CN106500204A - 一种空调系统 - Google Patents

Abstract

一种空调系统，至少包括通过管路互相连接的水源热泵式冷热水机组和水冷却塔，水源热泵式冷热水机组中包括有水冷蒸发器和水冷冷凝器，冷却塔的下部设有水池，该系统的水源热泵式冷热水机组的水冷蒸发器中具有低温冷冻循环水路，该低温冷冻循环水路中设有冷冻水辅助加热装置，所述冷冻水辅助加热装置为自来水加热装置或电加热器加热装置，所述水源热泵式冷热水机组、水冷却塔和冷冻水辅助加热装置之间通过管路连接，且在管路上设置有至少两个水泵和至少两个阀门。本发明用空调系统内的水冷却塔循环冷却水来替代传统水源热泵式冷热水机组所需的地下水或江河水冷热水源，解决了多数地方缺乏地下水或江河水的困难和麻烦，比传统空调更节能。

Description

一种空调系统

技术领域

本发明涉及一种应用系统节能技术对传统水源热泵冷热水机组所组成的中央空调系统进行创新节能改造的技术，特别涉及一种空调系统。

背景技术

市面上现有的用于产生中央空调制冷冷水和采暖热水的风冷热泵式冷热水机组和水源热泵式冷热水机组都是业界公认的节能产品，迄今已有多地政府建设部门将这两种产品列入政府的节能产品目录、给予节能补贴，鼓励使用。然而，在环境气温0℃以上的低温环境使用时，风冷热泵式冷热水机因压缩机的压缩比随环境温度降低而增大的特性使其能耗增加。水源热泵式冷热水机节能效果好，但它需要抽取地下水或江河水作为冬季采暖的热水源和夏季制冷的冷却水源，而有地下水的地方不多且地下水需实施水软化处理，抽用后还需回灌，而能靠近江河水的工程项目不多且需对江河水实施过滤除污或需另外增加换热器来隔离干净冷却水和浑浊的江河水，这些问题也使得高效节能的水源热泵式冷热水机难于在现实中大量采用。

发明内容

本发明提出了一种空调系统，解决了现有技术中的不足，该空调系统是能适应冬季气温0℃以上地区的冬季采暖和夏季制冷的一机多用的水源热泵式冷热水机组，其特点是冬季采暖季节利用水冷却塔中的低温冷冻水吸收空气中的热量，替代水源热泵式冷热水机组传统的地下水或江河水，向水源热泵式冷热水机组提供采暖热水源，再由水源热泵式冷热水机产生出40-55℃的热水，供空调区域采暖使用。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种空调系统，至少包括通过管路互相连接的水源热泵式冷热水机组和水冷却塔，水源热泵式冷热水机组中包括有水冷蒸发器和水冷冷凝器，冷却塔的下部设有水池，该系统的水源热泵式冷热水机组的水冷蒸发器中具有低温冷冻循环水路，该低温冷冻循环水路中设有冷冻水辅助加热装置，所述冷冻水辅助加热装置为自来水加热装置或电加热器加热装置，所述水源热泵式冷热水机组、水冷却塔和冷冻水辅助加热装置之间通过管路连接，且在管路上设置有至少两个水泵和至少两个阀门；

在冬季环境气温大于或等于10℃，需要系统产生提供采暖循环热水，或者环境温度低于10℃，水源热泵式冷热水机组的热水端向空调区域供应的采暖热水温度仍能满足40-55℃之间的设定供水温度时，所述的冷冻水辅助加热装置关闭，所述的水源热泵式冷热水机组开启热泵运转模式，水源热泵式冷热水机组的水冷蒸发器内产生的低温冷冻水被水泵加压后由阀门控制送至水冷却塔中吸收空气中的热量后循环回供回到水冷蒸发器中，所吸收的空气中的热量通过水源热泵式冷热水机组的热泵运转模式传递给水冷冷凝器，产生40-55℃的采暖热水，采暖热水被水泵加压后由阀门控制送至水冷冷凝器的出水端向空调区域循环供热；

在冬季环境温度低于10℃，并且水源热泵式冷热水机组的热水端向空调区域供应的采暖热水温度仍能满足40-55℃之间的设定供水温度时，所述的水源热泵式冷热水机组继续维持热泵运转模式；

