CN201715637U - 开式地表水源热泵回热补热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开式地表水源热泵系统的回热补热装置，包括热泵主机(1)、设置在空调侧的空调冷热水泵(2)、空调侧增压泵(9)，设置在水源侧的水源泵(4)、辅助加热器(5)、调节阀(6)，板式换热器(7)，水源侧增压泵(8)；本实用新型的回热补热装置，当地表水进水温度低于5.5℃，启动水源侧增压泵(8)、空调侧增压泵(9)、调节阀(6)，利用空调侧的热水把湖水温度加热到5.5℃，保证热泵机组正常开启与稳定运行，合理采用热泵机组空调侧产生的能量作为水源侧的补热热源。

Description

开式地表水源热泵回热补热装置

技术领域

本实用新型涉及一种开式地表水源热泵的装置，属于新能源利用技术领域。

背景技术

在地表水水温低于机组最低要求进水温度时，地表水源热泵系统一般采用燃气、燃油锅炉、电辅助加热等补热方案。燃气燃油方案缺点有：燃气与燃油污染性较大，且需要新设置燃气、燃油锅炉装置，因为锅炉机房防火要求较高，需另考虑建造锅炉机房。电辅助加热需增加配电要求，投资大幅度增加，能量利用效率只有0.8，运行费用大幅度增加。

在极限水温下，采用直接辅助加热方案，往往辅助加热容量需近似满负荷设计。由于辅助加热的运行时间较短，满负荷配辅助热源，造成热源设备大部分时间内闲置，另外采用大量传统热源与水源热泵系统设计的初衷相背，节能意义削弱。

发明内容

发明目的：本实用新型的目的是提供一种开式水源热泵回热补热装置，把进水温度提高到机组最低进水温度以上要求，保证热泵机组正常开启与稳定运行。

技术方案：

本实用新型为实现上述发明目的采用如下技术方案：

一种开式地表水源热泵回热补热装置，包括热泵主机、空调冷热水泵、空调侧增压泵、水源泵、辅助加热器、调节阀、板式换热器、水源侧增压泵组成；空调冷热水泵、空调侧增压泵设置在空调侧，水源泵、辅助加热器、调节阀，板式换热器、水源侧增压泵设置在水源侧；其中水源泵的输出端与辅助加热器连接后分别与调节阀的一端、增压泵的输入端连接，增压泵的输出端与板式换热器的水源侧连接后，分别与调节阀的另一端、热泵主机的水源侧进水口相连接，热泵主机的水源侧排水口与排水管道连接；

空调冷热水泵的输出端与热泵主机的空调侧的进水口连接，热泵主机的空调侧的出水口分别与增压泵的输入端、末端用户的进水端连接，增压泵的输出端与板式换热器空调侧的进水端连接，板式换热器空调侧的出水端分别与末端用户的出水端、空调冷热水泵的输入端相连。

本实用新型的地表水源热泵回热补热装置的调节阀与热泵主机水源侧进水口间设置一温度传感器。

本实用新型的地表水源热泵回热补热装置的热泵主机的数量为N台，N为正整数。

本实用新型的地表水源热泵回热补热装置的水源泵的输出端与辅助加热器的输入端之间设置有开关。

有益效果：

1)热泵回热补热装置是合理采用热泵机组自身的能源作为辅助热源，不同于传统的直接加热方案，系统的能源利用率高，减少了一次能源或电能消耗。

2)本实用新型中辅助热源只起到开启机组的目的，系统开启运行稳定运行后，电加热可关闭，因此不同于直接加热方案，本技术发明可有效减少传统热源加热功率，即减少电加热、燃气、燃油加热设备的容量。

3)系统简单可靠，完全能保证机组在地表水温度低的工况下正常开启与稳定运行。

附图说明

图1是本实用新型的结构图。

图中标号：1-热泵主机，2-空调冷热水泵，3-末端用户，4-水源泵，5-辅助加热器，6-调节阀，7-板式换热器，8-水源侧增压泵，9-空调侧增压泵，10-温度传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明：

利用热泵主机空调侧的产生的热水加热水源侧进水，把水源侧进水温度提高到热泵主机要求水温最低进水温度以上，对于开式地表水源热泵系统(即地表水直接进热泵机组)，如图1所示：

