CN211781425U - 一种水环热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水环热泵系统，属于供热领域。电气室通过空气源热泵热交换连接闭式循环水管道以通过空气源热泵将电气室内空气的热量转换到闭式循环水管道内的载冷剂中；闭式循环水管道通过水源热泵热交换连接采暖循环管道以通过水源热泵将闭式循环水管道内载冷剂的热量转移到采暖循环管道内的载冷剂中，采暖循环管道穿过需要供暖的人员工作室；闭式循环水管道上设有循环水泵；闭式循环水管道上与水源热泵并联有冷却塔以便在非供暖季使闭式循环水管道内的载冷剂流经凝汽器冷却塔。本实用新型在采暖季可利用电气室热量来对办公区采暖，减少采暖能耗和电气室的降温能耗；在非采暖季可将电气室热量送至冷却塔冷却，节省电气室的降温能耗。

Description

一种水环热泵系统

技术领域

本实用新型属于建筑工程中供热、通风的技术领域，特别涉及一种水环热泵系统。

背景技术

现代钢厂很多都自备电厂，也有很多垃圾发电厂，电厂中发热设备较多，例如电气柜一般会布置到相应的电气室中，有高压配电室、低压配电室、变频器室等等，设备的散热量较大，为了保障设备正常运行，通常在电气室内设置工业空调进行降温，但能耗较大，再者如汽机、锅炉等设备在运行时本体散热量很大，还需要通过天窗等措施排除余热。而电厂内也有很多容纳人员工作的如控制室、办公室等区域，为了保证舒适性，都设置了空调或暖气片，在采暖季进行供暖，由此也带来了能源消耗。

钢厂和电厂内的电气室和控制室、办公室距离一般都比较近，有的甚至在同一栋楼内，如果能在采暖季利用这些厂内设备散热大于办公区采暖热负荷的特性，通过转移热量的方式满足办公区的采暖需求，将会从两方面减少能源消耗。

空气源热泵和水源热泵目前的应用越来越广泛，比如CN 110771688A、CN103482838A、CN 102538105A都公开了一些热泵的实际应用，申请人也考虑将热泵热交换技术应用到工厂内，结合工厂常用设备冷却塔，在冬季和夏季都达到节能目的；考虑一是采暖季利用电气室及设备散热来对办公区采暖，减少采暖能耗和电气室的降温能耗，二是非采暖季将电气室的设备散热送至冷却塔冷却，节省电气室的降温能耗。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种水环热泵系统，避免工厂内能源未能有效利用的问题，取得综合利用、节约能源、降低成本的效果。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种水环热泵系统，包括电气室，电气室通过空气源热泵热交换连接闭式循环水管道以通过空气源热泵将电气室内空气的热量转换到闭式循环水管道内的载冷剂中；所述闭式循环水管道通过水源热泵热交换连接采暖循环管道以通过水源热泵进一步将闭式循环水管道内载冷剂的热量转移到采暖循环管道内的载冷剂中，所述采暖循环管道穿过需要供暖的人员工作室以实现供暖；所述闭式循环水管道上设有循环水泵以使其内的载冷剂可流经空气源热泵被加热、流经水源热泵被冷却并有效循环。

进一步，所述闭式循环水管道上通过分水器并联连接凝汽器冷却塔和所述水源热泵以便在非供暖季不使用水源热泵时可通过分水器使闭式循环水管道内的载冷剂流经凝汽器冷却塔从而被冷却。

进一步，按载冷剂在闭式循环水管道内的流向，所述循环水泵设在空气源热泵后，循环水泵分别通过第一截止阀连接所述水源热泵、通过第二截止阀连接所述凝汽器冷却塔，水源热泵和凝汽器冷却塔再连接空气源热泵，所述第一截止阀和第二截止阀形成为所述分水器。

进一步，所述空气源热泵的进气口与所述电气室连通，排气口也与所述电气室连通以将冷却后的空气通入电气室用于降温。

进一步，所述排气口通过风机与电气室连通以提高热交换效率。

进一步，所述闭式循环水管道与所述空气源热泵的热水侧换热器连通以便将电气室内空气的热量转换到闭式循环水管道内的载冷剂中。

进一步，所述闭式循环水管道与所述水源热泵的蒸发侧换热器连通，所述采暖循环管道与所述水源热泵的冷凝侧换热器连通以便将闭式循环水管道内载冷剂的热量转移到采暖循环管道内的载冷剂中。

进一步，所述电气室包括电厂的高压变频器室、高压配电室、低压配电室和高温架间；与所述高压变频器室、高压配电室、低压配电室和高温架间一对一连接有空气源热泵，所有空气源热泵并联接入所述闭式循环水管道。

