CN112283976A - 一种水源热泵系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水源热泵系统，包括水源热泵机组，该水源热泵机组包括蒸发器和冷凝器；还包括使用侧循环水泵、集水器、分水器、冷热源设施、源侧循环水泵、第一阀门组、第二阀门组、第三阀门组和第四阀门组；所述第一阀门组包括阀门K1和K2，第二阀门组包括阀门K3和K4，第三阀门组包括阀门K5和K6，第四阀门组包括阀门K7和K8；本申请通过使用侧水循环和源侧水循环，水源热泵机组在制热产生的热水可以提供给需要供暖或供热水的用热终端使用，同时，水源热泵机组在制热产生的冷水可以提供给外部冷热源制冷使用，充分利用了水源热泵机组在制热时产生的冷量和热量。

Description

一种水源热泵系统

技术领域

本发明涉及空调技术领域，具体涉及一种水源热泵系统。

背景技术

水源热泵技术是利用地球表面浅层水，如地下水、地表水、海水江水及湖泊水中蕴含的低位能源作为热泵的低温侧热源，实现低位热能向高位热能转移的一种技术。它利用水源热泵机组代替传统的制冷机组和锅炉或风冷热泵机组，以自然界的水体作为热泵机组的源侧换热系统的冷热源，以达到调节室内温度的目的。通常水源热泵COP值在5左右。水源热泵机组运行时对大气没有废热污染，不需要使用带来飘雾的冷却塔，供热时可代替低温热水锅炉，没有燃烧过程，避免了排烟污染，因此可以建造在居民区内。现有的水源热泵系统只作为空调系统的冷热源，其冷量和热量没有得到充分的利用。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种水源热泵系统，能够充分利用水源热泵产生的冷量和热量。

本发明所采用的技术方案是：

一种水源热泵系统，包括水源热泵机组，该水源热泵机组包括蒸发器和冷凝器；还包括使用侧循环水泵、集水器、分水器、冷热源设施、源侧循环水泵、第一阀门组、第二阀门组、第三阀门组合第四阀门组；所述第一阀门组包括阀门K1和K2，第二阀门组包括阀门K3和K4，第三阀门组包括阀门K5和K6，第四阀门组包括阀门K7和K8；所述阀门K1和K5分别设置在冷凝器的进水端，所述阀门K3和K7分别设置在冷凝器的出水端，所述阀门K2和K6分别设置在蒸发器的进水端，所述阀门K4和K8分别设置在蒸发器的出水端；所述第四阀门组与分水器连接，所述集水器通过使用侧循环水泵与第三阀门组连接，所述第二阀门组依次连接冷热源设施、源侧循环水泵和第一阀门组。

进一步，还包括常年用水场所，该常年用水场所分别与源侧循环水泵的出水端和第二阀门组连接。

进一步，还包括除砂器，该除砂器的进水端与源侧循环水泵的出水端连接，除砂器的出水端与第一阀门组连接。

进一步，还包括水井和抽水泵，所述抽水泵设置在水井内，抽水泵的出水端与除砂器连接，所述源侧循环水泵出水端分别与第一阀门组、除砂器和水井连接。

进一步，所述分水器的出水端与集水器的进水端连接。

进一步，还包括自来水源，该自来水源连接在使用侧循环水泵的进水端。

进一步，还包括软化水箱和定压补水装置，该软化水箱的进水端与自来水源连接，软化水箱的出水端与定压补水装置进水端连接，定压补水装置的出水端与使用侧循环水泵的进水端连接。

进一步，还包括供回水压差调节装置，该供回水压差调节装置设置在分水器与集水器之间。

进一步，还包括钠离子软水器，该钠离子软水器设置在自来水源与软化水箱之间。

进一步，所述除砂器为旋流除砂器。

进一步，所述钠离子软水器为全自动钠离子软水器。

采用如上技术方案，本发明具有如下有益效果：

本申请通过使用侧水循环和源侧水循环，水源热泵机组在制热产生的热水可以提供给需要供暖或供热水的用热终端使用，同时，水源热泵机组在制热产生的冷水可以提供给外部冷热源制冷使用，充分利用了水源热泵机组在制热时产生的冷量和热量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本申请实施例所提供的水源热泵系统结构示意图。

其中，水源热泵机组1、冷凝器1-1、蒸发器1-2、使用侧循环水泵2、供回水压差调节装置3、分水器4、集水器5、自来水源6、钠离子软水器7、软化水箱8、定压补水装置9、除砂器10、抽水泵11、水井12、常年用水场所13、源侧循环水泵14、冷热源15。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。

