CN213395663U - 水源热泵机组制热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种水源热泵机组制热装置，包括热泵机组和冷水机组，热泵机组具有热泵冷凝器和热泵蒸发器，冷水机组具有冷水冷凝器和冷水蒸发器，热泵冷凝器与空调末端设备连接，冷水蒸发器与空调末端设备或生产设备连接；其中，冷水冷凝器的出水口与热泵蒸发器的进水口之间设有第一送水管，热泵蒸发器的出水口与冷水冷凝器的进水口之间设有第一回水管，冷水冷凝器中含有余热的水流通过第一送水管流向热泵蒸发器，为热泵蒸发器提供所需的热能，热泵蒸发器中的液体通过第一回水管送回冷水冷凝器，为冷水冷凝器提供所需的冷能。本实用新型无需采用地下水或市政热源进行热量交换，避免了回罐井回水不及时的问题以及经济市场的干扰。

Description

水源热泵机组制热装置

技术领域

本实用新型涉及能源利用技术领域，尤其涉及一种水源热泵机组制热系统。

背景技术

传统的水源热泵机组通常采用地下水或者工业余热与热泵机组进行热量交换，其工作原理是以水体(地下水、湖水、江水、污水、海水)作为冷热源，制冷时通过低温冷媒(氟利昂，又名氟里昂)介质进入室内安装的风机盘管吸收室内空气中的热量带回压缩机，压缩机消耗电能压缩做功把低温冷媒压缩成高温冷媒，高温冷媒与水体进行热交换，如此不断通过冷媒把室内空气中的热量搬运转移到水体中，由水体带走，水体就成了载冷体，水体中的热量主要散发到大气或被土壤吸收。

但是采用地下水进行热量交换的水源热泵机组在运行时会受限于地下水的水位，水位较低的地区相对来说初投资和运行费用较高，而且设备运行过程中会对地下水的水温产生局部影响，且在实际的工程中还会发生抽水井出水正常，但回灌井不能正常回水的现象，此时只能将水排入排水系统中，致使地下水减少，甚至还会产生地面沉降的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种水源热泵机组制热装置，该水源热泵机组制热装置通过将生产车间及工艺设备带出的低品位热量转化为高品位热量，在满足生产车间冬季制热及夏季除湿需求的同时，达到节能降耗、保护环境的目的。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种水源热泵机组制热装置，包括热泵机组以及与所述热泵机组进行热量交换的冷水机组，所述热泵机组具有热泵冷凝器和热泵蒸发器，所述热泵冷凝器与空调末端设备连接，为所述空调末端设备提供用于制热的能量；所述冷水机组具有冷水冷凝器和冷水蒸发器，所述冷水蒸发器与所述空调末端设备或生产设备连接，为所述空调末端设备提供用于降温或除湿的能量，或者通过换热器与所述生产设备的余热进行能量交换；其中，所述冷水冷凝器的出水口与所述热泵蒸发器的进水口之间设有第一送水管，所述热泵蒸发器的出水口与所述冷水冷凝器的进水口之间设有第一回水管，所述冷水冷凝器中含有余热的水流通过所述第一送水管流向所述热泵蒸发器，为所述热泵蒸发器提供所需的热能，所述热泵蒸发器中的液体通过所述第一回水管送回所述冷水冷凝器，为所述冷水冷凝器提供所需的冷能，以形成第一热量交换回路。

作为一种可实施的方式，所述水源热泵机组制热装置还包括与所述冷水蒸发器进行热量交换的冷却塔，所述冷却塔与所述冷水机组之间设有相互连通的第二送水管和第二回水管，以形成第二热量交换回路，所述冷水冷凝器中的热水可通过所述第二送水管流向所述冷却塔，所述冷却塔中的冷水通过所述第二回水管送回所述冷水冷凝器。