在冬季环境温度低于10℃，并且水源热泵式冷热水机组的热水端向空调区域供应的采暖热水温度低于40-55℃之间的设定供水温度时，所述的水源热泵式冷热水机组仍然继续维持热泵运转模式，所述的冷冻水辅助加热装置开启，为水冷蒸发器内产生的低温冷冻水补充加热，使水源热泵式冷热水机组能保持稳定的热泵运转模式继续运转，水冷冷凝器稳定地产生40-55℃之间的设定供水温度的采暖热水，继续稳定地由水冷冷凝器的出水端向空调区域继续循环供热；

在夏季需要系统生产提供制冷循环冷冻水时，所述的冷冻水辅助加热装置关闭，水源热泵式冷热水机组开启制冷运转模式，水冷蒸发器所产生的低温冷冻水的进水管路及出水管路经阀门切换后改向空调区域循环供应低温冷冻水，同时水冷冷凝器需要的冷却循环水的进水管路及出水管路也经阀门切换后改向水冷却塔供给循环冷却水，循环冷却水在水冷却塔中蒸发散热冷却后回供给水冷冷凝器，继续为水源热泵式冷热水机组循环冷却散热。

根据以上技术要求，所述自来水加热装置是将常温的市政管网供应的自来水作为辅助热水源联接输入到水冷蒸发器中的低温冷冻循环水中，替换取代部分水源热泵式冷热水机组中的水冷蒸发器的低温冷冻循环水，以补充水冷蒸发器中低温冷冻循环水的热量，所述的自来水加热装置的供水水口设置在包括水冷却塔的水池池水到水冷蒸发器的低温冷冻水水管进水口的循环水路之间，当所述的冷冻水辅助加热装置开启时，管网自来水阀门开启，常温的自来水从水冷蒸发器的低温冷冻循环水的进水口进入，将热量传递给水冷蒸发器后从水冷蒸发器出口流出，回到冷却塔池水中，此时，水冷却塔从其溢流口排出与加入部分自来水等量的冷却塔池水。

根据以上技术要求，所述电加热器加热装置被串联设置于水冷蒸发器的低温冷冻循环水入口到水冷却塔的水池池水出口水路之间。

根据以上技术要求，所述电加热器加热装置被设置浸泡在水冷却塔的水池池水中直接加热池水。

根据以上技术要求，所述水冷却塔的进水管路上设有电动阀和旁通管，在冬季环境温度低于10℃，水源热泵式冷热水机组的热水端向空调区域供应的热水温度低于40-55℃之间的设定供水温度时，所述水源热泵式冷热水机组仍然继续开启热泵运转模式，所述的辅助加热装置开启，为低温冷冻循环水辅助加热，使水源热泵式冷热水机组能继续运转，稳定供热；当室外空气温度降低，空气温度高于低温冷冻水出水温度的差值也随之降低到3℃以下时，电动阀自动打开，进水管路中的低温冷冻水停止进入水冷却塔上部入口而直接从旁通管排入冷却塔的水池中；当室外空气温度升高，空气温度高于低温冷冻水出水温度的差值也随之升高到3℃以上时，电动阀自动关闭，进水管路中的低温冷水停止排入水冷却塔的水池中，改而恢复进入冷却塔上部入口。

根据以上技术要求，所述连接水源热泵式冷热水机组的水冷蒸发器的低温冷冻循环水管路进水端设有水泵。

根据以上技术要求，所述水冷却塔的水池出水端的管路上设有水泵。

根据以上技术要求，所述空调系统中的水源热泵式冷热水机组、水冷却塔、冷冻水辅助加热装置、水泵、阀门和连接这些设备装置之间的管路全部被设计内置在一个以上的具有设备底架的长方形外壳壳体中，在空调区域室外的场地上，将所述的一个以上的内置空调系统设备的长方形外壳壳体连接组合成一体，成为直接向室内空调区域末端装置供冷供热的一体式中央空调冷热水机组。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)在地球上冬季环境气温高于0℃以上的同纬度环带地区，用同一中央空调机组既要夏季供应制冷冷冻水又要冬季供应采暖热水的现有技术设备有风冷热泵冷热水机组和水源热泵冷热水机组两种，附近没有水源热泵冷热水机组所需要的冷热水源时，现有技术只能采用风冷热泵冷热水机组，而风冷热泵冷热水机组无论是夏季制冷能效比，还是冬季采暖能效比都较低，且使用寿命短，本发明的的水源热泵冷热水机组系统夏季制冷能效比大大高于风冷热泵冷热水机组，冬季制热的大部分时间的机组热泵运行模式加上少量时间的极冷天气由辅助加热装置接力叠加机组热泵运行模式的综合能效比高于风冷热泵冷热水机组，且比风冷热泵冷热水机组使用寿命更长，因此，本发明较好地解决了这类地区用同一中央空调机组既能夏季高效供应制冷冷冻水也能冬季高效供应采暖热水的难题。