进一步，所述人员工作室包括控制室、化水间和办公室；与所述控制室、化水间和办公室一对一连接有采暖循环管道和水源热泵，所有水源热泵并联接入所述闭式循环水管道。

本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型的水环热泵系统，通过空气源热泵将电气室的热空气中的热量提取到闭式循环水中，并由循环水泵送至水源热泵，水源热泵再将闭式循环水中的热量提取出来用于供暖，通过采暖循环管道将热量送至办公区。这样，既节省了电气室降温用空调设备及能耗，也减少了办公区采暖外供热源，节约了能源，使工厂内能源得到综合利用，节约了工厂的成本。

2、本实用新型的水环热泵系统，适用性好，在非采暖季仍可使用本系统解决电气室降温的问题并且不增加过多额外设备和成本。在非采暖季使用时，闭式循环水就不再流经水源热泵，水源热泵(采暖循环管道)可以关闭，循环水泵将闭式循环水送至一般电厂都有的冷却塔内，将闭式循环水冷却，降温后的闭式循环水再送回空气源热泵进行吸热即可。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为具体实施例的一种水环热泵系统的结构示意图(俯视角度)。

附图标记：

电气室1，高压变频器室11，高压配电室12，低压配电室13，高温架间14，空气源热泵2，风机21，闭式循环水管道3，循环水泵31，第一截止阀32，第二截止阀33，水源热泵4，采暖循环管道41，凝汽器冷却塔42，人员工作室5，控制室51，化水间52，办公室53，房间54。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

请参阅图1，一种水环热泵系统，包括需要降温以保证室内电器正常运行的电气室1，电气室1通过空气源热泵2热交换连接闭式循环水管道3以通过空气源热泵2将电气室1内空气的热量转换到闭式循环水管道3内的载冷剂中；所述闭式循环水管道3通过水源热泵4热交换连接采暖循环管道41以通过水源热泵4进一步将闭式循环水管道3内载冷剂的热量转移到采暖循环管道41内的载冷剂中，所述采暖循环管道41穿过需要供暖的人员工作室5以实现供暖；所述闭式循环水管道3上设有循环水泵31以使其内的载冷剂可流经空气源热泵2被加热、流经水源热泵4被冷却并如此有效循环。实施时，采暖循环管道41上也对应设有循环水泵31；闭式循环水管道3内的载冷剂可以就选择水。

实施例的水环热泵系统，通过空气源热泵2将电气室1的热空气中的热量提取到闭式循环水中，并由循环水泵31送至水源热泵4，水源热泵4再将闭式循环水中的热量提取出来用于供暖，通过采暖循环管道41将热量送至办公区。这样，既节省了电气室1降温用空调设备及能耗，也减少了办公区采暖外供热源，节约了能源，使工厂内能源得到综合利用，可以节约工厂的成本。实施时，采暖循环管道41的载冷剂可以是水或空气，一般选择水，采暖循环管道41穿过需要供暖的人员工作室5以实现供暖通常可以是连通人员工作室5内的散热(暖气)片，为常见应用，不再赘述。

其中，所述闭式循环水管道3上通过分水器并联连接凝汽器冷却塔42和所述水源热泵4以便在非供暖季不使用水源热泵4时可通过分水器使闭式循环水管道3内的载冷剂流经凝汽器冷却塔42从而被冷却。

这样，提高适用性，在非采暖季(夏季)仍可使用本系统解决电气室1降温的问题并且不增加过多额外设备和成本。在非采暖季使用时，闭式循环水就不再流经水源热泵4，水源热泵4(采暖循环管道41)可以关闭，循环水泵31将闭式循环水送至一般电厂都有的冷却塔内，将闭式循环水冷却，降温后的闭式循环水再送回空气源热泵2进行吸热。

具体实施时，闭式循环水管道3形成循环道，按载冷剂在闭式循环水管道3内的流向，在闭式循环水管道3上依次连接所述空气源热泵2、循环水泵31、水源热泵4和凝汽器冷却塔42，其中水源热泵4和凝汽器冷却塔42是并联形式，循环水泵31通过第一截止阀32连接所述水源热泵4，循环水泵31通过第二截止阀33连接所述凝汽器冷却塔42，闭式循环水流经水源热泵4或凝汽器冷却塔42后再流向空气源热泵2，第一截止阀32和第二截止阀33就形成为上述的分水器。