作为一种可实施的方式，所述水源热泵机组制热装置还包括信号连接的控制器、比例积分电动三通调节阀和第一电动阀，所述比例积分电动三通调节阀设于所述第一送水管与所述第二送水管之间，用以控制由所述冷水冷凝器流入所述第一送水管或所述第二送水管的水流量；

其中，所述第一回水管分别与所述第二送水管和所述第二回水管连接，所述第一电动阀设于所述第二送水管和所述第二回水管之间的第一回水管上，用于控制所述第一回水管是否与所述第二回水管连通。

作为一种可实施的方式，所述冷水冷凝器的进水口与出水口处均设有温度传感器，所述温度传感器与所述比例积分电动三通调节阀信号连接。

作为一种可实施的方式，所述冷却塔的进水口设有第二电动阀，所述冷却塔的出水口设有第三电动阀，所述第二电动阀和所述第三电动阀分别与所述控制器信号连接，当所述第一电动阀关闭时，所述第二电动阀和所述第三电动阀开启；当所述第一电动阀开启时，所述第二电动阀和所述第三电动阀关闭。

作为一种可实施的方式，所述第一回水管与所述第二回水管的汇流段设有循环水泵，所述循环水泵与所述控制器信号连接。

作为一种可实施的方式，所述循环水泵有多个，各个循环水泵并联设置。

作为一种可实施的方式，所述冷水蒸发器的输出端连接有换热器，所述换热器与所述生产设备连接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的水源热泵机组制热装置通过水源热泵压缩机做功，将冷水机组自生产车间或工艺设备带出的低品位热量与热泵机组换热形成可用于制热的高品位热量，在满足生产车间冬季制热及夏季除湿需求的同时，达到节能降耗、保护环境的目的；本实用新型无需采用地下水进行热量交换，避免回罐井回水不及时造成的水资源浪费；也无需采用工业余热或市政热源作为热源，在一定程度上避免了管辖工厂受经济市场的干扰而影响供热；本实用新型在满足各设备机组运行工况前提下，达到能量互换效果，同时降低冷却塔利用率和冷水机组负荷，大大降低了整套装置运行和维护成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型一个实施例所提供的结构示意图。

附图标记说明：

1、热泵机组；11、热泵冷凝器；12、热泵蒸发器；2、冷水机组；21、冷水冷凝器；22、冷水蒸发器；23、温度传感器；3、空调末端设备；4、生产设备；5、第一送水管；6、第一回水管；61、第一电动阀；7、冷却塔；8、第二送水管；81、第二电动阀；9、第二回水管；91、第三电动阀；92、循环水泵；10、比例积分电动三通调节阀。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请参阅图1，本实用新型提供了一种水源热泵机组制热装置，包括热泵机组1以及与热泵机组1进行热量交换的冷水机组2，具体地：热泵机组1具有热泵冷凝器11和热泵蒸发器12，冷水机组2具有冷水冷凝器21和冷水蒸发器22，其中，热泵冷凝器11与空调末端设备3连接，为空调末端设备3提供制热所需的能量，使空调末端设备3向室内供热，冷水蒸发器22既可以与空调末端设备3连接，也可以与生产设备4连接，当与空调末端设备3连接时，可以对室内的空气进行热交换，从而实现降温除湿的功能；当与生产设备4连接时，可以先连接换热器，例如效率较高的板式换热器等，通过板式换热器与生产设备4的余热进行能量交换，实现工业余热的回收。当然本申请最重要的在于，冷水冷凝器21的出水口与热泵蒸发器12的进水口之间设有第一送水管5，热泵蒸发器12的出水口与冷水冷凝器21进水口之间设有第一回水管6，冷水冷凝器21中含有余热的的水流通过第一送水管5流向热泵蒸发器12的加热室，并进一步通过热泵蒸发器12的加热室吸收汽化所需要的剩余热量，从而快速沸腾汽化，加热室中气化的液体还带有大量液沫，到了较大空间的蒸发室后，这些液体借自身凝聚或除沫器等的作用得以与蒸气分离，分离后的液体温度较低，可以将热泵蒸发器12中的这些液体通过第一回水管6泵送回冷水冷凝器21，为冷水冷凝器21提供所需的冷能，使其降温，从而形成第一热量交换回路。

