CN201209978Y - 热源塔热泵 - Google Patents
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Abstract
热源塔热泵，其主要由冷热源吸收设备闭式热源塔和低温位热源提升设备低热源热泵组合而成。所述闭式热源塔包括热源塔维护构架，热源塔维护构架包括塔体框架，塔体框架顶部设有出风筒，侧壁设有维护板，塔体框架底部设有进风栅；出风筒中设有由变速电机控制装置、斜射旋流风机构成的旋流风动系统；热源塔维护构架内设有由宽带翅片、换热管构成的低温宽带换热器，低温宽带换热器的进液口通过管道与低热源热泵的小温差满液蒸发器的满液壳管的出液口相连。本实用新型夏季为高效水蒸发冷却制冷装置，冬季为高效宽带无霜空气源热泵，可实现夏季制冷，冬季供暖，常年提供生活热水，一机三用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种制冷与供热装置，尤其是涉及一种适用于冬季“低温高湿”环境条件下建筑物使用的由冷热源塔与低热源热泵组合而成的制冷与供热装置—热源塔热泵。
背景技术
冬季中国长江流域以南地区，北方冷空气南下，当它流向西南时，就完全受阻于海拔3000米左右的云南高原和川西高原，它向南和向东南时也分别受到南岭山脉和武夷山脉的阻挡，而来自南海及孟加拉湾的暖湿气流又不断从较低的南岭山脉越过，与冷空气汇合，使这三个山脉之间的广大南方地区常成为冷暖气流团对峙滞留区，低气压阴雨连绵，“低温高湿”成为中国南方冬季特定的气候条件。
南方地区，2～—5℃的空气温度有近200—250小时(约10天左右)，2～5℃的空气温度有近900—1000小时(约40天左右)。空气中低温位“潜热”含量高，成为传统窄带空气源热泵有害的低温位热源，造成换热器结霜，阻塞空气流通换热，频繁融霜，导致窄带空气源热泵不能正常工作，随之辅以高品位电热能、燃油锅炉、燃煤锅炉作为辅助热源，能耗高，且污染环境。
地源热泵节能技术来源于美国。但其地源热泵采用混合源热泵(土壤源+冷却塔)，仅适合在美国北部冬季地下土壤源温度零下十几度的地区使用。
而中国南方地质构造复杂，多处丘陵山区岩层埋藏浅，采用混合源热泵(土壤源+冷却塔)，其地下土壤源的初投资造价昂贵。而城市中心区域的建筑物，能够满足混合源土壤源换热器敷设条件的，几乎为零，因而，大量采用电热、燃油、燃煤锅炉作为供热热源，不仅能耗高，对环境污染也相当严重。
因此，寻找廉价的、适合于“低温高湿”气候条件的低温位热源，作为热泵热源，成为我国南方节能减排的重要课题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种适合于“低温高湿”地区，造价低，无环境污染，节约能源的制冷与供热装置——热源塔热泵。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：其主要由冷热源吸收设备闭式热源塔和低温位热源提升设备低热源热泵组合而成(其名称“热源塔热泵”也是由此而来)；
所述闭式热源塔包括热源塔维护构架，热源塔维护构架包括塔体框架，塔体框架顶部设有出风筒，侧壁设有维护板，塔体框架底部设有进风栅；出风筒中设有由变速电机控制装置、斜射旋流风机构成的旋流风动系统；热源塔维护构架内设有由宽带翅片、换热管构成的低温宽带换热器，低温宽带换热器的进液口通过管道与低热源热泵的小温差满液蒸发器的满液壳管的出液口相连，低温宽带换热器的出液口通过管道与小温差满液蒸发器的满液壳管的进液口相连；在所述两条连接管道上设有溶液膨胀罐，所述溶液膨胀罐的上部进口与小温差满液蒸发器出液管连接(溶液膨胀罐可自动排出溶液中的空气，与罐中补充母液混合)；所述溶液膨胀罐的下部出口通过管道与热源泵进口连接，热源泵出口与低温宽带换热器的进液口连接，热源泵位于连接低温宽带换热器的出液口和小温差满液蒸发器的满液壳管的进液口的管道上；热源塔低温宽带换热器上方设有由斜流折射分离器和斜射旋流分离器构成的汽液分离系统；低温宽带换热器下方设有由接水盘、凝结水控制装置和溶液控制阀构成的凝结水分离系统；还设有由溶液池、喷淋泵控制装置、喷淋器构成的负温度防霜系统，喷淋器位于低温宽带换热器上部，汽液分离系统上方，溶液池位于热源塔维护构架下方；所述低热源热泵包括由螺杆压缩机和自动油分离器和超温喷液器构成的宽工况