其中，所述空气源热泵2的制冷侧的进气口与所述电气室1连通，排气口也与所述电气室1连通以将冷却后的空气通入电气室1用于降温；可以通过管道连通，也可以选择直接将空气源热泵2置于电气室1内。所述排气口还可以通过风机21与电气室1连通以提高热交换效率。

其中，所述闭式循环水管道3与所述空气源热泵2的热水侧换热器连通以便将电气室1内空气的热量转换到闭式循环水管道3内的载冷剂中。

其中，所述闭式循环水管道3与所述水源热泵4的蒸发侧换热器连通，所述采暖循环管道41与所述水源热泵4的冷凝侧换热器连通以便将闭式循环水管道3内载冷剂的热量转移到采暖循环管道41内的载冷剂中。

这样，给出了具体的管道连接形式，保障使用效果，实施时，也可以采用其它能达到相同效果的连通形式。

实际应用时，所述电气室1可能包括有电厂的高压变频器室11、高压配电室12、低压配电室13和高温架间14；那么，就选择与所述高压变频器室11、高压配电室12、低压配电室13和高温架间14一一对应地连接空气源热泵2，并将所有空气源热泵2以并联的形式接入所述闭式循环水管道3。所述人员工作室5可能包括控制室51、化水间52、办公室53以及其它需要供暖的房间54，同样选择与所述控制室51、化水间52、办公室53和房间54一一对应地连接采暖循环管道41以及对应的水源热泵4，并将所有水源热泵4也以并联的形式接入所述闭式循环水管道3中，可以理解的，为了实现需要时的开闭，每个水源热泵4前的管道上也应设置截止阀。

这样，增加了电气室1和人员工作室5的数量，同样可以保证系统的正常应用，必要时也可以增加循环水泵31。系统中冷热负荷的不平衡性还可以通过电厂常用设备汽轮机组排汽来间接进行调节。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种水环热泵系统，其特征在于：包括电气室，电气室通过空气源热泵热交换连接闭式循环水管道以通过空气源热泵将电气室内空气的热量转换到闭式循环水管道内的载冷剂中；所述闭式循环水管道通过水源热泵热交换连接采暖循环管道以通过水源热泵进一步将闭式循环水管道内载冷剂的热量转移到采暖循环管道内的载冷剂中，所述采暖循环管道穿过需要供暖的人员工作室以实现供暖；所述闭式循环水管道上设有循环水泵以使其内的载冷剂可流经空气源热泵被加热、流经水源热泵被冷却并有效循环。

2.根据权利要求1所述一种水环热泵系统，其特征在于：所述闭式循环水管道上通过分水器并联连接凝汽器冷却塔和所述水源热泵以便在非供暖季不使用水源热泵时可通过分水器使闭式循环水管道内的载冷剂流经凝汽器冷却塔从而被冷却。

3.根据权利要求2所述一种水环热泵系统，其特征在于：按载冷剂在闭式循环水管道内的流向，所述循环水泵设在空气源热泵后，循环水泵分别通过第一截止阀连接所述水源热泵、通过第二截止阀连接所述凝汽器冷却塔，水源热泵和凝汽器冷却塔再连接空气源热泵，所述第一截止阀和第二截止阀形成为所述分水器。

4.根据权利要求1所述一种水环热泵系统，其特征在于：所述空气源热泵的进气口与所述电气室连通，排气口也与所述电气室连通以将冷却后的空气通入电气室用于降温。

5.根据权利要求4所述一种水环热泵系统，其特征在于：所述排气口通过风机与电气室连通以提高热交换效率。

6.根据权利要求1所述一种水环热泵系统，其特征在于：所述闭式循环水管道与所述空气源热泵的热水侧换热器连通以便将电气室内空气的热量转换到闭式循环水管道内的载冷剂中。

7.根据权利要求1所述一种水环热泵系统，其特征在于：所述闭式循环水管道与所述水源热泵的蒸发侧换热器连通，所述采暖循环管道与所述水源热泵的冷凝侧换热器连通以便将闭式循环水管道内载冷剂的热量转移到采暖循环管道内的载冷剂中。

8.根据权利要求1所述一种水环热泵系统，其特征在于：所述电气室包括电厂的高压变频器室、高压配电室、低压配电室和高温架间；与所述高压变频器室、高压配电室、低压配电室和高温架间一对一连接有空气源热泵，所有空气源热泵并联接入所述闭式循环水管道。

9.根据权利要求1所述一种水环热泵系统，其特征在于：所述人员工作室包括控制室、化水间和办公室；与所述控制室、化水间和办公室一对一连接有采暖循环管道和水源热泵，所有水源热泵并联接入所述闭式循环水管道。

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