CN204478350U - 夏季空调零能耗地源热泵空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于空调技术领域，尤其涉及一种夏季空调零能耗地源热泵空调系统。它解决了现有技术空气质量差且能耗高等技术问题。本夏季空调零能耗地源热泵空调系统包括源侧换热机构和至少一个空调终端，空调终端通过进水总管和回水总管直接连接在源侧换热机构上，在进水总管或回水总管上设有第一动力泵，本系统还包括至少一台用于对室内空气进行除湿的电极再生型溶液除湿新风机。与现有技术相比，本实用新型优点在于：1、设计更合理，提高了室内空气质量且降低了能耗，实用性强；2、实现温湿度独立控制，使系统更加高效节能；3、结构简单且易于制造，成本低。

Description

夏季空调零能耗地源热泵空调系统

技术领域

本实用新型属于空调技术领域，尤其涉及一种夏季空调零能耗地源热泵空调系统。

背景技术

常规的土壤源热泵系统虽然较冷水机组的能效要高，但是由于它依旧是基于温湿度耦合控制，故土壤源热泵系统还是具有较大的节能潜力的。其次，目前常规溶液除湿新风机组使用的热源再生，这就对其的应用和推广造成的阻碍。另外，室内空气品质较差。而这些问题产生的原因在于：目前常规的土壤源热泵系统基于温湿度耦合控制，因此本来可以使用高温冷源(18℃左右)处理的显热负荷，系统也是用低温冷源(7℃左右)处理，而在冷凝温度不变的情况下，随着蒸发温度的升高，机组的能效比是提高的，故造成机组的性能低下；第二、溶液除湿新风家族可以独立的承担空调的除湿任务，但是随着溶液吸湿，盐溶液浓度降低，盐溶液将丧失除湿能力，故溶液的再生过程是必不可少的，传统的溶液除湿机组使用的热能再生，如果没有废热用于其再生的话，这一部分能耗也不容忽视，造成系统的能效降低。第三、由于温湿度耦合控制都是在牺牲湿度控制的情况下以满足室内的温度控制，造成室内控制品质差。为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。

例如，中国专利文献公开了一种地源热泵空调系统,[申请号：201220108664.6]，包括热泵机组、空气处理机组、地能机组、循环管路，换热器，所述空气处理机组包括新风入口、回风入口和热交换装置，所述热交换装置设置在新风入口和回风入口之间，所述热交换装置通过循环管路与地能机组连接设置；该方案结构简单精巧，耗能少，能节省30％-60％，环保无污染，性能可靠，使用寿命长久。

上述的方案在一定程度上改进了现有技术，但是，该方案还至少存在以下缺陷：设计不合理，未能解决上述的技术问题，实用性差。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计更合理，能提高室内空气质量且能降低能耗的夏季空调零能耗地源热泵空调系统。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：本夏季空调零能耗地源热泵空调系统包括源侧换热机构和至少一个空调终端，空调终端通过进水总管和回水总管直接连接在源侧换热机构上，在进水总管或回水总管上设有第一动力泵，本系统还包括至少一台用于对室内空气进行除湿的电极再生型溶液除湿新风机。

把温湿度独立控制系统和地源热泵系统耦合起来，由于温湿度独立控制系统温湿分控，温度控制端的18℃左右的高温冷水就可以承担室内的显热负荷，这就给使用天然冷源提供了条件，因此夏季用溶液除湿机组承担室内湿负荷，用不经过机组的土壤源侧循环水承担室内显热负荷，实现空调夏季机组零能耗，而且还可以改善室内的空气品质；电极再生型溶液除湿新风机为采用活性炭电极吸附盐溶液离子实现溶液再生的方法，原理是：盐溶液由于吸湿被稀释以后，使用活性炭电极吸附溶液中的盐离子实现水的净化，然后排出多余的水量，接着把电极反接把盐溶液离子重新放入水中，实现溶液的再生。

在上述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统中，所述的电极再生型溶液除湿新风机包括至少两个溶液蓄水槽，在每个溶液蓄水槽内分别设有至少一根电极，在每个溶液蓄水槽上分别连接有至少一个溶液喷淋机构。

在上述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统中，在每个溶液蓄水槽中分别设有与所述的电极相连的溶液浓度传感器。

在上述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统中，所述的溶液喷淋机构包括出水管体，在出水管体上设有第二动力泵，在出水管体的出水端设有若干喷头。

在上述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统中，所述的溶液蓄水槽中的至少一个溶液蓄水槽上设有补水机构；在每个溶液蓄水槽上还分别设有溶液排泄机构。

