CN205783996U - 一种双源热泵蓄能采暖/制冷系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种双源热泵蓄能采暖/制冷系统，其包括压缩机，通过四通阀与压缩机分别连通的水/冷媒冷凝器、空气翅片蒸发器、水/冷媒蒸发器，还包括：电辅加热器、单向阀、第一水泵、第二水泵、保温蓄能水箱、三通阀以及节流膨胀阀；利用自身夜晚谷电蓄能的热量或者冷量作为低温位水源的热量来源，而不是依靠外界的低温位水源，实现电能的移峰填谷，高效节能、并且使用成本低，具有高效节能、移峰填谷，成本低，使用方便的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种双源热泵蓄能采暖/制冷系统。
背景技术
随着我国峰谷电价的执行，对缓解电力需求的紧张起到了积极的作用，移峰填谷作为平衡昼夜电力需求作用巨大，而暖通空调能耗占建筑能耗的60%左右，利用夜间低谷电价时间段内采暖或制冷采取蓄能措施。白天高位电价时空调机组不开或少开，能大幅度降低空调的使用成本，同时也缓解昼夜电力需求的平衡，实现电力的移峰填谷。
目前传统的双源热泵系统，在采暖模式下，采用空气能采暖则受昼夜温差的影响，出现热泵白天供热过剩而晚上在外界温度降低情况下则供热不足的现象，不能充分发挥超低温空气能热泵采暖的优势作用，如果环境温度过低时，采暖负荷高，使用空气能不经济，此时需要启动其它低温位水源为热源。低温位热源来源于系统之外如污水、地埋管、地表水等其它系统之外的低温位热源，传统的双源热泵系统如果没有系统之外的低温位水源就无法运行。
传统的蓄冷蓄热空调系统，特别是选用空气能热泵主机系统的蓄能空调系统，在冬季-20℃低温环境采暖期过程中，机组热效率衰减利害，效率低下，而冬季气温低热量需求又是最大的时候，因此机组整体效率低，影响冬季空调使用效果。采暖用的水温要求一般不能低于35℃，即使使用地暖末端，由于蓄热温差的限制，空气能热泵夜晚低谷电蓄热能力也很有限（当然可以考虑到超过55℃以后，用电辅助加热进一步升温，利用谷电蓄热），这样虽然增加了蓄能量，但不经济，而且增加了散热热损，也不可能无限制扩大蓄能水箱容量，因此需要利用空气翅片蒸发器和水/冷媒蒸发器并联的双源热泵系统满足不同情况下的需要。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种双源热泵蓄能采暖/制冷系统，具有高效节能、移峰填谷，成本低，使用方便的特点。
为解决上述技术问题本实用新型所采取的技术方案是：
一种双源热泵蓄能采暖/制冷系统，其包括压缩机，通过四通阀与压缩机分别连通的水/冷媒冷凝器、空气翅片蒸发器、水/冷媒蒸发器，还包括：电辅加热器、单向阀、第一水泵、第二水泵、保温蓄能水箱、三通阀以及节流膨胀阀；
所述压缩机的高压出口通过四通阀连接所述水/冷媒冷凝器的制冷剂高压入口，所述水/冷媒冷凝器的制冷剂高压出口依次通过节流膨胀阀的第一出口、第一电磁阀连接空气翅片蒸发器入口，所述空气翅片蒸发器的出口通过四通阀与压缩机的低压入口连接；
所述节流膨胀阀的第二出口通过第二电磁阀连接水/冷媒蒸发器的第一入口，所述水/冷媒蒸发器的第一出口通过四通阀与压缩机的低压入口连接；
所述保温蓄能水箱的第一出水口依次通过第一水泵、单向阀连接水/冷媒冷凝器的低压入口，所述水/冷媒冷凝器的低压出口依次通过电辅加热器、三通阀、第四电磁阀，所述第四电磁阀与保温蓄能水箱的进水口连接；
所述三通阀一端连接用户侧空调末端热水管的进水管，所述用户侧空调末端热水管的出水管与用户侧空调末端回水管的进水管相连接，所述用户侧空调末端回水管的出水管通过电磁阀与第一水泵连通；
所述保温蓄能水箱的第二出水口依次通过第二水泵、单向阀与水/冷媒蒸发器的第二进水口连通，所述水/冷媒蒸发器的第二出水口与保温蓄能水箱的进水口连通。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本实用新型利用自身夜晚谷电蓄能的热量或者冷量作为低温位水源的热量来源，而不是依靠外界的低温位水源，实现电能的移峰填谷，高效节能、并且使用成本低。
