CN113251693A - 一种暑热直存蓄能热泵系统 - Google Patents

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Abstract

一种暑热直存蓄能热泵系统，系统中的蓄能储库冬季运行在释能过程，为热泵提供低品位能供热，随着春天的到来进入供热末期，系统蓄能储库释热温度下降至最低点，随着夏季暑热天气到来形成较大的传热温差，通过闭式吸收塔循环将太阳能辐射给大气中的热能传递给蓄能储库至库容温度场逐渐升高，节气进入秋季大气温度下降，直蓄热传热差减小而导致效率下降时，系统利用低谷电价转换为闭式吸收塔+长效热泵机组提升的强制高温蓄热，为冬季长效热泵供热运行提供充足的蓄热能源，同比其他蓄能热泵供热模式降低系统初投资40％以上，节能率超过30％，系统综合寿命提高一倍。

Description

一种暑热直存蓄能热泵系统
技术领域
本发明型涉及的“一种暑热直存蓄能热泵系统”涉及到我国新能源节能技术和环境保护与资源两大领域。
背景技术
冬季供热以燃煤污染对雾霾天气的形成产生了巨大的影响。为了解决环境污染问题政府采取了约十五年的“煤改电”工程，前期市场推广较多是以地源热泵为主的供热系统。第一为地下水源热泵，多为抽取承压层地下水而采用地表浅层的假回灌技术导致地下水资源遭到严重破坏，以被政府全面叫停。第二土壤源热泵，多为单供热系统只取热不蓄热，土壤源温度场系统因无热源补充逐渐崩溃，目前恢复土壤源温度场办法是另外购置一套传统空气源热泵进行夏季补热，系统为土壤源热泵+空气能热泵的二套主机系统，增加了系统初投资和运行费用。第三为太阳能吸收板补热系统，其问题是占地面积大无可利用的面积吸收太阳能初投资成本高。因此市场急需一种完整的、通用统一的、蓄取平衡的和能源互补的长效经济供热的热泵系统。
发明型内容
本发明型一种暑热直存蓄能热泵系统，其功能技术特征在于合理的将冬季储库释能热泵供热系统1，夏季暑热载冷直存储库系统2，谷电载冷热泵强补储库系统3实施多功能转换组合，实现低碳低成本供热运行。
冬季冬季储库释能热泵供热系统1运行在释能过程，为热泵机组供热提供低品位能源，随着春天的到来供热进入尾期，系统盘管岩土储库温度降至最低点将与到来的夏季暑热气候期形成较大的传热温差，系统通过闭式吸收塔循环将太阳能辐射给大气中的热能不经热泵机组提升，直蓄传递给盘管岩土储库至温度场逐渐升高，随着秋季的到来大气温度下降，直蓄热传热温差减小而导致直蓄传热效率下降时，系统利用低谷电价转换为闭式吸收塔+热泵机组的强制提升至高温蓄热，为冬季盘管岩土储库释能工况热泵机组供热运行提供充足的蓄能热源，同比其他传统的蓄能热泵供热模式节能30％。同时也是对目前煤改电低碳供热系统包括传统空气源热泵、水地源热泵、热源塔热泵、谷电直蓄热系统和庞大的太阳能蓄热系统的改进升级，实现减少系统初投资降低运行费用的经济价值。
本发明型解决其技术问题方案是“一种暑热直存蓄能热泵系统”包括冬季储库释能热泵供热系统1，夏季暑热载冷直存储库系统2，谷电载冷热泵强补储库系统3组成。
所述冬季储库释能热泵供热系统1包括盘管岩土储库，导向阀组，导向阀组，源侧液泵，热泵机组，荷侧液泵，导向阀组，导向阀组，荷侧接口端，三系统补液定压器构成。
所述盘管岩土储库的出液口通过管道与导向阀组的接口连接，导向阀组的接口通过管道与源侧液泵的进口连接，源侧液泵的出口通过管道与热泵机组的蒸发器接口连接，热泵机组的蒸发器接口通过管道与导向阀组的接口连接，导向阀组的接口通过管道与盘管岩土储库的进液口连接；所述荷侧接口端的回液口通过管道与导向阀组的接口连接，导向阀组的接口通过管道与荷侧液泵的进口连接，荷侧液泵的出口通过管道与热泵机组的冷凝器进口连接，热泵机组的冷凝器出口通过管道与导向阀组的接口连接，导向阀组的接口通过管道与荷侧接口端的供液口连接；所述源侧液泵的进口处接有三系统补液定压器的定压管，荷侧液泵的进口处接有三系统补液定压器的定压管。