(2)现实技术中的中央空调水源热泵冷热水机组是一种大家公认的节能产品，已被多地政府列入节能产品采购目录，采用同一中央空调水源热泵冷热水机组既能夏季供应制冷冷冻水又能冬季供应采暖热水，但因其需要就近抽取地下水或江河水作为夏季制冷的冷却水源和冬季采暖的加热水源，而现实中绝大多数需要空调的建筑都远离地下水或江河水，使得水源热泵式冷热水机组存在难于在现实中大量采用的问题；本发明的水源热泵冷热水机组采用本空调系统内自带的水冷却塔循环水水源来替代传统水源热泵式冷热水机所需的地下水或江河水冷却水源和热水源，所述的自带水源与传统水源热泵一起组成一个独立的系统，使传统的水源热泵冷热水机组节能产品在地球0℃以上的同纬度环带的广阔地区均能方便地采用，极大地扩展了水源热泵冷热水机组节能产品的使用范围。

现实中冬季冬季环境气温低于0℃以下的我国北方地区，大多由市政集中供暖，多地供暖开始时间一般为每年的11月15日(例如北京)，如需市政提前供暖需连续5天气温达0℃以下，在北方地区市政集中供暖之前，气温刚好是0℃以上，这段初冬期以至来年0℃以上的冬末期都是集中供暖的空缺。本发明的水源热泵冷热水机组系统除夏季制冷外，刚好能弥补市政集中供暖前的初冬和冬末人们需要采暖的空缺，且无需增加额外的设备投资。

(3)现实技术中采用的中央空调水源热泵冷热水机组节能产品，因其需要就近抽取地下水或江河水作为夏季制冷的冷却水源和冬季采暖的加热水源，而使用地下水需要探测打井、埋管连管、修建泵站、水软化处理、抽水使用后回灌，使用江河水需要离岸水中建站、修建泵站、埋管连管，且需对江河水实施过滤除污处理或需另外增加换热器来隔离干净冷却水和浑浊的江河水，实际采用地下水或江河水工程浩大，实施难度大，长距离抽水水泵耗能也会抵消部分水源热泵的节能效果，本发明的水源热泵冷热水机组就近采用本空调系统内的水冷却塔循环水来替代传统水源热泵式冷热水机所需的地下水或江河水冷却水源和热水源，自成一个独立的系统，比传统的水源热泵空调系统需要外界水源使用起来相对更简单方便，工程施工更容易，水泵就近抽水耗能也更少。

(4)本发明的一种空调系统在环境温度10℃以上时，水源热泵冷热水机组开启热泵运转模式，产生的低温冷冻水供给水冷却塔吸收空气中的热量循环为机组加热，因水冷却塔内的循环水与空气热交换比风冷热泵的换热铝片与空气热交换效率更高，因而开启水源热泵式冷热水机组热泵运转模式和水冷却塔，生产并向空调区域循环供应空调采暖用热水，比传统风冷热泵热水机组供应采暖热水效率更高、更节能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的其中一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的系统原理图；

图2为本发明实施例2的系统原理图；

图3为本发明实施例3的系统原理图；

图4为本发明实施例4的系统原理图；

具体实施方式

下面对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的其中的几个实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

如图1所示，本发明所述的一种空调系统，该系统包括水源热泵式冷热水机组90、水冷却塔8和冷冻水辅助加热装置9，所述水源热泵式冷热水机组90、水冷却塔8和冷冻水辅助加热装置9之间通过数条管路连接、且在管路上设置有数个水泵和数个阀门；水源热泵式冷热水机组90中包括有水冷蒸发器10和水冷冷凝器11、冷媒压缩机12和膨胀阀13，冷却塔8的下部具有水池81，