本实用新型采用低温位水源作为机组蒸发器（水/冷媒换热器）的蒸发热源取热，保证机组可持续的供热能力，利用双源热泵系统内的水源，实现蓄冷/蓄热，同时采用并排的空气翅片蒸发器和水/冷媒蒸发器，根据不同情况采用不同的采暖/制冷方式，使得冬季利用小容量水箱蓄能变为切实可行，系统高效节能。
本实用新型通过设置电辅加热器，扩大温差，提高了利用低谷电蓄能的蓄热能力。
本实用新型利用夜晚的电价峰谷差蓄能，采暖或者制冷时，末端可直接与蓄能装置中冷热水换热，而机组不必开启，通过换热实现制冷/制热的目的。
本实用新型在空气能白天供热过剩或供暖负荷小时，甚至不需要供暖时，通过蓄热装置的冷凝蓄热，在-10℃甚至更低气温的夜晚，保证双源热泵系统仍可高效运行，供暖稳定。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
其中，1、压缩机，2、水/冷媒冷凝器，3、节流膨胀阀，4-1、空气翅片蒸发器，4-2、水/冷媒蒸发器，5-1、第一电磁阀，5-2、第二电磁阀，5-3、第三电磁阀，5-4、第四电磁阀，6、保温蓄能水箱，7-1、第一水泵，7-2、第二水泵，8、三通阀，9、电辅加热器，10、单向阀，11、用户侧空调末端热水管，12、用户侧空调末端回水管，13、四通阀。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
参见附图1，本实施例提供一种双源热泵蓄能采暖/制冷系统，
其包括压缩机1，通过四通阀13与压缩机1分别连通的水/冷媒冷凝器2、空气翅片蒸发器4-1、水/冷媒蒸发器4-2，电辅加热器9,单向阀10，第一水泵7-1，第二水泵7-2，保温蓄能水箱6，三通阀8，节流膨胀阀3，通过设置电辅加热器9，扩大温差，提高了利用低谷电蓄能的蓄热能力。
所述压缩机1的高压出口通过四通阀13连接所述水/冷媒冷凝器2的制冷剂高压入口，所述水/冷媒冷凝器2的制冷剂高压出口依次通过节流膨胀阀3的第一出口、第一电磁阀5-1连接空气翅片蒸发器4-1入口，所述空气翅片蒸发器4-1的出口通过四通阀13连接压缩机1的低压入口，形成空气能制冷/制热循环；
所述节流膨胀阀3的第二出口通过第二电磁阀5-2连接水/冷媒蒸发器4-2的第一入口，所述水/冷媒蒸发器4-2的第一出口通过四通阀13连接压缩机1的低压入口，形成地源热泵制冷/制热循环，采用并排的空气翅片蒸发器和水/冷媒蒸发器，根据不同情况采用不同的采暖/制冷方式，使得冬季利用小容量水箱蓄能变为切实可行，系统高效节能。
所述保温蓄能水箱6的第一出水口依次通过第一水泵7-1、单向阀10连接水/冷媒冷凝器2的低压入口，所述水/冷媒冷凝器2的低压出口依次通过电辅加热器9、三通阀8，第四电磁阀5-4连接保温蓄能水箱6的进水口，形成用电低谷蓄热循环，利用自身夜晚谷电蓄能的热量或者冷量作为低温位水源的热量来源，而不是依靠外界的低温位水源，实现电能的移峰填谷，高效节能、并且使用成本低。
所述三通阀8一端连接用户侧空调末端热水管11的进水管，所述用户侧空调末端热水管11的出水管与用户侧空调末端回水管12的进水管相连接，所述用户侧空调末端回水管12的出水管通过电磁阀5-3与第一水泵7-1连通，形成用户侧空调水循环；
所述保温蓄能水箱6的第二出水口依次通过第二水泵7-2、单向阀10与水/冷媒蒸发器4-2的第二进水口连通，所述水/冷媒蒸发器4-2的第二出水口与保温蓄能水箱6的进水口连通，利用夜晚的电价峰谷差蓄能，采暖或者制冷时，末端可直接与蓄能装置中冷热水换热，而机组不必开启，通过换热实现制冷/制热的目的，在-10℃甚至更低气温的夜晚，保证双源热泵系统仍可高效运行，供暖稳定。
工作过程如下：
1、利用低谷电价的冷凝热的蓄能过程
压缩机1运行，高温高压冷媒通过四通阀13进入水/冷媒冷凝器2释放热量后，经节流膨胀阀3节流降压，电磁阀5-1开启，制冷剂进入空气翅片蒸发器4-1吸热蒸发制冷后，通过四通阀13再回到压缩机完成制冷循环。空调侧的水系统第一水泵7-1运行，将保温蓄能水箱6的水抽出，经过单向阀10流入水/冷媒冷凝器2，与其中冷媒进行热交换，同时开启三通阀8和第四电磁阀5-4开启，关闭第三电磁阀5-3，水在保温蓄能水箱6和水/冷媒冷凝器2之间循环加热蓄冷或者蓄热，蓄热时，电加热器9可选择性开启。