在上述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统中，所述的溶液排泄机构包括设置在设置在每个溶液蓄水槽内的水位传感器，在每个溶液蓄水槽上分别设有排水管，在排水管上设有泄水阀。

在上述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统中，所述的进水总管上设有第一阀门，在回水总管上设有第二阀门，在进水总管和回水总管之间设有至少一个地源热泵机组，地源热泵机组设置在第一循环管体上且该第一循环管体分别连接在进水总管和回水总管上，在第一循环管体上设有第三动力泵。

在上述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统中，所述的地源热泵机组数量为两台且并联设置，在第一循环管体的进水侧管体两端分别设有第三阀门，在第一循环管体的回水侧管体两端分别设有第四阀门。

在上述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统中，所述的源侧换热机构包括集水器和分水器。

与现有的技术相比，本夏季空调零能耗地源热泵空调系统的优点在于：1、设计更合理，提高了室内空气质量且降低了能耗，实用性强；2、实现温湿度独立控制，使系统更加高效节能；3、结构简单且易于制造，成本低。

附图说明

图1是本实用新型提供的系统结构示意图。

图2是本实用新型提供的电极再生型溶液除湿新风机结构示意图。

图中，源侧换热机构1、集水器11、分水器12、空调终端2、进水总管3、第一动力泵3a、第一阀门31、回水总管4、第二阀门41、电极再生型溶液除湿新风机5、溶液蓄水槽51、电极52、溶液喷淋机构53、出水管体53a、第二动力泵53b、喷头53c、溶液排泄机构54、水位传感器54a、排水管54b、泄水阀54c、溶液浓度传感器55、补水机构、地源热泵机组6、第一循环管体61、第三动力泵62、第三阀门64、第四阀门65。

具体实施方式

以下是实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1-2所示，本夏季空调零能耗地源热泵空调系统包括源侧换热机构1和至少一个空调终端2，源侧换热机构1包括集水器11和分水器12,集水器11和分水器12分别与地埋管相连。

优化方案，本实施例的空调终端2通过进水总管3和回水总管4直接连接在源侧换热机构1上，在进水总管3或回水总管4上设有第一动力泵3a，本系统还包括至少一台用于对室内空气进行除湿的电极再生型溶液除湿新风机5。

具体地，这里的电极再生型溶液除湿新风机5包括至少两个溶液蓄水槽51，溶液蓄水槽51中的至少一个溶液蓄水槽51上设有补水机构。补水机构包括补水管。在每个溶液蓄水槽51内分别设有至少一根电极52，在每个溶液蓄水槽51中分别设有与所述的电极52相连的溶液浓度传感器55，在每个溶液蓄水槽51上分别连接有至少一个溶液喷淋机构53。

优化方案，在每个溶液蓄水槽51上还分别设有溶液排泄机构54。该溶液排泄机构54包括设置在设置在每个溶液蓄水槽51内的水位传感器54a，在每个溶液蓄水槽51上分别设有排水管54b，在排水管54b上设有泄水阀54c。

其次，溶液喷淋机构53包括出水管体53a，在出水管体53a上设有第二动力泵53b，在出水管体53a的出水端设有若干喷头53c。

另外，在进水总管3上设有第一阀门31，在回水总管4上设有第二阀门41，在进水总管3和回水总管4之间设有至少一个地源热泵机组6，地源热泵机组6设置在第一循环管体61上且该第一循环管体61分别连接在进水总管3和回水总管4上，在第一循环管体61上设有第三动力泵62。

作为本实施例的最优化方案，这里的地源热泵机组6数量为两台且并联设置，在第一循环管体61的进水侧管体两端分别设有第三阀门64，在第一循环管体61的回水侧管体两端分别设有第四阀门65。

本实施例的工作原理如下：

1.夏季运行策略

夏季运行时，使用电极再生型溶液除湿新风机5承担室内的湿负荷，不开启地源热泵机组，开启第一阀门31和第二阀门41，其余阀门都关闭，第一动力泵3a开启，地源侧循环水18℃左右直接进入室内辐射天花板承担室内显热负荷，从而满足室内的热舒适要求。

2.冬季运行策略

冬季运行时，地源热泵机组开启，第三动力泵62开启，第一动力泵3a开启，第一阀门31和第二阀门41关闭，开启第三阀门64和第四阀门65，提供40℃左右的热水进入辐射吊顶承担室内冷负荷；冬季电极再生型溶液除湿新风机5中的盐溶液换为水溶液对新风进行喷淋加湿，再经过电加热器加热新风，从而满足室内的热舒适要求。