由此可以看出，本实用新型提供的水源热泵机组制热装置通过水源热泵压缩机做功，将冷水机组2自生产车间或工艺设备带出的低品位热量与热泵机组1换热形成可用于制热的高品位热量，在满足生产车间冬季制热及夏季除湿需求的同时，达到节能降耗、保护环境的目的；本实用新型无需采用地下水进行热量交换，避免回罐井回水不及时造成的水资源浪费；也无需采用工业余热或市政热源作为热源，在一定程度上避免了管辖工厂受经济市场的干扰而影响供热。

上述水源热泵机组制热装置在冬季使用时，热泵机组1中的热泵蒸发器12足以满足冷水机组2中冷水冷凝器21的工作需求，但在夏季使用时，冷水机组2所需冷量较大，为了使本实用新型中的热泵机组1全年处于制热模式，冷水机组2全年处于制冷模式，在本实施例中还可以增设一台与冷水冷凝器21进行热量交换的冷却塔7，其中，冷却塔7与冷水机组2之间设有相互连通的第二送水管8和第二回水管9，以形成第二热量交换回路，冷水冷凝器21中含有余热的水流可通过第二送水管8流向冷却塔7，冷却塔7中的冷水通过第二回水管9送回冷水冷凝器21。

当然，为了使本实用新型所提供的水源热泵机组制热装置更加智能化，根据不同的气候自动调节热量交换的回路，满足实际生产需求，在本实施例中还增设了彼此之间信号连接的控制器、比例积分电动三通调节阀10和第一电动阀61，其中，比例积分电动三通调节阀10设于第一送水管5与第二送水管8之间，用以控制由冷水冷凝器21流入第一送水管5或第二送水管8的水流量，第一回水管6分别与第二送水管8和第二回水管9连接，第一电动阀61设于第二送水管8和第二回水管9之间的第一回水管6上，用于控制第一回水管6是否与第二回水管9连通。本实施例的工作原理为：在冬季时，第一电动阀61在控制器的作用下处于开启状态，比例积分电动三通调节阀10将打开第一送水管5，关闭第二送水管8，冷水冷凝器21的出水流向热泵蒸发器12，通过第一热量交换回路进行换热，冷却塔7停止工作；在夏季时，第一电动阀61在控制器的作用下处于关闭状态，比例积分电动三通调节阀10将开启第二送水管8，关闭第一送水管5，冷却水的出水流向冷却塔7，通过第二热量交换回路进行换热。

考虑到在冬季基本不需要冷却塔7工作，且在夏季为冷水机组2需要更多的冷量，为了更好地与热泵机组1和冷却塔7进行换热，本实施例还在冷却塔7的进水口设有第二电动阀81，冷却塔7的出水口设有第三电动阀91，同时在冷水冷凝器21的进水口与出水口处均设置一个与比例积分电动三通调节阀10信号连接的温度传感器23，温度传感器23用于检测进出冷水冷凝器21中冷却水的水温，控制器根据水温差控制比例积分电动三通调节阀10调节换热所需的水量和来源；其工作原理为：当在冬天工作时，控制器开启第一电动阀61，并关闭第二电动阀81和第三电动阀91，此时，通过第一热量交换回路进行换热；当在夏天工作时，控制器关闭第一电动阀61关闭，开启第二电动阀81和第三电动阀91开启，温度传感器23检测冷水冷凝器21进出口的温度，控制器根据温度差调节比例积分电动三通调节阀10，当温差较小时，冷水冷凝器21的水流先经第一送水管5流入热泵蒸发器12进行换热，然后再依次经第一回水管6和第二送水管8进入冷却塔7中进行换热，最后经第二回水管9进入到冷水冷凝器21中；当温差较大时，冷水冷凝器21的水流主要通过第二热量交换回路进行换热。本实用新型在满足各设备机组运行工况前提下，达到能量互换效果，同时降低冷却塔7利用率和冷水机组2负荷，大大降低了整套装置运行和维护成本。

