CN111912055A - 一种新型太阳能辅助加热的海水源热泵空调系统 - Google Patents

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施志钢
景登岩
石洪亮
孙福杰
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    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F25B49/02—Arrangement or mounting of control or safety devices for compression type machines, plants or systems

Abstract

本发明公开了一种太阳能辅助加热的海水源热泵空调系统，一种太阳能辅助加热的海水源热泵空调系统，包括半开式温海水循环系统和热泵系统，半开式温海水循环系统包括1海水泵、2太阳池、3太阳能集热器、4脱气器、5闪蒸器；热泵系统包括8水泵、9蒸发器、10压缩机、11四通换向阀、12冷凝器、13节流阀。本系统既可冬季供热也可夏季制冷，利用阀门进行调节。主要特征是在冬季供热时，利用太阳池和太阳能集热器，两次加热海水，海水源热泵系统的低温热源(海水)温度提高，进而提高海水源热泵系统效率，节约电能等优点。

Description

一种新型太阳能辅助加热的海水源热泵空调系统
技术领域
本发明属于热泵空调技术领域，涉及一种海水源热泵空调系统，尤其涉及一种新型太阳能辅助加热的海水源热泵空调系统。
背景技术
海水源热泵机组的工作原理是利用地球表面浅层海水吸收的太阳能和地热能而形成的低温低位热能资源，通过热泵机组，通过消耗少量的电能，实现低位热能向高位热能转移。随后对建筑用户进行供热、制冷。是一种利用可再生能源进行制冷供暖的节能技术。在技术方面，热泵机组设备本身已经相对成熟。但应用于海水源热泵系统中，存在着海水腐蚀、海洋生物附着、结垢和海水防冻等问题；尤其由于冬季北方地区海水温度过低，建筑供热负荷增大等原因，在实际运行过程中导致系统能效低，供热效果差，很难发挥出其节能的优势。
海洋是巨大的“蓄能池”，蕴藏着丰富的可再生清洁能源。太阳能也是丰富的可再生清洁能源且取之不尽用之不竭。尤其对于沿海城市，其海洋能和太阳能资源丰富。夏季，建筑物内空气温度比海水温度高，可直接利用热泵系统从海水中提取大量的冷量输送到用户；而北方冬季海水温度过低，不宜直接作为海水源热泵系统的热源，需要增加其他系统才能满足给建筑物供热和提供生活热水的需求。目前太阳能和海洋能利用技术已经非常成熟，将二者有机的结合，采用太阳池和太阳能集热的方式可以提高进入热泵机组海水的温度，这样冬季海水中的低位能就可以作为热泵系统的热源，提高系统的能效，节约能源，保证供热效果和系统的可靠运行。
发明内容
为解决上述现有技术的不足，本发明提出一种新型太阳能辅助加热的海水源热泵空调系统，具有节能环保、经济高效和运行费用少的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型太阳能辅助加热的海水源热泵空调系统，包括半开式温海水循环系统和热泵系统，半开式温海水循环系统包括太阳池、太阳能集热器、脱气器、闪蒸器、水泵；热泵系统包括蒸发器、压缩机、四通换向阀、冷凝器、节流阀、水泵。
所述的一种新型应用太阳能辅助加热的海水源热泵空调系统，其中，温海水泵、太阳池、太阳能集热器、脱气器和闪蒸器组成了半开式温海水循环系统，在该系统中温海水由泵的作用先经过太阳池进行加热，升温后的海水进入太阳能集热器里面进行二次加热，得到的高温海水首先进入脱气器脱气后再送入闪蒸器，海水经降压后，其中一部分海水变成蒸汽在工作泵的作用下进入热泵系统的蒸发器中，另一部分没有蒸发的高温海水被排入到太阳池内循环工作。
所述的一种新型太阳能辅助加热的海水源热泵空调系统，其中，蒸发器、压缩机、四通换向阀、冷凝器、节流阀组成了热泵系统，制热工况时，关闭制冷阀门，海水泵抽取表层温海水，首先流经太阳池，初步加热，然后在流经太阳能集热器，继续加热，海水温度被提升到60~80°C所对应的蒸发压力，仍为液体。工质通过脱气器脱气后进入闪蒸器，进行低压闪蒸。闪蒸器的蒸汽进入蒸发器冷凝换热，工质吸热蒸发，在压缩机中定熵压缩，进入冷凝器中定压放热加热供热系统回水，然后由循环泵送到用户用作采暖或热水供应；制冷工况时，关闭制热阀门，直接从深海水中抽取低温海水，进入冷凝器中换热，制冷剂凝结成饱和液体，经节流降压降温进入蒸发器，蒸发吸热带走制冷系统回水的热量，然后由循环泵送到用户制冷。
本发明的效益是：冬季供热时，可以提高海水源热泵系统的效率，节约能源。
附图说明
附图1为本发明的系统图。
其中，1-海水泵，2-太阳池，3-太阳能集热器，4-脱气器，5-闪蒸器，6、7-阀门，8-海水泵，9(12)-蒸发器，10-压缩机，11-四通换向阀，12(9)-冷凝器，13-节流阀，14-用户。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步详细描述。
一种新型太阳能辅助加热的海水源热泵空调系统，包括半开式温海水循环系统和热泵系统，半开式温海水循环系统包括太阳池、太阳能集热器、脱气器、闪蒸器、水泵；热泵系统包括蒸发器、压缩机、四通换向阀、冷凝器、节流阀、水泵。
本发明的工作原理为：
在冬季，制热工况时，7阀门关闭，6阀门打开，8海水泵抽取表层温海水，首先流经2太阳池，初步加热，然后在流经3太阳能集热器，继续加热，海水温度被提升到60~80°C所对应的蒸发压力，仍为液体。工质通过4脱气器脱气后进入5闪蒸器，进行低压闪蒸。5闪蒸器的蒸汽进入如9蒸发器冷凝换热，工质吸热蒸发，在10压缩机中定熵压缩，进入12冷凝器中定压放热加热供热系统回水，然后由循环泵送到14用户用作采暖或热水供应。
在夏季，制冷工况时，6阀门关闭，7阀门打开，8海水泵直接从深海水中抽取低温海水，进入12冷凝器中换热，制冷剂凝结成饱和液体，经11节流阀节流降压降温进入9蒸发器，蒸发吸热带走制冷系统回水的热量，然后由循环泵送到14用户制冷。

