在所述阀门V5与阀门V8之间、所述阀门V6与阀门V7之间接入所述第一水冷热泵机组和第二水冷热泵机组，所述第一水冷热泵机组用管路分别与阀门V1和阀门V2连接，所述第二水冷热泵机组用管路分别与阀门V3和阀门V4连接，所述阀门V1用管路与阀门V4连接，所述阀门V2用管路与阀门V3连接，所述冷却塔出水口用管路依次与阀门V9、冷热源循环泵进水口连接，所述冷热源循环泵出水口用管路分别与阀门V1和阀门V2连接，所述末端循环泵的进水口用管路与用户侧集水器连接，所述末端循环泵的出水口用管路分别与阀门V3、阀门V4和阀门V13连接，所述阀门V13用管路与空气源热泵机组连接，所述空气源热泵机组用管路依次与阀门V14和用户侧分水器连接，所述阀门V11用管路依次与阀门V12和空气源热泵机组连接，所述阀门V9用管路依次与阀门V10和空气源热泵机组连接。

相对于现有技术，本发明所述的具有空气源热泵的复合冷热源系统具有以下优势：在满足建筑物实用要求的同时，采用空气源热泵和水冷热泵复合式冷热源系统，空气源热泵系统和水冷热泵系统单独配有循环泵，共用用户侧循环泵，通过相关阀门开关调节，每套系统既可单独运行，又可联合运行，本方案兼具两种冷热源方式的优点，降低了系统的初投资和运行费用，有效的解决了水冷热泵初投资较高和运行费用较高的问题。

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为本发明的原理图；

图2为本发明实施例所述初冬和早春运行时的原理图；

图3为本发明实施例所述夏季运行时的原理图；

图4为本发明实施例所述深冬运行时的原理图。

附图标记说明：

1-冷却塔；2-用户供水管；3-用户侧集水器；4-用户侧分水器；5-冷热源循环泵；6-末端循环泵；7-第一水冷热泵机组；8-第二水冷热泵机组；9-补水定压机组；10-空气源热泵机组；11-用户回水管。

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。

如图1所示，一种具有空气源热泵的复合冷热源系统，包括冷却塔1、用户侧集水器3、用户侧分水器4、补水定压机组9、冷热源循环泵5、末端循环泵6、水冷热泵机组和空气源热泵机组10，所述冷却塔1出水口通过管路与冷热源循环水泵5连接，所述冷却塔1进水口通过管路与空气源热泵机组10连接，所述空气源热泵机组10通过管路与冷热源循环泵5和末端循环泵6连接，所述末端循环水泵6通过管路与水冷热泵机组连接，所述冷热源循环泵5通过管路与水冷热泵机组连接，所述水冷热泵机组通过管路分别与用户侧分水器4和冷却塔1进水口连接，所述用户侧分水器4通过管路与空气源热泵机组10连接，所述用户侧集水器3通过管路与末端循环泵6连接，所述补水定压机组9通过管路分别与用户侧集水器3和末端循环泵6连接。

所述冷却塔1进水口用管路与阀门V11连接，所述阀门V11用管路依次与阀门V6、阀门V7和用户侧分水器4连接，所述阀门V11还用管路依次与阀门V5、阀门V8和用户侧分水器4连接，所述水冷热泵机组包括第一水冷热泵机组7和第二水冷热泵机组8，在所述阀门V5与阀门V8之间、所述阀门V6与阀门V7之间接入所述第一水冷热泵机组7和第二水冷热泵机组8，所述第一水冷热泵机组7用管路分别与阀门V1和阀门V2连接，所述第二水冷热泵机组8用管路分别与阀门V3和阀门V4连接，所述阀门V1用管路与阀门V4连接，所述阀门V2用管路与阀门V3连接，所述冷却塔1出水口用管路依次与阀门V9、冷热源循环泵5进水口连接，所述冷热源循环泵5出水口用管路分别与阀门V1和阀门V2连接，所述末端循环泵6的进水口用管路与用户侧集水器3连接，所述末端循环泵6的出水口用管路分别与阀门V3、阀门V4和阀门V13连接，所述阀门V13用管路与空气源热泵机组10连接，所述空气源热泵机组10用管路依次与阀门V14和用户侧分水器4连接，所述阀门V11用管路依次与阀门V12和空气源热泵机组10连接，所述阀门V9用管路依次与阀门V10和空气源热泵机组10连接。

本实例的工作过程：

通过对用户侧空调负荷进行逐时分析，根据建筑负荷特性进行负荷分配，其中空气源热泵机组10主要承担建筑物的冷负荷和过度季节的冷热负荷，水冷热泵机组主要承担建筑物热负荷，同时补充空气源热泵机组10制冷不足。具体工作方式如下：