在冬季环境气温大于或等于10℃，需要系统产生提供采暖循环热水时，所述的冷冻水辅助加热装置9关闭，所述的水源热泵式冷热水机组90开启热泵运转模式，水源热泵式冷热水机组90的水冷蒸发器10内产生的低温冷冻水被水泵加压后由阀门控制送至水冷却塔8的上部入口，吸收空气中的热量后汇集入水池81，再循环回供回到水冷蒸发器10中，所吸收的空气中的热量通过水源热泵式冷热水机组90的热泵运转模式传递给水冷冷凝器11，产生40-55℃的采暖热水，采暖热水被水泵1加压后由阀门控制送至水冷冷凝器11的出水端向空调区域循环供热；

在冬季环境温度低于10℃，并且水源热泵式冷热水机组90的水冷冷凝器11的出水端向空调区域供应的采暖热水温度仍能满足40-55℃之间的设定供水温度时，所述的水源热泵式冷热水机组90继续维持热泵运转模式；

在冬季环境温度低于10℃，并且水源热泵式冷热水机组90的水冷冷凝器11的出水端向空调区域供应的采暖热水温度低于40-55℃之间的设定供水温度时，所述的水源热泵式冷热水机组90仍然继续维持热泵运转模式，所述的冷冻水辅助加热装置9开启，为水冷蒸发器10内产生的低温冷冻水补充加热，使水源热泵式冷热水机组90能保持稳定的热泵运转模式继续运转，水冷冷凝器11稳定地产生40-55℃之间的设定供水温度的采暖热水，继续稳定地由水冷冷凝器11的出水端向空调区域继续循环供热；

在夏季需要系统生产提供制冷循环冷冻水时，所述的冷冻水辅助加热装置9关闭，水源热泵式冷热水机组90开启制冷运转模式，水冷蒸发器10所产生的低温冷冻水的进水管路及出水管路经阀门切换后改向空调区域循环供应低温冷冻水，同时水冷冷凝器11需要的冷却循环水的进水管路及出水管路也经阀门切换后改向水冷却塔8供给循环冷却水，循环冷却水在水冷却塔8中蒸发散热冷却后汇集入水池81，再回供给水冷冷凝器11，继续为水源热泵式冷热水机组循环冷却散热。

根据以上技术要求，在冬季环境温度低于10℃，并且水源热泵式冷热水机组的采暖热水端向空调区域供应的热水温度低于40-55℃之间的设定供水温度时，所述水源热泵式冷热水机组90仍然继续开启，冷冻水辅助加热装置9开启，为水源热泵式冷热水机组90的低温冷冻循环水辅助加热，使机组能继续运转，稳定供热；若水源热泵式冷热水机组90的低温冷水出水温度低于室外空气温度的差值达3℃或3℃以下时，冷却塔8的进水管路上的电动阀5自动打开，进水管路中的低温冷水停止进入冷却塔上部入口而直接经过电动阀5侧旁通管51排入冷却塔8的水池81池水中，若水源热泵式冷热水机组90的低温冷水出水温度低于室外空气温度的差值达3℃以上时，电动阀5自动关闭，进水管路中的低温冷水停止排入冷却塔8的水池81改而恢复进入冷却塔8上部入口，经冷却塔8处理吸收空气中的热量后，继续向水源热泵冷热水机组90的水冷蒸发器10循环供应热源水。

根据以上技术要求，所述水源热泵式冷热水机组90的水冷蒸发器10的低温冷冻循环水管路进水端设有向空调区域加压供应夏季制冷冷水或冬季采暖热水的水泵1。

根据以上技术要求，所述冷却塔的水池出水端的管路上设有向水源热泵式冷热水机组加压供应蒸发器需要的热源水或冷凝器需要的冷却水水泵7。

在该空调系统中，根据季节变化时不同的空调需要情况，对水源热泵式冷热水机组90、水冷却塔8和冷冻水辅助加热装置9、数个水泵、数个阀门操作实施如下的3种，但不限于如下3种的工况变换。

第一种工况：

在冬季环境温度低于10℃，同时水源热泵式冷热水机组的热水端向空调区域供应的采暖热水温度低于40-55℃之间的设定供水温度，需要开启辅助加热装置时，向空调采暖区域供应循环热水工况的流程顺序：