螺杆压缩机系统；螺杆压缩机通过工质管道与小温差满液蒸发器的满液壳管连通，小温差满液蒸发器由满液壳管和液位控制装置构成；宽工况螺杆压缩机系统的自动油分离器通过工质管道与壳管冷凝器的冷凝壳管连通，壳管冷凝器的冷凝壳管与宽带电子膨胀系统的干燥过滤器相连，宽带电子膨胀系统的宽带节流装置通过管道与小温差满液蒸发器的满液壳管连通；上述连接构成了低热源热泵机组工质循环作功部分；集油器、虹吸回油装置和加热装置构成低温强制回油系统，集油器与小温差满液蒸发器的满液壳管连通；小温差满液蒸发器的满液壳管外端设有冰点鉴测装置，壳管外壁设有冰点加热装置；小温差满液蒸发器的满液壳管的进液口与热源泵出水口连接；壳管冷凝器设有热水回水口与热水出水口，热水回水口通过管道与负荷泵出水口连接。
本实用新型热源塔热泵，夏季为高效水蒸发冷却制冷机，冬季为高效宽带无霜空气源热泵，实现冷暖空调热水三联供，一机三用。
夏季制冷，闭式热源塔转换为冷却塔，有传统冷却塔二倍以上于冷却量，冷却水温度低，制冷效率高于传统水蒸发冷却制冷。
冬季供热，热源塔为高效率宽带无霜低位热源吸收器，为热泵提供可再生能源，节能环保。在无锅炉等辅助热源条件下，客房供暖温度可达到30℃。
生活热水，热源塔热泵生活热水热源来自室空调余热，可实现100％冷回收，提供免费夏生活热水，冬季生活热水热源来热源塔，满足生活热水需求。
本实用新型在“低温高湿”地区(例如中国长江流域以南地区)应用不受区域地质及环境条件限制，因而应用范围广泛。综合经济性能高于南方岩层地源混合源热泵，对改善南方地区建筑物冷暖空调效果，节能减排，具有重要意义。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
参照附图，本实施例主要由冷热源吸收设备闭式热源塔A和低温位热源提升设备低热源热泵B组合而成；
所述闭式热源塔A包括热源塔维护构架A1，热源塔维护构架A1包括塔体框架A1-1，塔体框架A1-1顶部设有出风筒A1-2，侧壁设有维护板A1-3、维护板A1-3设有进风栅A1-4；出风筒A1-2中设有由变速电机控制装置A2-1、斜射旋流风机A2-2构成的旋流风动系统A2；热源塔维护构架A1内设有由宽带翅片A3-1、换热管A3-2构成的低温宽带换热器A3，低温宽带换热器A3的进液口A3-3通过管道与小温差满液蒸发器B2的满液壳管B2-1的出液口B2-4相连，低温宽带换热器A3的出液口A3-4通过管道与小温差满液蒸发器B2的满液壳管B2-1的进液口B2-3相连；在所述两条连接管道上设有溶液膨胀罐7，所述溶液膨胀罐7的上部进口通过管道与连接低温宽带换热器A3的进液口A3-3和小温差满液蒸发器B2的满液壳管B2-1的出液口B2-4的管道连接，所述溶液膨胀罐7的下部出口通过管道与热源泵8的进口连接，热源泵8的出口与低温宽带换热器A3的进液口A3-3连接，热源泵8位于连接低温宽带换热器A3的出液口A3-4和小温差满液蒸发器B2的满液壳管B2-1的进液口B2-3的管道上；低温宽带换热器A3上方设有由斜流折射分离器A4-1和斜射旋流分离器A4-2构成的汽液分离系统A4；低温宽带换热器A3下方设有由接水盘A5-1、凝结水控制装置A5-2和溶液控制阀A5-3构成的凝结水分离系统A5；还设有由溶液池A6-1、喷淋泵控制装置A6-2、喷淋器A6-3构成的负温度防霜系统A6，喷淋器A6-3位于低温宽带换热器A3上部，汽液分离系统A4下方，溶液池A6-1位于热源塔维护构架A1下方；
所述低热源热泵包括由螺杆压缩机B1-1、自动油分离器B1-2和超温喷液器B1-3构成的宽工况螺杆压缩机系统B1；螺杆压缩机B1-1通过管道与小温差满液蒸发器B2的满液壳管B2-1连通，小温差满液蒸发器B2由满液壳管B2-1和液位控制装置B2-2构成；螺杆压缩机系统B1的自动油分离器B1-2通过管道与壳管冷凝器B3的冷凝壳管B3-1连通，壳管冷凝器B3设有热回水进口B3-2和热水出口B3-3，热回水管路上设有负荷泵；壳管冷凝器B3的冷凝壳管B3-1与宽带电子膨胀系统B4的干燥过滤器B4-2相连，宽带电子膨胀系统B4的宽带节流装置B4-1通过管道与小温差满液蒸发器B2的满液壳管B2-1连通；集油器B5-1、虹吸回油装置B5-2和加热装置B5-3构成低温强制回油系统B5，集油器B5-1与小温差满液蒸发器B2的满液壳管B2-1连通；在小温差满液蒸发器B2的满液壳管B2-1外端设有冰点鉴测装置B6-1，管壳外壁设有冰点加热装置B6-2；小温差满液蒸发器B2的满液壳管B2-1的进液口B2-3与热源泵8的出水口连通；壳管冷凝器B3设有热水回水口B3-2和热水出水口B3-3，热水回水口B3-2通过管道与负荷泵9的出水口连接。
