发明内容
本实用新型的目的在于克服传统冷水机组+热泵机组构建的两管制空调系统、冷水机组+锅炉构建的四管制空调系统的不足,提供一种经济、健康、舒适、绿色、环保、节能的热泵机组耦合冷水机组的双集分水器四管制空调系统。
本实用新型所采用的技术方案是:对传统冷水机组+热泵机组构建的两管制空调系统流程进行改良,通过分设空调冷、热水集分水器及切换阀门的方式,构建一种热泵机组耦合冷水机组的双集分水器四管制空调系统。
它包括冷水机组1、热泵机组2、室外侧换热系统3、空调冷水循环泵4、空调冷水系统定压装置5、冷水集水器6、冷水分水器7、空调冷热水循环泵8、空调热水系统定压装置9、热水集水器10、热水分水器11、切换阀门;
两管制空调区末端回水设两路支管,一路为两管制空调区末端冷水回水,连接至冷水集水器6,一路为两管制空调区末端热水回水,连接至热水集水器10,两路支管分别设有设置有切换用的第二阀门32和第四阀门34;
四管制空调区末端冷水回水接入冷水集水器6,四管制空调区末端热水回水接入热水集水器10;
冷水集水器6与空调冷水系统定压装置5连接,热水集水器10与空调热水系统定压装置9连接;
两管制空调区末端冷水回水与四管制空调区末端冷水回水在冷水集水器6汇合后,设两路支管,一路通过空调冷水循环泵4加压,经过冷水机组1的蒸发器21换热后成为空调冷水供水,接入冷水分水器7;另一路连接至空调冷热水循环泵8;
两管制空调区末端热水回水与四管制空调区末端热水回水在热水集水器10汇合后,连接至空调冷热水循环泵8;
空调冷热水循环泵8入口设置两路支管,分别接自冷水集水器6、热水集水器10,两路支管分别设置有切换用的第一阀门31和第二阀门33;
通过空调冷热水循环泵8加压,经过热泵机组2的空调侧换热器23换热后,分两路支管,一路为空调冷水供水,接入冷水分水器7,一路为空调热水供水,接入热水分水器11,两路支管均设置有切换用的第五阀门35和第七阀门37;
经过冷水机组1的蒸发器换热后的空调冷水供水、经过热泵机组2的空调侧换热器23换热后的空调冷水供水在冷水分水器7汇合后,设两路支管,一路接四管制空调区末端冷水供水,一路接两管制空调区末端冷水供水;
经过热泵机组2的空调侧换热器换热后的空调热水供水接入热水分水器11后,设两路支管,一路接四管制空调区末端热水供水,一路接两管制空调区末端热水供水;
两管制空调区末端供水入口设两路支管,分别为与冷水分水器连接的两管制空调区末端冷水供水、与热水分水器连接的冷水两管制空调区末端热水供水,两路支管分别设有设置有切换用的第六阀门36和第八阀门38;
热泵机组2的室外侧换热器24接室外侧换热系统3,冷水机组1的冷凝器22接接室外侧换热系统3。
本实用新型的整体设计理念为:对传统的冷水机组+热泵机组构建的两管制空调系统流程进行改良,通过分设空调冷、热水集分水器及切换阀门的方式,构建一种热泵机组耦合冷水机组的双集分水器四管制空调系统。主机采用冷水机组加热泵机组的组合形式,夏季有冷负荷、冬季仅有热负荷的区域采用两管制水系统,夏季有冷负荷,冬季同时有冷、热负荷的区域采用四管制水系统,实现夏季供冷,冬季部分区域供热、部分区域同时供冷供热。
本实用新型的优点如下:
1.与传统的冷水机组+热泵机组构建的两管制空调系统相比,冷水机组、热泵机组一致,仅增加一对集分水器及些许切换阀门,即可实现同时供冷供热,克服了传统的冷水机组+热泵机组构建的两管制空调系统不能同时供冷供热的缺点,准确控制各空调区的温度,提高室内舒适度。
2.与传统的冷水机组+锅炉构建的四管制空调系统相比,初投资更省、占用机房面积更小。用热泵进行供热比用锅炉供热能效更高、运行费用更省,且摒除了锅炉房发生安全事故的可能性。