热水循环：

空调区域回水口A循环回水经过冷热水泵1后由第一三通阀2的A端进C端出，进入水源热泵式冷热水机组90的水冷冷凝器11进口流入被加热后从水冷冷凝器11出口出，再由第二三通阀3的C端进A端出，送至空调区域供水口B循环供水，而后至空调区域回水口A循环回水，如此重复循环。

热源水循环：

从冷却塔8的水池81的池水的出水口循环供水至冷却水泵7，经第三三通阀6的A端进C端出，经水冷蒸发器10进水口进入放热后从水冷蒸发器10的出水口出，经第四三通阀4的C端口进A端口出，此时分两种情况：

第一种情况，若水源热泵式冷热水机组90的低温冷水出水温度低于室外空气温度的差值达3℃或3℃以下时，冷却塔8的进水管路上的电动阀5自动打开，进水管路中的低温冷水停止进入冷却塔上部入口而直接经过电动阀5侧旁通管51排入冷却塔8的水池81池水中，池水经电加热器91加热后从冷却塔8的出水口出，如此循环供水，重复循环；

第二种情况：若水源热泵式冷热水机组90的低温冷水出水温度低于室外空气温度的差值达3℃以上时，电动阀5自动关闭，进水管路中的低温冷水停止排入冷却塔8的水池81，改而恢复进入冷却塔8上部入口，经过冷却塔8的冷却风机80下端流入塔内，被塔内空气流加热后落入底部水池81池水中，池水经电加热器91再加热后从冷却塔8的出水口出，如此循环供水，重复循环。

第一种工况的特点在于：该工况是在冬季0℃以上地区气温低于10℃，并且水源热泵式冷热水机组的热水端向空调区域供应的采暖热水温度低于40-55℃之间的设定供水温度，需要开启辅助加热装置时段采用的，该极冷天气时段所占该地区冬季采暖总时段的比例极小，采用辅助加热装置叠加高效水源热泵采暖的能耗小于或等于风冷热泵的能耗；

第二种工况：

在冬季气温大于或等于10℃，水源热泵式冷热水机组的热水端向空调采暖区域供应40-55℃热水，或在冬季气温低于10℃，同时水源热泵式冷热水机组的热水端向空调区域供应的采暖热水温度仍能满足40-55℃之间的设定供水温度，无需开启辅助加热装置时，工况的流程顺序为：

热水循环：空调区域回水口A循环回水经冷热水泵1后由第一三通阀由2的A端进C端出，进入水源热泵式冷热水机组90的水冷冷凝器11的进口进入被加热后从的水冷冷凝器11的出口出，由第二三通阀3的C端进A端出向空调区域供水口B循环供水，而后从空调区域回水口A循环回水，如此重复循环。

热源水循环：冷却塔8底部水池81的出水口循环供水至冷却水泵7后由第三三通阀6由A端进C端出，经水源热泵式冷热水机组90的水冷蒸发器10的进水口进入放热后从水冷蒸发器10出水口出，经第四三通阀4由C端口进A端口出，循环回水因电动阀5关闭而进入冷却塔8上部进水口后经过冷却塔8的冷却风机80下端流入塔内被塔内空气流加热后落入底部水池81，冷却塔8底部水池81的出水口循环供水，如此重复循环。

第二种工况的特点在于：在该工况时段，因水冷却塔内的循环水吸收空气热量比风冷热泵的换热铝片吸收空气热量效率更高，因而采用高效水源热泵的能耗远优于传统风冷热泵；该时段所占该地区冬季采暖总时段的比例极大，因此第二种工况的综合能效比优于风冷热泵；另外，同样在此季节工况下，传统的水源热泵式空调系统要抽取地下水或江河水作热源，但多数需要空调的地方要专供地下水或江河水比较远且施工难，本发明的空调系统的特点在于：利用水冷却塔8的获取了环境空气中热量的水池81中的池水作为热源，替代传统的地下水或江水作为热源，取水就近且施工简单，比传统水源热泵冷热水机采暖更节能。

第三种工况：

夏季空调时向空调制冷区域供应7-12℃冷水工况的冷冻水冷却水流程顺序：

冷冻水循环：空调区域回水口A循环回水经冷热水泵1后经第一三通阀2的A端进B端出，经水源热泵式冷热水机组90的水冷蒸发器10的进水口进入被吸热后从水冷蒸发器10的出水口出，经第二三通阀3的B端口进A端口出向空调区域供水口B循环供水，而后从空调区域回水口A循环回水，如此重复循环。