Claims (6)

1.一种新型太阳能辅助加热的海水源热泵空调系统，其特征在于，包括半开式温海水循环系统和热泵系统，半开式温海水循环系统包括太阳池、太阳能集热器、脱气器、闪蒸器、水泵；热泵系统包括蒸发器、压缩机、四通换向阀、冷凝器、节流阀、水泵。
2.在冬季，制热工况时，7阀门关闭，6阀门打开，8海水泵抽取表层温海水，首先流经2太阳池，初步加热，然后在流经3太阳能集热器，继续加热，海水温度被提升到60~80°C所对应的蒸发压力，仍为液体。
3.工质通过4脱气器脱气后进入5闪蒸器，进行低压闪蒸。
4.5闪蒸器的蒸汽进入9蒸发器冷凝换热，工质吸热蒸发，在10压缩机中定熵压缩，进入12冷凝器中定压放热加热供热系统回水，然后由循环泵送到14用户用作采暖或热水供应。
5.在夏季，制冷工况时，6阀门关闭，7阀门打开，8海水泵直接从深海水中抽取低温海水，进入12冷凝器中换热，制冷剂凝结成饱和液体，经11节流阀节流降压降温进入9蒸发器，蒸发吸热带走制冷系统回水的热量，然后由循环泵送到14用户制冷。
6.根据权利要求1所述的应用于太阳能辅助加热的海水源热泵空调系统，其特征在于，利用太阳池和太阳能集热器两次加热海水。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114440356A (zh) * 2022-02-28 2022-05-06 上海电机学院 一种风能辅助制冷及加热的间接式海水源热泵空调系统

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JP2011033233A (ja) * 2009-07-30 2011-02-17 Sumitomo Fudosan Kk 地中熱利用空調システム
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