3.本系统在保留传统常用的冷水机组+热泵机组组合方式、传统四管制空调水输配系统前提下,通过设置双集分水器、切换阀门的方式,搭建了一种新型的经济、健康、舒适、绿色、环保、节能的热泵机组耦合冷水机组的双集分水器四管制空调系统。
具体实施方式:
为了使本实用新型的结构更加清楚完整,下面结合附图对本实用新型做进一步描述。
1.一种热泵机组耦合冷水机组的双集分水器四管制空调系统原理图如图1所示:
它包括冷水机组1、热泵机组2、室外侧换热系统3、空调冷水循环泵4、空调冷水系统定压装置5、冷水集水器6、冷水分水器7、空调冷热水循环泵8、空调热水系统定压装置9、热水集水器10、热水分水器11、切换阀门;
两管制空调区末端回水设两路支管,一路为两管制空调区末端冷水回水,连接至冷水集水器6,一路为两管制空调区末端热水回水,连接至热水集水器10,两路支管分别设有设置有切换用的第二阀门32和第四阀门34;
四管制空调区末端冷水回水接入冷水集水器6,四管制空调区末端热水回水接入热水集水器10;
冷水集水器6与空调冷水系统定压装置5连接,热水集水器10与空调热水系统定压装置9连接;
两管制空调区末端冷水回水与四管制空调区末端冷水回水在冷水集水器6汇合后,设两路支管,一路通过空调冷水循环泵4加压,经过冷水机组1的蒸发器21换热后成为空调冷水供水,接入冷水分水器7;另一路连接至空调冷热水循环泵8;
两管制空调区末端热水回水与四管制空调区末端热水回水在热水集水器10汇合后,连接至空调冷热水循环泵8;
空调冷热水循环泵8入口设置两路支管,分别接自冷水集水器6、热水集水器10,两路支管分别设置有切换用的第一阀门31和第二阀门33;
通过空调冷热水循环泵8加压,经过热泵机组2的空调侧换热器23换热后,分两路支管,一路为空调冷水供水,接入冷水分水器7,一路为空调热水供水,接入热水分水器11,两路支管均设置有切换用的第五阀门35和第七阀门37;
经过冷水机组1的蒸发器换热后的空调冷水供水、经过热泵机组2的空调侧换热器23换热后的空调冷水供水在冷水分水器7汇合后,设两路支管,一路接四管制空调区末端冷水供水,一路接两管制空调区末端冷水供水;
经过热泵机组2的空调侧换热器换热后的空调热水供水接入热水分水器11后,设两路支管,一路接四管制空调区末端热水供水,一路接两管制空调区末端热水供水;
两管制空调区末端供水入口设两路支管,分别为与冷水分水器连接的两管制空调区末端冷水供水、与热水分水器连接的冷水两管制空调区末端热水供水,两路支管分别设有设置有切换用的第六阀门36和第八阀门38;
热泵机组2的室外侧换热器24接室外侧换热系统3,冷水机组1的冷凝器22接接室外侧换热系统3。
与冷水机组1、热泵机组2相连的室外侧换热系统3包括与室外介质连接的室外换热管道以及介质储蓄装置,通过选取室外换热介质,设置对应的室外侧换热系统3:
当a在地下水水量充足、水质水温适宜、允许直接取地下水的地区,室外侧换热系统1可采取直接取地下水作为换热介质;
b在地表水水量充足、水质水温适宜、允许直接取地表水的地区,室外侧换热系统1可采取直接取地表水作为换热介质;
c在水量不足、水质水温不适宜、水体不允许直接取用的地区,所述的室外换热管道为地埋管,介质储蓄装置为冷却塔,室外侧换热冷系统1采取地埋管与冷却塔结合的方式;
d所述的室外换热管道为管道,介质储蓄装置为冷却塔,与冷水机组1相连的室外侧换热系统可采取冷却塔或直接采取室外空气,与热泵机组2相连的室外侧换热系统可直接采取室外空气。