2、循环采暖/制冷过程
第一水泵7-1开启，将保温蓄能水箱6的水抽出，水经过单向阀10流入水/冷媒冷凝器2，与其中冷媒进行热交换，通过三通阀8流到用户侧空调末端热水管11，然后依次经用户侧空调末端回水管12、第四电磁阀5-4回到保温蓄能水箱6中，将保温蓄能水箱6串联到用户换热循环中，也可以通过关闭第四电磁阀5-4，开启电磁阀5-3的方式断开保温蓄能水箱6，使用户侧水仅在水/冷媒冷凝器2与空调末端循环。
3、吸收冷凝热的运行过程
在环境温度过低、并且保温蓄热水箱6内的水温低于采暖需要的温度35℃以下时，可启用吸收冷凝热的模式，关闭第一电磁阀5-1，停止通过空气翅片蒸发器4-1从低温空气中吸收热量，打开第二电磁阀5-2，冷媒依次通过水/冷媒蒸发器4-2、四通阀13进入压缩机1，第二水泵7-2启动运行，将保温蓄能水箱6内的温水泵入水/冷媒蒸发器4-2中进行热交换完后回到保温蓄能水箱6，通过空气翅片蒸发器从低温空气中吸收热量供暖，从而提高机组的热效率，体现出双源热泵的优势。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (1)
1.一种双源热泵蓄能采暖/制冷系统，其特征在于，其包括压缩机（1），通过四通阀（13）与压缩机（1）分别连通的水/冷媒冷凝器（2）、空气翅片蒸发器（4-1）、水/冷媒蒸发器（4-2），还包括：电辅加热器（9）、单向阀（10）、第一水泵（7-1）、第二水泵（7-2）、保温蓄能水箱（6）、三通阀（8）以及节流膨胀阀（3）；
所述压缩机（1）的高压出口通过四通阀（13）连接所述水/冷媒冷凝器（2）的制冷剂高压入口，所述水/冷媒冷凝器（2）的制冷剂高压出口依次通过节流膨胀阀（3）的第一出口、第一电磁阀（5-1）连接空气翅片蒸发器（4-1）入口，所述空气翅片蒸发器（4-1）的出口通过四通阀（13）与压缩机（1）的低压入口连接；
所述节流膨胀阀（3）的第二出口通过第二电磁阀（5-2）连接水/冷媒蒸发器（4-2）的第一入口，所述水/冷媒蒸发器（4-2）的第一出口通过四通阀（13）与压缩机（1）的低压入口连接；
所述保温蓄能水箱（6）的第一出水口依次通过第一水泵（7-1）、单向阀（10）连接水/冷媒冷凝器（2）的低压入口，所述水/冷媒冷凝器（2）的低压出口依次通过电辅加热器（9）、三通阀（8）、第四电磁阀（5-4），所述第四电磁阀（5-4）与保温蓄能水箱（6）的进水口连接；
所述三通阀（8）一端连接用户侧空调末端热水管（11）的进水管，所述用户侧空调末端热水管（11）的出水管与用户侧空调末端回水管（12）的进水管相连接，所述用户侧空调末端回水管（12）的出水管通过电磁阀（5-3）与第一水泵（7-1）连通；
所述保温蓄能水箱（6）的第二出水口依次通过第二水泵（7-2）、单向阀（10）与水/冷媒蒸发器（4-2）的第二进水口连通，所述水/冷媒蒸发器（4-2）的第二出水口与保温蓄能水箱（6）的进水口连通。
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| CN107449175A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-12-08 | 青岛理工大学 | 基于低温水蓄热的水环及空气源热泵供热系统 |
| CN111237844A (zh) * | 2020-01-19 | 2020-06-05 | 东南大学 | 蓄能与热泵复合的大温差蓄冷蓄热系统 |
| CN112413713A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-02-26 | 沈阳建筑大学 | 一种利用相变储能技术的新型双源热泵系统 |
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