冷却水循环：冷却塔8的水池81的出水口循环出水供水至冷却水泵7，经第三三通阀6的A端进B端出后的循环水经水源热泵式冷热水机组90的水冷冷凝器11的进水口进入被吸热后从水冷水冷冷凝器11的出水口出，经第四三通阀4的B端进A端出后的循环回水因电动阀5关闭而进入冷却塔8上部进水口后经过冷却塔8的冷却风机80下端流入冷却塔8的塔内被塔内空气流冷却落入底部水池81，冷却塔8的水池的出水口循环出水供水，如此重复循环。

第三种工况的特点在于：在此季节工况下，传统水源热泵式冷热水机采用地下水或江河水作冷却水冷源，因多数需要空调的地方要专供地下水和江河水水路长施工比较困难且江河水需经过滤除污处理，地下水需经软化处理，专供水源麻烦。本发明的总空调系统的水源热泵式冷热水机组90与传统水源热泵不同的特点在于：它采用空调系统内的水冷却塔8的循环水来替代地下水或江河水作冷却水源，解决了多数需要空调的地方专供水源困难麻烦和无法供应的问题。

实施例2：

如图2所示，在本实施例中，本发明中的一种空调系统所述的冷冻水辅助加热装置9之一的电加热器加热装置91所设置的位置与实施例1不同，所述的电加热器加热装置91被串联设置于水冷蒸发器10的低温冷冻循环水入口到水冷却塔8的水池池水出口水路之间的低温冷冻循环水入口与三通阀6之间，其余同实施例1。

实施例3：

如图3所示，在本实施例中，本发明中的一种空调系统所述的，作为冷冻水辅助加热装置9的是自来水加热装置92，所述的自来水加热装置92是将常温的市政管网供应的自来水通过阀的连接水管作为辅助热水源联接输入到水冷蒸发器10的低温冷冻循环水路中，所述的自来水加热装置92的供水水口设置在包括水冷却塔8的水池81池水到水冷蒸发器10的低温冷冻水水管进水口的循环水路之间的水池81右上方的池水中，其余同实施例1。

实施例4：

如图4所示，在本实施例中，本发明中的一种空调系统所述的，作为冷冻水辅助加热装置9之一的是自来水加热装置92，所述的自来水加热装置92是将常温的市政管网供应的自来水通过阀的连接水管作为辅助热水源联接输入到水冷蒸发器10的低温冷冻循环水路中，所述的自来水加热装置92的供水水口设置在包括水冷却塔8的水池81池水到水冷蒸发器10的冷冻水水管进水口的循环水路的水池81池水左下方出口与水泵7之间，其余同实施例1。

如下表1所示：为以上4种实施例结合附图1-4，用表格形式将所述的三种工况下系统各设备的工作状况进行描述，具体为：

含水源热泵冷热水机组和其它设备的空调系统在三种季节空调工况下的工作状况表

注：三种季节空调工况下系统工作时的流程顺序如下：

1.冬季气温低于10℃，并且向空调区域供应采暖热水温度低于40-55℃之间的设定温度，需要开启辅助加热装置时，系统工况的热水和熱源水循环流程顺序：

热水循环：空调区域回水口A循环回水→冷热水泵1→三通阀由2A端进C端出→经冷凝器进口进入被加热→冷凝器出口→由三通阀3C端进A端出→空调区域供水口B循环供水→空调区域回水口A循环回水→重复循环。

热源水循环：冷却塔8的水池81底部池水的出水口循环供水→冷却水泵7→三通阀6由A端进C端出→经蒸发器11进水口进入放热→蒸发器11出水口→三通阀4由C端口进A端口出→分两种情况：

第一种情况：当室外空气温度高于低温冷冻水温度的差值小于3℃时，循环回水经直通阀5进入冷却塔8的水池81的池水中水池81底部出水口循环供水→重复循环。在热源水循环水路中循环水由辅助加热装置9加热循环水，其中：实施例1的辅助加装置9的电加热器91被设置浸泡在水池81池水中加热循环水；实施例2的辅助加热装置9的电加热91被设置浸泡在阀6的C端出口到蒸发器10进口间的循环水路中加热循环水；实施例3的辅助加热装置9的自来水加热装置92将常温自来水注入水池81池水中加热循环水；实施例4的辅助加热装置9的自来水加热装置将常温水注入水池81出水口到水泵7进水口间的循环水路中加热循环水。