当然为了降低成本，可以在第一回水管6与第二回水管9的汇流段设置与控制器信号连接的循环水泵92，为了更好的完成热量交换并提高工作效率，可以设置多个循环水泵92，各个循环水泵92并联设置。

以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种水源热泵机组制热装置，其特征在于，包括热泵机组以及与所述热泵机组进行热量交换的冷水机组，所述热泵机组具有热泵冷凝器和热泵蒸发器，所述热泵冷凝器与空调末端设备连接，为所述空调末端设备提供用于制热的能量；所述冷水机组具有冷水冷凝器和冷水蒸发器，所述冷水蒸发器与所述空调末端设备或生产设备连接，为所述空调末端设备提供用于降温或除湿的能量，或者通过换热器与所述生产设备的余热进行能量交换；其中，所述冷水冷凝器的出水口与所述热泵蒸发器的进水口之间设有第一送水管，所述热泵蒸发器的出水口与所述冷水冷凝器的进水口之间设有第一回水管，所述冷水冷凝器中含有余热的水流通过所述第一送水管流向所述热泵蒸发器，为所述热泵蒸发器提供所需的热能，所述热泵蒸发器中的液体通过所述第一回水管送回所述冷水冷凝器，为所述冷水冷凝器提供所需的冷能，以形成第一热量交换回路。

2.根据权利要求1所述的水源热泵机组制热装置，其特征在于，所述水源热泵机组制热装置还包括与所述冷水蒸发器进行热量交换的冷却塔，所述冷却塔与所述冷水机组之间设有相互连通的第二送水管和第二回水管，以形成第二热量交换回路，所述冷水冷凝器中的热水可通过所述第二送水管流向所述冷却塔，所述冷却塔中的冷水通过所述第二回水管送回所述冷水冷凝器。

3.根据权利要求2所述的水源热泵机组制热装置，其特征在于，所述水源热泵机组制热装置还包括信号连接的控制器、比例积分电动三通调节阀和第一电动阀，所述比例积分电动三通调节阀设于所述第一送水管与所述第二送水管之间，用以控制由所述冷水冷凝器流入所述第一送水管或所述第二送水管的水流量；

其中，所述第一回水管分别与所述第二送水管和所述第二回水管连接，所述第一电动阀设于所述第二送水管和所述第二回水管之间的第一回水管上，用于控制所述第一回水管是否与所述第二回水管连通。

4.根据权利要求3所述的水源热泵机组制热装置，其特征在于，所述冷水冷凝器的进水口与出水口处均设有温度传感器，所述温度传感器与所述比例积分电动三通调节阀信号连接。

5.根据权利要求3或4所述的水源热泵机组制热装置，其特征在于，所述冷却塔的进水口设有第二电动阀，所述冷却塔的出水口设有第三电动阀，所述第二电动阀和所述第三电动阀分别与所述控制器信号连接，当所述第一电动阀关闭时，所述第二电动阀和所述第三电动阀开启；当所述第一电动阀开启时，所述第二电动阀和所述第三电动阀关闭。

6.根据权利要求3所述的水源热泵机组制热装置，其特征在于，所述第一回水管与所述第二回水管的汇流段设有循环水泵，所述循环水泵与所述控制器信号连接。

7.根据权利要求6所述的水源热泵机组制热装置，其特征在于，所述循环水泵有多个，各个循环水泵并联设置。

8.根据权利要求1所述的水源热泵机组制热装置，其特征在于，所述冷水蒸发器的输出端连接有换热器，所述换热器与车间的生产设备连接。

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