所述夏季暑热载冷直存储库系统2，包括闭式吸收塔，直蓄液泵，导向阀组，导向阀组，盘管岩土储库，三系统补液定压器的定压管构成。
所述闭式吸收塔的出液口通过管道与导向阀组的接口连接经过桥阀与导向阀组连接，导向阀组的接口通过管道与盘管岩土储库进液口连接，盘管岩土储库出液口通过管道与直蓄液泵进口连接，直蓄液泵出口通过管道与闭式吸收塔的进液口连接；所述直蓄液泵的进口处接有三系统补液定压器定压管。
所述谷电载冷热泵强补储库系统3，包括闭式吸收塔，导向阀组，导向阀组，源侧液泵，热泵机组，荷侧液泵，导向阀组，盘管岩土储库，导向阀组，三系统补液定压器构成。
所述闭式吸收塔的出液口通过管道与导向阀组的接口连接，导向阀组的接口通过管道与源侧液泵的进口连接，源侧液泵的出口通过管道与热泵机组的蒸发器接口连接，热泵机组的蒸发器接口通过管道与导向阀组的接口连接，导向阀组的接口通过管道与闭式吸收塔进液口连接；所述盘管岩土储库的回液口通过管道与导向阀组的接口连接，导向阀组的接口通过管道与荷侧液泵进口连接，荷侧液泵出口通过管道与热泵机组冷凝器进口连接，热泵机组冷凝器出口通过管道与导向阀组的接口连接，导向阀组的接口通过管道与盘管岩土储库的供液口连接；所述源侧液泵进口处接有三系统补液定压器的定压管，荷侧液泵进口处接有三系统补液定压器的定压管。
本发明型的有益效果是
为煤改电减少化石能源供热直接消费产生的环境污染，提供一种对传统热泵的技术升级，取自与太阳能辐射热的转换直存或强存，系统应用不受冷热负荷平衡的限制，适用范围广泛，同比其他蓄能热泵供热模式降低系统初投资40％以上，节能率超过30％，系统综合寿命提高一倍。
附图说明
摘要附图一种暑热直存蓄能热泵系统，附图1冬季储库释能热泵供热系统，附图2夏季暑热载冷直存储库系统，附图3谷电载冷热泵强补储库系统，为本发明型实施例原理图。
说明：图中空心箭头表示空气流动方向，实心箭头表示循环介质、水体循环流动方向。
具体实施方式
结合参照摘要附图；附图和实施例对本发明型做进一步详细说明。
“一种暑热直存蓄能热泵系统”包括冬季储库释能热泵供热系统1，夏季暑热载冷直存储库系统2，谷电载冷热泵强补储库系统3组成。
所述冬季储库释能热泵供热系统1包括盘管岩土储库W00，导向阀组Y10，导向阀组Y20，源侧液泵S10，热泵机组R00，荷侧液泵S20，导向阀组H10，导向阀组H20，荷侧接口端F10，三系统补液定压器P00构成。
所述盘管岩土储库W00的出液口W11通过管道与导向阀组Y10的接口Y12连接，导向阀组Y10的接口Y13通过管道与源侧液泵S10的进口S11连接，源侧液泵S10的出口S12通过管道与热泵机组R00的蒸发器接口R01连接，热泵机组R00的蒸发器接口R02通过管道与导向阀组Y20的接口Y22连接，导向阀组Y20的接口Y23通过管道与盘管岩土储库W00的进液口W12连接；所述荷侧接口端F10的回液口F11通过管道与导向阀组H10的接口H12连接，导向阀组H10的接口H11通过管道与荷侧液泵S20的进口S21连接，荷侧液泵S20的出口S22通过管道与热泵机组R00的冷凝器进口R03连接，热泵机组R00的冷凝器出口R04通过管道与导向阀组H20的接口H21连接，导向阀组H20的接口H22通过管道与荷侧接口端F10的供液口F12连接；所述源侧液泵S10的进口处接有三系统补液定压器P00的定压管P01，荷侧液泵S20的进口处接有三系统补液定压器P00的定压管P02。
所述夏季暑热载冷直存储库系统2包括闭式吸收塔Q10，直蓄液泵T10，导向阀组Y10，导向阀组Y20，盘管岩土储库W00，三系统补液定压器P00的定压管P01构成。
所述闭式吸收塔Q10的出液口Q11通过管道与导向阀组Y10的接口Y11连接经过桥阀YY与导向阀组Y20连接，导向阀组Y20的接口Y23通过管道与盘管岩土储库W00进液口W12连接，盘管岩土储库W00出液口W11通过管道与直蓄液泵T10进口T11连接，直蓄液泵T10出口T12通过管道与闭式吸收塔Q10的进液口Q12连接；所述直蓄液泵T10的进口T11处接有三系统补液定压器P00定压管P01。