第二种情况：当室外空气温度高于低温冷冻水温度的差值大于3℃时，循环回水因直通阀5关闭而进入冷却塔8上部进水口→流入塔内被塔内空气流加热后落入水池81的池水中→水池81底部出水口循环供水→重复循环。在热源水循环水路中循环水由辅助加热装置9再加热循环水，其中：实施例1的辅助加装置9的电加热器91被设置浸泡在水池81池水中再加热循环水；实施例2的辅助加热装置9的电加热91被设置浸泡在阀6的C端出口到蒸发器10进口间的循环水路中再加热循环水；实施例3的辅助加热装置9的自来水加热装置92将常温自来水注入水池81池水中再加热循环水；实施例4的辅助加热装置9的自来水加热装置将常温水注入水池81出水口到水泵7进水口间的循环水路中再加热循环水。

2.冬季气温等于或大于10℃，或者低于10℃并且水源热泵机组能稳定向空调区域供应40-55℃热水而无需辅助加热装置时，向空调采暖区域供应采暖热水工况的热水和熱源水的流程顺序：

热水循环：空调区域回水口A循环回水→冷热水泵1→三通阀由2A端进C端出→经冷凝器进口进入被加热→冷凝器出口→由三通阀3C端进A端出→空调区域供水口B循环供水→空调区域回水口A循环回水→重复循环。

热源水循环：冷却塔8的水池81底部池水的出水口循环供水→冷却水泵7→三通阀6由A端进C端出→经蒸发器11进水口进入放热→蒸发器11出水口→三通阀4由C端口进A端口出→循环回水因直通阀5关闭而进入冷却塔8上部进水口→流入塔内被塔内空气流加热后落入底部水池81的池水中→底部池水的出水口循环供水→重复循环。

3.夏季空调时向空调制冷区域供应7-12℃冷水工况的冷冻水和冷却水流程顺序：

冷冻水循环：空调区域回水口A循环回水→冷热水泵1→三通阀2由A端进B端出→蒸发器11进水口进入被吸热→蒸发器11出水口→三通阀3由B端口进A端口出→空调区域供水口B循环供水→空调区域回水口A循环回水→重复循环。

冷却水循环：冷却塔8的水池81底部池水的出水口循环出水供水→冷却水泵7→三通阀6由A端进B端出→循环水经冷凝器进口进入冷凝器吸热→冷凝器出口→三通阀4由B端进A端出→循环回水因直通阀5关闭而进入冷却塔8上部进水口→流入塔内被塔内空气流冷却落入底部水池81的池水中→底部池水的出水口循环出水供水→重复循环。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种空调系统，至少包括通过管路互相连接的水源热泵式冷热水机组和水冷却塔，水源热泵式冷热水机组中包括有水冷蒸发器和水冷冷凝器，冷却塔的下部设有水池，其特征在于：该系统的水源热泵式冷热水机组的水冷蒸发器中具有低温冷冻循环水路，该低温冷冻循环水路中设有冷冻水辅助加热装置，所述冷冻水辅助加热装置为自来水加热装置或电加热器加热装置，所述水源热泵式冷热水机组、水冷却塔和冷冻水辅助加热装置之间通过管路连接，且在管路上设置有至少两个水泵和至少两个阀门；

在冬季环境气温大于或等于10℃，需要系统产生提供采暖循环热水，或者环境温度低于10℃，水源热泵式冷热水机组的热水端向空调区域供应的采暖热水温度仍能满足40-55℃之间的设定供水温度时，所述的冷冻水辅助加热装置关闭，所述的水源热泵式冷热水机组开启热泵运转模式，水源热泵式冷热水机组的水冷蒸发器内产生的低温冷冻水被水泵加压后由阀门控制送至水冷却塔中吸收空气中的热量后循环回供回到水冷蒸发器中，所吸收的空气中的热量通过水源热泵式冷热水机组的热泵运转模式传递给水冷冷凝器，产生40-55℃的采暖热水，采暖热水被水泵加压后由阀门控制送至水冷冷凝器的出水端向空调区域循环供热；