所述的空调冷水系统定压装置5、空调热水定压装置6为膨胀水箱定压、气压罐定压、变频补水定压中的任意一种。
所述的两管制空调区末端供水及两管制空调区末端回水、四管制空调区末端冷水供水及四管制空调区末端冷水回水、四管制空调区末端热水供水及四管制空调区末端热水回水的数量分别为至少一路。
也就是说两管制空调区末端供水及两管制空调区末端回水、四管制空调区末端冷水供水及四管制空调区末端冷水回水、四管制空调区末端热水供水及四管制空调区末端热水回水可根据空调分区需要设置一路或多路。
一种热泵机组耦合冷水机组的双集分水器四管制空调系统通过设备启停、切换阀门启闭可实现供冷、同时供冷供热两种工况的切换。具体切换方式如下:
1一种热泵机组耦合冷水机组的双集分水器四管制空调系统供冷工况原理图如图1a所示:
所述热泵机组耦合冷水机组的双集分水器四管制空调系统供冷工况的工作流程如下:冷水机组1供冷、热泵机组2供冷、室外侧换热系统3运行、空调冷水循环泵4运行、空调冷水系统定压装置5运行、空调冷热水循环泵8运行、空调热水系统定压装置9运行、切换阀门中第一阀门、第二阀门、第五阀门,第六阀门打开、切换阀门中第三阀门、第四阀门、第七阀门、第八阀门关闭。
2一种热泵机组耦合冷水机组的双集分水器四管制空调系统同时供冷供热工况原理图如图1b所示:
所述热泵机组耦合冷水机组的双集分水器四管制空调系统供冷供热工况的工作流程如下:冷水机组1供冷、热泵机组2供热、室外侧换热系统3运行、空调冷水循环泵4运行、空调冷水系统定压装置5运行、空调冷热水循环泵8运行、空调热水系统定压装置9运行、切换阀门12中第一阀门、第二阀门、第五阀门,第六阀门关闭、切换阀门12中第三阀门、第四阀门、第七阀门、第八阀门打开。
以下为一种热泵机组耦合冷水机组的双集分水器四管制空调系统的具体应用:
该应用位于福州市,总建筑面积约20,550m2,地下室1层,地上主楼15层,裙房4层,建筑高度65.6m。主楼建筑功能以客房为主,建筑面积约11,100m2,裙房建筑功能为大堂、宴会厅、会议室、餐饮包厢等,建筑面积约9,450m2。
空调计算参数按福州地区选取。其中,夏季空调室外计算干球温度35.9℃,湿球温度28.0℃;冬季空调计算温度4.4℃,相对湿度74%。裙房及客房夏季空调冷负荷为2550kW;裙房外区及客房冬季空调热负荷为640kW,裙房内区存在冷负荷。
空调系统采用一种热泵机组耦合冷水机组的双集分水器四管制空调系统,客房区末端采用两管制连接,裙房区末端采用四管制连接。即实现客房区、裙房区的夏季制冷,客房、裙房外区的冬季供热,裙房内区的冬季供冷。主机采用水冷冷水机组+风冷热泵机组的组合形式,水冷冷水机组设置在地下一层,风冷热泵机组设置在主楼屋面。
该项目的配置如下:
1冷水机组:
水冷冷水机组,单台额定制冷量1000KW,共2台;
2热泵机组:
风冷热泵机组,单台额定制冷量667KW,单台额定制热量656Kw,共1台;
3室外侧换热系统:
冷水机组室外侧换热系统采用传统冷却塔系统,单台冷却塔额定流量125m3/h,共4台;
热泵机组室外侧换热系统采用风冷系统,由风冷热泵机组选配;
4空调冷水循环泵:
单台流量190m3/h,扬程30m,共3台,2用1备;
5空调冷水系统定压装置:变频补水定压装置;
6冷水集水器:D500xL3500;
7冷水分水器:D500xL3500;
8空调冷热水循环泵:
单台流量125m3/h,扬程30m,共2台,1用1备;
9空调热水系统定压装置:变频补水定压装置;
10热水集水器:D300xL2200;
11热水分水器:D300xL2200;
12切换阀门:阀门共计8个。