如图2所示，初冬和早春运行时，阀门V13、阀门V14、阀门V2打开，其他阀门关闭，系统只运行一套泵组，只开启空气源热泵机组10。用户侧集水器3接用户回水管11，收集用户回水管的冷热水后进入末端循环泵6，末端循环泵6将冷热水输送到空气源热泵机组10，空气源热泵机组10将冷热水输送到用户侧分水器4，用户侧分水器4接用户供水管12，为用户供水。当系统运行压力降低时，补水定压机组9运行，开始对系统进行补水。本系统运行方式比传统的系统运行两套泵组减少了一套，从而在在运行费用上减少30％。

如图3所示，夏季运行时，阀门V1、V3、V5、V7、V9、V11、V13、V14打开，其他阀门关闭，水冷热泵机组和空气源热泵机组10联合运行，为建筑提供冷源，此时水冷热泵机组作为辅助冷源。在部分负荷下，只启动空气源热泵机组10，冷冻水经过室内末端换热后，进入用户侧集水器3，然后通过末端循环泵6打入空气源热泵机组10进行换热，空气源热泵机组10将冷冻水输送到用户侧分水器4，用户侧分水器4为用户供水。在满负荷运行时，水冷热泵机组和空气源热泵机组10全部运行，冷冻水打入用户侧分水器4进行换热，换热完成后回到用户侧集水器3，经过末端循环泵6后一部分冷冻水进入水冷热泵机组，一部分进入空气源热泵机组10，在这两个热泵机组换热完成后进入用户侧分水器4完成循环。

如图4所示，深冬运行时，V2、V4、V6、V8、V10、V12阀门打开，其他阀门关闭。由空气源热泵机组10对室内测循环水进行预热，水冷热泵机组进行加热，该种运行模式可以提高水冷热泵系统运行效率。此时水冷热泵机组和空气源热泵机组10共同运行，热水先经空气源热泵机组10预热后，进入水冷热泵机组进行二次加热，然后热水进入用户侧分水器4，进入户内进行换热，热水换热后进入用户侧集水器3，然后进入空气源热泵机组10进行换热，完成循环。

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 (3)

1.一种具有空气源热泵的复合冷热源系统，其特征在于：包括冷却塔、用户侧集水器、用户侧分水器、冷热源循环泵、末端循环泵、水冷热泵机组和空气源热泵机组，所述冷却塔出水口通过管路与冷热源循环水泵连接，所述冷却塔进水口通过管路与空气源热泵机组连接，所述空气源热泵机组通过管路与冷热源循环泵和末端循环泵连接，所述末端循环水泵通过管路与水冷热泵机组连接，所述冷热源循环泵通过管路与水冷热泵机组连接，所述水冷热泵机组通过管路分别与用户侧分水器和冷却塔进水口连接，所述用户侧分水器通过管路与空气源热泵机组连接，所述用户侧集水器通过管路与末端循环泵连接。

2.根据权利要求1所述的一种具有空气源热泵的复合冷热源系统，其特征在于：本系统还包括补水定压机组，所述补水定压机组通过管路分别与用户侧集水器和末端循环泵连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种具有空气源热泵的复合冷热源系统，其特征在于：所述冷却塔进水口用管路与阀门V11连接，所述阀门V11用管路依次与阀门V6、阀门V7和用户侧分水器连接，所述阀门V11还用管路依次与阀门V5、阀门V8和用户侧分水器连接，所述水冷热泵机组包括第一水冷热泵机组和第二水冷热泵机组，在所述阀门V5与阀门V8之间、所述阀门V6与阀门V7之间接入所述第一水冷热泵机组和第二水冷热泵机组，所述第一水冷热泵机组用管路分别与阀门V1和阀门V2连接，所述第二水冷热泵机组用管路分别与阀门V3和阀门V4连接，所述阀门V1用管路与阀门V4连接，所述阀门V2用管路与阀门V3连接，所述冷却塔出水口用管路依次与阀门V9、冷热源循环泵进水口连接，所述冷热源循环泵出水口用管路分别与阀门V1和阀门V2连接，所述末端循环泵的进水口用管路与用户侧集水器连接，所述末端循环泵的出水口用管路分别与阀门V3、阀门V4和阀门V13连接，所述阀门V13用管路与空气源热泵机组连接，所述空气源热泵机组用管路依次与阀门V14和用户侧分水器连接，所述阀门V11用管路依次与阀门V12和空气源热泵机组连接，所述阀门V9用管路依次与阀门V10和空气源热泵机组连接。