所述谷电载冷热泵强补储库系统3包括闭式吸收塔Q10，导向阀组Y10，导向阀组Y20，源侧液泵S10，热泵机组R00，荷侧液泵S20，导向阀组H10，盘管岩土储库W00，导向阀组H20，三系统补液定压器P00的定压管P01、P02构成。
所述闭式吸收塔Q10的出液口Q11通过管道与导向阀组Y10的接口Y11连接，导向阀组Y10的接口Y12通过管道与源侧液泵S10的进口S11连接，源侧液泵S10的出口S12通过管道与热泵机组R00的蒸发器接口R01连接，热泵机组R00的蒸发器接口R02通过管道与导向阀组Y20的接口Y22连接，导向阀组Y20的接口Y21通过管道与闭式吸收塔Q10进液口Q12连接；所述盘管岩土储库W00的回液口W11通过管道与导向阀组H10的接口H13连接，导向阀组H10的接口H11通过管道与荷侧液泵S20进口S21连接，荷侧液泵S20出口S22通过管道与热泵机组R00冷凝器进口R03连接，热泵机组R00冷凝器出口R04通过管道与导向阀组H20的接口H21连接，导向阀组H20的接口H23通过管道与盘管岩土储库W00的供液口W12连接；所述源侧液泵S10进口S11处接有三系统补液定压器P00的定压管P03，荷侧液泵S20进口S21处接有三系统补液定压器P00的定压管P02。
工作原理
一种暑热直存蓄能热泵系统工作原理包括：
附图1冬季储库释能热泵供热系统1工作原理；
附图2夏季暑热载冷直存储库系统2工作原理；
附图3谷电载冷热泵强补储库系统3工作原理。
冬季储库释能热泵供热系统1工作原理
所述源侧储库释能循环蒸发，盘管岩土储库W00的出液口W11热源流体经导向阀组Y10进入源侧液泵S10，经源侧液泵S10驱动加压进入热泵机组R00的蒸发器接口R01，热源流体在热泵机组R00的蒸发器内放热焓值下降，流体温度下降，经蒸发器接口R02进入导向阀组Y20进入盘管岩土储库W00的进液口W12，热源流体在盘管岩土储库W00内吸收热能焓值上升，流体温度上升由盘管岩土储库W00的出液口W11输出完成源侧取热循环。
所述荷侧流体热泵加循环，所述荷侧接口端F10的回液口F11冷流体进入导向阀组H10进入荷侧液泵S20，冷流体经荷侧液泵S20的驱动加压进入热泵机组R00的冷凝器进口R03，冷流体经热泵机组R00的冷凝器内吸收热泵提升的冷凝热焓值上升，流体温度上升成为热流体经导向阀组H20进入荷侧接口端F10的供液口F12，热流体在荷侧接口端F10内部循环放热焓值下降，温度降低成为冷流体进入荷侧接口端F10的回液口F11完成供热循环。
夏季暑热载冷直存储库系统2工作原理
所述盘管岩土储库W00储存的热能经一个冬季的释能，库容焓值下降，温度场下降到最低点，进入夏季后大气温度升高与库容温度场形成较大的传热温差，启动闭式吸收塔Q10风机进行大气取热循环、直蓄液泵T10，实现冷流体与热空气的闭式载冷循环。所述盘管岩土储库W00库容中的冷流体经出液口W11进入直蓄液泵T10，经驱动加压进入闭式吸收塔Q10的进液口Q12，冷流体经翅片管换热器吸收循环形成液与气逆流传热，热能焓值上升，温度上升成为热流体经导向阀组Y10、导向阀组Y20进入盘管岩土储库W00进液口W12，热流体在岩土储库中释放热库容温度场升高，热流体焓值下降，温度下降经出液口W11进入直蓄液泵T10驱动加压完成暑热直蓄过程。
谷电载冷热泵强补储库系统3工作原理
系统通过闭式吸收塔Q10循环将太阳能辐射给大气中的热能不经热泵提升，直蓄传递给盘管岩土储库W00至温度场逐渐升高，随着秋季的到来大气温度下降，直蓄热传热温差减小而导致传热效率下降时，系统利用低谷电价转换为闭式吸收塔Q10+热泵机组R00的强制提升至高温蓄热提供充足的蓄能热源，同比其他传统的蓄能热泵供热模式节能30％。