参见图1，本申请一种水源热泵系统，包括水源热泵机组，该水源热泵机组包括蒸发器和冷凝器；还包括使用侧循环水泵、集水器、分水器、冷热源设施、源侧循环水泵、第一阀门组、第二阀门组、第三阀门组合第四阀门组；所述第一阀门组包括阀门K1和K2，第二阀门组包括阀门K3和K4，第三阀门组包括阀门K5和K6，第四阀门组包括阀门K7和K8；所述阀门K1和K5分别设置在冷凝器的进水端，所述阀门K3和K7分别设置在冷凝器的出水端，所述阀门K2和K6分别设置在蒸发器的进水端，所述阀门K4和K8分别设置在蒸发器的出水端；所述第四阀门组与分水器连接，所述集水器通过使用侧循环水泵与第三阀门组连接，所述第二阀门组依次连接冷热源设施、源侧循环水泵和第一阀门组。

冷热源可以为外部水源，为系统供水，也可以为外部供暖、制冷场所。分水器与冷热终端连接，为冷热终端输送供暖、制冷或生活热水。集水器与冷热终端连接，用于回收供暖用水、制冷用水或剩余生活热水。阀门K1、K2、K3、K4、K5、K6、K7和K8均为电动阀。

当需要制热(供暖或制取生活热水)时，冷热源设施又有制冷需求时，打开阀门K2、K4、K5和K7，关闭阀门K1、K3、K6和K8，各个用热终端换热降温后的水回到集水器中，通过使用侧循环水泵，将水由阀门K5输送到冷凝器中，在冷凝器中与制冷剂换热升温，然后由阀门K7进入分水器中，再由分水器输送到各个用热终端，实现供暖和供热水，实现使用侧水循环；同时，源侧循环水泵将冷热源设施内的水通过阀门K2输送至蒸发器中，在蒸发器中与制冷剂换热降温，再通过阀门K4输送至冷热源设施内换热制冷，制冷产生的热水通过源侧循环水泵进入蒸发器进行循环换热降温，实现源侧水循环；通过使用侧水循环和源侧水循环，水源热泵机组在制热产生的热水可以提供给需要供暖或供热水的用热终端使用，同时，水源热泵机组在制热产生的冷水可以提供给外部冷热源制冷使用，充分利用了水源热泵机组在制热时产生的冷量和热量。

当需要制冷时，冷热源实施又有制热(制取生活热水)需求时，打开阀门K1、K3、K6和K8，关闭阀门K2、K4、K5和K7，各个用冷终端换热升温后的水回到集水器中，通过使用侧循环水泵，将水由阀门K6输送到蒸发器中，在蒸发器中与制冷剂换热降温，然后由阀门K8进入分水器中，再由分水器输送到各个用冷终端，实现制冷，实现使用侧水循环；同时，源侧循环水泵将冷热源设施内的水通过阀门K1输送至冷凝器中，在冷凝器中与制冷剂换热升温，再通过阀门K3输送至冷热源设施换热制热，制热产生的冷水通过源侧循环水泵进入冷凝器进行循环换热，实现源侧水循环。

包括常年用水场所，该常年用水场所分别与源侧循环水泵的出水端和第二阀门组连接。

常年用水场所为自来水厂，冷凝器产生的热水或蒸发器产生的冷水可输送至全年用水场所使用。

还包括除砂器、水井和抽水泵。除砂器为旋流除砂器，除砂器的进水端与源侧循环水泵的出水端连接，除砂器的出水端与第一阀门组连接。水井为地下抽水井，抽水泵设置在水井内，抽水泵的出水端与除砂器连接，源侧循环水泵出水端分别与第一阀门组、除砂器和水井连接。

水井内具有地下水，通过设置水井、抽水泵和旋流除砂器，通过抽水泵抽取地下水，并利用旋流除砂器除沙后进入冷凝器或蒸发器换热。在外部循环水泵与第一阀门组和除砂器之间、抽水泵与除砂器之间均设有阀门，通过阀门控制水路的通断。

具体的，在冬季需要制热时，通过抽水泵抽取地下水，经旋流除砂器处理后进入蒸发器换热降温，降温后的水进入全年用水场所或冷热源；在夏季不需要制热时，冷热源为外部水源，通过外部循环水泵将外部水源的水回灌入抽水井。本发明中，抽水井和回灌井为同一个，不需要另外设置回灌井，水井既为抽水井，也为回灌井，在冬季提取地下水中的热量，夏季利用较高的水温的水给地下补水补热，实现地下热量的错时回灌，冬取夏灌，保证了地下土壤的水热平衡问题。