电极再生型溶液除湿新风机5的原理如下：在电极再生型溶液除湿新风机5运行开始前，溶液蓄水槽51注入规定浓度规定体积的盐溶液，运行时其中一个溶液蓄水槽51并先投入使用，与该溶液蓄水槽51相连的第二动力泵53b开启并进行喷淋除湿，当该溶液蓄水槽51的蓄水槽水位通过水位传感器54a测量超出规定水位时，上述的第二动力泵53b关闭进入再生阶段，此时另外一个第二动力泵53b开启，另外一个溶液蓄水槽51进入除湿阶段，当该溶液蓄水槽51的蓄水槽水位超出规定水位时，水泵关闭，进入再生阶段，如此反复实现连续除湿过程。再生阶段：低压直流电开启，用活性炭电极吸附溶液中的盐离子，同时溶液浓度传感器55记录溶液浓度，当盐溶液浓度低于规定值，打开泄水阀泄水到设定水位，然后关闭泄水阀，低压直流电反接，将活性炭电极中的离子放入水中从而实现盐溶液的再生过程，如果使用时间久了，盐份丢失，则可通过加药设施调整盐溶液浓度。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了源侧换热机构1、集水器11、分水器12、空调终端2、进水总管3、第一动力泵3a、第一阀门31、回水总管4、第二阀门41、电极再生型溶液除湿新风机5、溶液蓄水槽51、电极52、溶液喷淋机构53、出水管体53a、第二动力泵53b、喷头53c、溶液排泄机构54、水位传感器54a、排水管54b、泄水阀54c、溶液浓度传感器55、补水机构56、地源热泵机组6、第一循环管体61、第三动力泵62、第三阀门64、第四阀门65等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (9)

1.一种夏季空调零能耗地源热泵空调系统，包括源侧换热机构(1)和至少一个空调终端(2)，其特征在于，所述的空调终端(2)通过进水总管(3)和回水总管(4)直接连接在源侧换热机构(1)上，在进水总管(3)或回水总管(4)上设有第一动力泵(3a)，本系统还包括至少一台用于对室内空气进行除湿的电极再生型溶液除湿新风机(5)。

2.根据权利要求1所述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统，其特征在于，所述的电极再生型溶液除湿新风机(5)包括至少两个溶液蓄水槽(51)，在每个溶液蓄水槽(51)内分别设有至少一根电极(52)，在每个溶液蓄水槽(51)上分别连接有至少一个溶液喷淋机构(53)。

3.根据权利要求2所述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统，其特征在于，在每个溶液蓄水槽(51)中分别设有与所述的电极(52)相连的溶液浓度传感器(55)。

4.根据权利要求2或3所述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统，其特征在于，所述的溶液喷淋机构(53)包括出水管体(53a)，在出水管体(53a)上设有第二动力泵(53b)，在出水管体(53a)的出水端设有若干喷头(53c)。

5.根据权利要求2或3所述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统，其特征在于，所述的溶液蓄水槽(51)中的至少一个溶液蓄水槽(51)上设有补水机构；在每个溶液蓄水槽(51)上还分别设有溶液排泄机构(54)。

6.根据权利要求5所述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统，其特征在于，所述的溶液排泄机构(54)包括设置在设置在每个溶液蓄水槽(51)内的水位传感器(54a)，在每个溶液蓄水槽(51)上分别设有排水管(54b)，在排水管(54b)上设有泄水阀(54c)。

7.根据权利要求1或2或3所述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统，其特征在于，所述的进水总管(3)上设有第一阀门(31)，在回水总管(4)上设有第二阀门(41)，在进水总管(3)和回水总管(4)之间设有至少一个地源热泵机组(6)，地源热泵机组(6)设置在第一循环管体(61)上且该第一循环管体(61)分别连接在进水总管(3)和回水总管(4)上，在第一循环管体(61)上设有第三动力泵(62)。

8.根据权利要求7所述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统，其特征在于，所述的地源热泵机组(6)数量为两台且并联设置，在第一循环管体(61)的进水侧管体两端分别设有第三阀门(64)，在第一循环管体(61)的回水侧管体两端分别设有第四阀门(65)。

9.根据权利要求1或2或3所述的夏季空调零能耗地源热泵空调系统，其特征在于，所述的源侧换热机构(1)包括集水器(11)和分水器(12)。