所述源侧载冷循环获得低温位能：启动闭式吸收塔Q10风机与大气循环，获得可再生低温位热源经出液口Q11、导向阀组Y10进入源侧液泵S10驱动加压，进入热泵机组R00的蒸发器接口R01，低温位热源在热泵机组蒸发器内放热焓值下降，温度下降经热泵机组蒸发器接口R02、导向阀组Y20进入闭式吸收塔Q10进液口Q12完成获取低温位能吸收热泵机组蒸发提升的放热过程。
所述荷侧放热循环强补岩土储库：热泵机组R00从源侧载冷循环获取了大气中的低品位能，经压缩机做功提升为高品位能经冷凝器出口R04、导向阀组H20、盘管岩土储库W00供液口W12进入盘管岩土储库释放热能焓值下降，温度下降，经盘管岩土储库W00出液口W11、导向阀组H10进入荷侧液泵S20驱动加压后进入热泵机组R00冷凝器进口R03完成对盘管岩土储库W00强制高温蓄能。

Claims (4)

1.一种暑热直存蓄能热泵，包括冬季储库释能热泵供热系统1，夏季暑热载冷直存储库系统2，谷电载冷热泵强补储库系统3相互转换组成。
2.根据权利要求1冬季储库释能热泵供热系统1，其特征在于包括盘管岩土储库W00，导向阀组Y10，导向阀组Y20，源侧液泵S10，热泵机组R00，荷侧液泵S20，导向阀组H10，导向阀组H20，荷侧接口端F10，三系统补液定压器P00构成；所述盘管岩土储库W00的出液口W11通过管路与导向阀组Y10的接口Y12连接，导向阀组Y10的接口Y13通过管路与源侧液泵S10的进口S11连接，源侧液泵S10的出口S12通过管道与热泵机组R00的蒸发器接口R01连接，热泵机组R00的蒸发器接口R02通过管路与导向阀组Y20的接口Y22连接，导向阀组Y20的接口Y23通过管道与盘管岩土储库W00的进液口W12连接；所述荷侧接口端F10的回液口F11通过管路与导向阀组H10的接口H12连接，导向阀组H10的接口H11通过管道与荷侧液泵S20的进口S21连接，荷侧液泵S20的出口S22通过管道与热泵机组R00的冷凝器进口R03连接，热泵机组R00的冷凝器出口R04通过管道与导向阀组H20的接口H21连接，导向阀组H20的接口H22通过管道与荷侧接口端F10的供液口F12连接。
3.根据权利要求1夏季暑热载冷直存储库系统2，其特征在于包括闭式吸收塔Q10，直蓄液泵T10，导向阀组Y10，导向阀组Y20，盘管岩土储库W00，三系统补液定压器P00的定压管P01构成；所述闭式吸收塔Q10的出液口Q11通过管路与导向阀组Y10的接口Y11连接经过桥阀YY与导向阀组Y20连接，导向阀组Y20的接口Y23通过管道与盘管岩土储库W00进液口W12连接，盘管岩土储库W00出液口W11通过管路与直蓄液泵T10进口T11连接，直蓄液泵T10出口T12通过管道与闭式吸收塔Q10的进液口Q12连接。
4.根据权利要求1谷电载冷热泵强补储库系统3，其特征在于包括闭式吸收塔Q10，导向阀组Y10，导向阀组Y20，源侧液泵S10，热泵机组R00，荷侧液泵S20，导向阀组H10，盘管岩土储库W00，导向阀组H20，三系统补液定压器P00的定压管P01、P02构成；所述闭式吸收塔Q10的出液口Q11通过管路与导向阀组Y10的接口Y11连接，导向阀组Y10的接口Y12通过管道与源侧液泵S10的进口S11连接，源侧液泵S10的出口S12通过管道与热泵机组R00的蒸发器接口R01连接，热泵机组R00的蒸发器接口R02通过管道与导向阀组Y20的接口Y22连接，导向阀组Y20的接口Y21通过管道与闭式吸收塔Q10进液口Q12连接；所述盘管岩土储库W00的回液口W11通过管道与导向阀组H10的接口H13连接，导向阀组H10的接口H11通过管道与荷侧液泵S20进口S21连接，荷侧液泵S20出口S22通过管道与热泵机组R00冷凝器进口R03连接，热泵机组R00冷凝器出口R04通过管道与导向阀组H20的接口H21连接，导向阀组H20的接口H23通过管道与盘管岩土储库W00的供液口W12连接。
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