在冬季环境温度低于10℃，并且水源热泵式冷热水机组的热水端向空调区域供应的采暖热水温度仍能满足40-55℃之间的设定供水温度时，所述的水源热泵式冷热水机组继续维持热泵运转模式；

在冬季环境温度低于10℃，并且水源热泵式冷热水机组的热水端向空调区域供应的采暖热水温度低于40-55℃之间的设定供水温度时，所述的水源热泵式冷热水机组仍然继续维持热泵运转模式，所述的冷冻水辅助加热装置开启，为水冷蒸发器内产生的低温冷冻水补充加热，使水源热泵式冷热水机组能保持稳定的热泵运转模式继续运转，水冷冷凝器稳定地产生40-55℃之间的设定供水温度的采暖热水，继续稳定地由水冷冷凝器的出水端向空调区域继续循环供热；

在夏季需要系统生产提供制冷循环冷冻水时，所述的冷冻水辅助加热装置关闭，水源热泵式冷热水机组开启制冷运转模式，水冷蒸发器所产生的低温冷冻水的进水管路及出水管路经阀门切换后改向空调区域循环供应低温冷冻水，同时水冷冷凝器需要的冷却循环水的进水管路及出水管路也经阀门切换后改向水冷却塔供给循环冷却水，循环冷却水在水冷却塔中蒸发散热冷却后回供给水冷冷凝器，继续为水源热泵式冷热水机组循环冷却散热。

2.根据权利要求1所述的一种空调系统，其特征在于：所述自来水加热装置是将常温的市政管网供应的自来水作为辅助热水源联接输入到水冷蒸发器中的低温冷冻循环水中，替换取代部分水源热泵式冷热水机组中的水冷蒸发器的低温冷冻循环水，以补充水冷蒸发器中低温冷冻循环水的热量，所述的自来水加热装置的供水水口设置在包括水冷却塔的水池池水到水冷蒸发器的低温冷冻水水管进水口的循环水路之间，当所述的冷冻水辅助加热装置开启时，管网自来水阀门开启，常温的自来水从水冷蒸发器的低温冷冻循环水的进水口进入，将热量传递给水冷蒸发器后从水冷蒸发器出口流出，回到冷却塔池水中，此时，水冷却塔从其溢流口排出与加入部分自来水等量的冷却塔池水。

3.根据权利要求1所述的一种空调系统，其特征在于：所述电加热器加热装置被串联设置于水冷蒸发器的低温冷冻循环水入口到水冷却塔的水池池水出口水路之间。

4.根据权利要求1所述的一种空调系统，其特征在于：所述电加热器加热装置被设置浸泡在水冷却塔的水池池水中直接加热池水。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种空调系统，其特征在于：所述水冷却塔的进水管路上设有电动阀和旁通管，在冬季环境温度低于10℃，水源热泵式冷热水机组的热水端向空调区域供应的热水温度低于40-55℃之间的设定供水温度时，所述水源热泵式冷热水机组仍然继续开启热泵运转模式，所述的辅助加热装置开启，为低温冷冻循环水辅助加热，使水源热泵式冷热水机组能继续运转，稳定供热；当室外空气温度降低，空气温度高于低温冷冻水出水温度的差值也随之降低到3℃以下时，电动阀自动打开，进水管路中的低温冷冻水停止进入水冷却塔上部入口而直接从旁通管排入冷却塔的水池中；当室外空气温度升高，空气温度高于低温冷冻水出水温度的差值也随之升高到3℃以上时，电动阀自动关闭，进水管路中的低温冷水停止排入水冷却塔的水池中，改而恢复进入冷却塔上部入口。

6.根据权利要求1所述的一种空调系统，其特征在于：所述连接水源热泵式冷热水机组的水冷蒸发器的低温冷冻循环水管路进水端设有水泵。

7.根据权利要求1所述的一种空调系统，其特征在于：所述水冷却塔的水池出水端的管路上设有水泵。

8.根据权利要求1所述的一种空调系统，其特征在于：所述空调系统中的水源热泵式冷热水机组、水冷却塔、冷冻水辅助加热装置、水泵、阀门和连接这些设备装置之间的管路全部被设计内置在一个以上的具有设备底架的长方形外壳壳体中，在空调区域室外的场地上，将所述的一个以上的内置空调系统设备的长方形外壳壳体连接组合成一体，成为直接向室内空调区域末端装置供冷供热的一体式中央空调冷热水机组。