在夏季需要制冷时，通过抽水泵抽取地下水，经旋流除砂器处理后进入冷凝器换热吸热，升温后的水进入全年用水场所或冷热源；在冬季不需要制冷时，冷热源为外部水源，通过外部循环水泵将外部水源的水回灌入抽水井。本发明中，抽水井和回灌井为同一个，不需要另外设置回灌井，水井既为抽水井，也为回灌井，在夏季向地下水中释放热量，冬季利用较低的水温的水给地下补水补冷量，实现地下冷热量的错时回灌，夏取冬灌，保证了地下土壤的水热平衡问题和水源热泵高效率稳定运行问题。

分水器的出水端与集水器的进水端连接，分水器内的剩余水可直接进入集水器进行循环使用，在分水器与集水器之间还设有供回水压差调节装置，该供回水压差调节装置用于根据供回水的压差值实时判断调节供回水的压差。

还包括自来水源，该自来水源连接在使用侧循环水泵的进水端。自来水源为使用侧循环水进行补水。

还包括软化水箱和定压补水装置，该软化水箱的进水端与自来水源连接，软化水箱的出水端与定压补水装置进水端连接，定压补水装置的出水端与使用侧循环水泵的进水端连接。自来水输入软化水箱内暂存，通过定压补水装置输入使用侧循环水泵，根据使用侧循环水泵的压力值，实时调节补水水压。

为了降低自来水的硬度，还包括钠离子软水器，该钠离子软水器为全自动钠离子软水器，钠离子软水器设置在自来水源与软化水箱之间。自来水由全自动钠离子软水器软化后进入软化水箱暂存，在需要补水时，由补水装置将软化后的自来水补入使用侧循环水进行换热循环。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、系统和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、系统、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、系统、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种水源热泵系统，包括水源热泵机组，该水源热泵机组包括蒸发器和冷凝器；其特征在于，还包括使用侧循环水泵、集水器、分水器、冷热源设施、源侧循环水泵、第一阀门组、第二阀门组、第三阀门组合第四阀门组；所述第一阀门组包括阀门K1和K2，第二阀门组包括阀门K3和K4，第三阀门组包括阀门K5和K6，第四阀门组包括阀门K7和K8；所述阀门K1和K5分别设置在冷凝器的进水端，所述阀门K3和K7分别设置在冷凝器的出水端，所述阀门K2和K6分别设置在蒸发器的进水端，所述阀门K4和K8分别设置在蒸发器的出水端；所述第四阀门组与分水器连接，所述集水器通过使用侧循环水泵与第三阀门组连接，所述第二阀门组依次连接冷热源设施、源侧循环水泵和第一阀门组。

2.根据权利要求1所述的水源热泵系统，其特征在于，还包括常年用水场所，该常年用水场所分别与源侧循环水泵的出水端和第二阀门组连接。

3.根据权利要求2所述的水源热泵系统，其特征在于，还包括除砂器，该除砂器的进水端与源侧循环水泵的出水端连接，除砂器的出水端与第一阀门组连接。

4.根据权利要求3所述的水源热泵系统，其特征在于，还包括水井和抽水泵，所述抽水泵设置在水井内，抽水泵的出水端与除砂器连接，所述源侧循环水泵出水端分别与第一阀门组、除砂器和水井连接。

5.根据权利要求1所述的水源热泵系统，其特征在于，所述分水器的出水端与集水器的进水端连接。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的水源热泵系统，其特征在于，还包括自来水源，该自来水源连接在使用侧循环水泵的进水端。

7.根据权利要求6所述的水源热泵系统，其特征在于，还包括软化水箱和定压补水装置，该软化水箱的进水端与自来水源连接，软化水箱的出水端与定压补水装置进水端连接，定压补水装置的出水端与使用侧循环水泵的进水端连接。

8.根据权利要求7所述的水源热泵系统，其特征在于，还包括供回水压差调节装置，该供回水压差调节装置设置在分水器与集水器之间。

9.根据权利要求7所述的水源热泵系统，其特征在于，还包括钠离子软水器，该钠离子软水器设置在自来水源与软化水箱之间。

10.根据权利要求2所述的水源热泵系统，其特征在于，所述除砂器为旋流除砂器。

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