1)在热泵主机1的空调侧与水源侧之间设置调节阀6、板式换热器7、增压泵8，增压泵9，利用空调侧旁通一部分40～45℃热水加热水源侧进水温度。

2)在水源侧设置辅助加热器5，目的是在热泵主机1开启时起到水源侧进水进行预热；

3)启动电加热容量计算：

水源侧进水温度升高到设计温度(5.5℃)，根据公式Q＝c·m·t计算。T为湖水温度与5.5℃差值，m为启动机组流量。

地表水源热泵在冬季运行中，对蒸发器内出水温度有最低要求，这是因为热泵机组利用水源热泵的能力受限于供热模式的排水温度，为防止蒸发器内结冰，一般机组需要保证排水温度在4℃以上，而一些很好的机组可以将这一极限降低到2℃，按3度温差和一定误差保证，进水温度即地表水温度要求达到5.5℃以上，水源热泵才能正常开启与稳定运行。而在长江和长江以北地区，冬季一部分时间内，江、湖、河等地表水水温可能低于热泵机组要求的最低进水温度。为保证机组在种情况下正常开启与稳定运行，系统需采取必要的辅助加热装置。一般项目是采用传统热源装置直接加热水源侧进水的方案，而热泵回热补热装置方案是对热泵机组自身能源的合理利用，在不利水温下保证热泵系统正常开启和稳定运行。

1)安装水源侧增压泵8、空调侧增压泵9、板式换热器7、调节阀6，把热泵主机1空调侧与水源侧连接起来。

2)回热补热装置启动与运行(单台热泵机组)。

A、当地表水温低于5.5℃，启动辅助加热器5(电加热)，把地表水温加热到5.5℃，热泵主机1启动；

B、热泵主机1启动后，启用热泵主机1中回热补热装置，热泵空调侧的热水开始加热水源侧的进水温度，稳定后停止电加热器；

C、水源温度变化时，通过调节阀6调节回热补热的热水流量调节补热量；

D、当水温较低时，运行时回热补热装置与电加热同时使用。

3)回热补热装置启动方法2，(多台热泵机组情况，假设冬季负荷3000KW，一般夏季负荷较大，热泵机组按夏季负荷选三台相同的热泵机组，假设每台机组供热量1500KW，每台机组中三个压缩机，两个压缩机时以此类推，以排水温度2.5℃计算，地表水温度4℃)。

A、开启第一台热泵机组的第一台压缩机，地表水侧机组出水水温约为3℃；

B、控制热泵水源侧出水温度为2.5℃，空调侧回热188KW，可开启第二台压缩机；

C、控制热泵水源侧出水温度为2.5℃，回热375KW，开启第三台压缩机；

D、第一台机组开启后，回热563KW给第二台机组，开启第二台机组，实际操作中压缩机一台一台开启；

E、第二台机组回热563KW给第三台机组，开启第三台机组；

F、三台机组回热约为1689KW，实际可供热2811KW，基本满足空调负荷需求。

Claims (4)

1.一种开式地表水源热泵回热补热装置，其特征在于：包括热泵主机(1)、空调冷热水泵(2)、空调侧增压泵(9)、水源泵(4)、辅助加热器(5)、调节阀(6)、板式换热器(7)、水源侧增压泵(8)组成；空调冷热水泵(2)、空调侧增压泵(9)设置在空调侧，水源泵(4)、辅助加热器(5)、调节阀(6)，板式换热器(7)、水源侧增压泵(8)设置在水源侧；其中水源泵(4)的输出端与辅助加热器(5)连接后分别与调节阀(6)的一端、增压泵(8)的输入端连接，增压泵(8)的输出端与板式换热器(7)的水源侧连接后，分别与调节阀(6)的另一端、热泵主机(1)的水源侧进水口相连接，热泵主机(1)的水源侧排水口与排水管道连接；

空调冷热水泵(2)的输出端与热泵主机(1)的空调侧的进水口连接，热泵主机(1)的空调侧的出水口分别与增压泵(9)的输入端、末端用户(3)的进水端连接，增压泵(9)的输出端与板式换热器(7)空调侧的进水端连接，板式换热器(7)空调侧的出水端分别与末端用户(3)的出水端、空调冷热水泵(2)的输入端相连。

2.根据权利要求1所述的地表水源热泵回热补热装置，其特征在于调节阀(6)与热泵主机(1)的水源侧进水口间设置温度传感器(10)。

3.根据权利要求1所述的地表水源热泵回热补热装置，其特征在于：所述热泵主机(1)的数量为N台，N为正整数。

4.根据权利要求1所述的地表水源热泵回热补热装置，其特征在于：所述水源泵(4)的输出端与辅助加热器(5)的输入端之间设置有开关。

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