图1中，管道旁空心箭头所示方向表示设备运行时的介质(溶液或水)流向，实心箭头所示方向表示制冷工质(制冷剂)流向。
工作原理：
(1)空气低温位热源外循环环路
闭式热源塔A的旋流风动系统A2扰动环境中的“低温高湿”空气，使“低温高湿”空气从热源塔维护构架A1底部，通过进风栅A1-4，进入低温宽带换热器A3，低温宽带换热器A3的宽带翅片A3-1将显热与潜热传给换热管A3-2，再通过换热管A3-2的管壁传给管内的循环溶液，作为热泵热源，然后经由汽液分离系统A4排出，形成宽带翅片A3-1传热面与环境空气之间的显热与潜热的交换。
(2)低温位热源溶液内循环回路
来自低热源热泵B的小温差满液蒸发器B2的低温循环溶液，进入闭式热源塔A的低温宽带换热器A3，获得低于环境温度2-3℃的溶液，进入低热源热泵B的小温差满液蒸发器B2，释放低温位显热源作为低热源热泵B的热源。
(3)负荷侧供热循环回路
低热源热泵B的小温差满液蒸发器B2吸收来自闭式热源塔A的低温位热源，经宽工况螺杆压缩机系统B1提升为高温位热量，进入壳管冷凝器B3释放“潜热”，由负荷侧循环水带走壳管冷凝器B3高温位热量向空调场所供热。
(4)“潜热”热源凝结水控制回路
当环境空气温度高于1.0℃以上时，空气相对湿度较大，“潜热”含量高，闭式热源塔A的低温宽带换热器A3在进行热交换时凝结了空气中的大量水分，凝结水分离系统A5可自动排出凝结水分。
(5)喷淋防霜控制回路
当环境空气温度低于1.0℃以下时，空气相对湿度较小，闭式热源塔A为防止湿空气遇冷，低温宽带换热器A3结霜，负温度防霜系统A6根据设定温度控制要求，自动喷淋环保防冻溶液，降低低温宽带换热器A3表面冰点，稀释后的防冻溶液待低温周期过后，自喷淋浓缩或采用反渗透浓缩装置浓缩。
Claims (1)
1.一种热源塔热泵，其特征在于，主要由冷热源吸收设备闭式热源塔和低温位热源提升设备低热源热泵组合而成；
所述闭式热源塔包括热源塔维护构架，热源塔维护构架包括塔体框架，塔体框架顶部设有出风筒，侧壁设有维护板，塔体框架底部设有进风栅；出风筒中设有由变速电机控制装置、斜射旋流风机构成的旋流风动系统；热源塔维护构架内设有由宽带翅片、换热管构成的低温宽带换热器，低温宽带换热器的进液口通过管道与低热源热泵的小温差满液蒸发器的满液壳管的出液口相连，低温宽带换热器的出液口通过管道与小温差满液蒸发器的满液壳管的进液口相连；在所述两条连接管道上设有溶液膨胀罐，所述溶液膨胀罐的上部进口与小温差满液蒸发器出液管连接；所述溶液膨胀罐的下部出口通过管道与热源泵进口连接，热源泵出口与低温宽带换热器的进液口连接，热源泵位于连接低温宽带换热器的出液口和小温差满液蒸发器的满液壳管的进液口的管道上；热源塔低温宽带换热器上方设有由斜流折射分离器和斜射旋流分离器构成的汽液分离系统；低温宽带换热器下方设有由接水盘、凝结水控制装置和溶液控制阀构成的凝结水分离系统；还设有由溶液池、喷淋泵控制装置、喷淋器构成的负温度防霜系统，喷淋器位于低温宽带换热器上部，汽液分离系统上方，溶液池位于热源塔维护构架下方；
所述低热源热泵包括由螺杆压缩机和自动油分离器和超温喷液器构成的宽工况螺杆压缩机系统；螺杆压缩机通过工质管道与小温差满液蒸发器的满液壳管连通，小温差满液蒸发器由满液壳管和液位控制装置构成；宽工况螺杆压缩机系统的自动油分离器通过工质管道与壳管冷凝器的冷凝壳管连通，壳管冷凝器的冷凝壳管与宽带电子膨胀系统的干燥过滤器相连，宽带电子膨胀系统的宽带节流装置通过管道与小温差满液蒸发器的满液壳管连通；上述连接构成了低热源热泵机组工质循环作功部分；集油器、虹吸回油装置和加热装置构成低温强制回油系统，集油器与小温差满液蒸发器的满液壳管连通；小温差满液蒸发器的满液壳管外端设有冰点鉴测装置，壳管外壁设有冰点加热装置；小温差满液蒸发器的满液壳管的进液口与热源泵出水口连接；壳管冷凝器设有热水回水口与热水出水口，热水回水口通过管道与负荷泵出水口连接。
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