CN216048129U - 一种双源水源热泵空调系统 - Google Patents

Abstract

一种双源水源热泵空调系统，包括河水系统、井水系统、冷水系统、热水系统。夏季水源热泵机组运行制冷工况利用河水作为冷却水向河水中放热，河水温度低于环境空气的温度，河水作为机组的冷却水，机组的制冷能效高，节省电能，且减少了冷却塔的投资；冬季水源热泵机组运行制热工况利用井水作为低品位的热源向井水中取热，井水温度常年恒温在19℃左右，机组的制热能效高，出水温度恒定；充分利用自然能河水和井水，全年运行能效高，节能降耗，运行稳定。

Description

一种双源水源热泵空调系统

技术领域

本实用新型涉及一种水源热泵空调系统，尤其是一种利用两种自然冷源的水源热泵空调系统。

背景技术

建筑节能，在发达国家最初为减少建筑中能量的散失，普遍称为“提高建筑中的能源利用率”，在保证提高建筑舒适性的条件下，合理使用能源，不断提高能源利用效率。

空调冷热源在建筑机电系统中能耗占比很大，（50%以上），现在市场上出现的很多新的技术，其实都是在这个方面来做节能。主要包括水地源热泵，空调过渡季全新风运行，磁悬浮冷机，光热，冷热电三联供提高能源梯级利用，温湿度独立控制、采用热回收装置。本专利涉及到采用水地源热泵技术实现建筑节能。

一般建筑需要冬季供热夏季供冷，常规系统有两种，一种常规系统配置锅炉作为建筑热源，配置水冷冷水机组+冷却塔作为建筑冷源，锅炉多为燃油锅炉或天然气锅炉，燃烧柴油和天然气的二氧花碳排风量大，且价格昂贵；水冷冷水机组+冷却塔系统夏季冷却水水温高，冷水机组的运行能效比较低，电能消耗高。另一种常规系统配置风冷热泵空调系统，风冷热泵冬季制热夏季制冷，冬季制热能效受室外环境温度的影响较大，室外环境温度越低制热能效越差，且存在冬季化霜过程，制热效果大打折扣；夏季制冷能效同样受室外环境温度的影响较大，室外环境温度越高制冷能效越差。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种双源水源热泵空调系统，充分利用自然界水源和地源，提高空调能效，降低建筑空调能耗。

技术方案：

一种双源水源热泵空调系统包括河水1，拦污栅栏2，引水渠道3，闸门4，吊装孔5，旋转滤网6，人孔7，取水管道8，沉淀水池9，河水取水泵10，自清过滤器11，河水取水管道12，上水管道13，综合水处理仪14，排水管道15，河水排水管道16，抽水井17，井水泵18，旋流除砂器19，井水供水管道20，井水回灌管道21，冷热水回水总管22，冷热水循环水泵23，冷热水供水总管24，水源热泵机组25，回灌井26，蒸发器25-1，冷凝器25-2，第一电动两通阀V1~第十二电动两通阀V12。

所述水源热泵机组25包括蒸发器25-1和冷凝器25-2。

所述一种双源水源热泵空调系统包括河水系统、井水系统、冷水系统、热水系统。

所述河水1、拦污栅栏2、引水渠道3、闸门4、吊装孔5、旋转滤网6、人孔7、取水管道8、沉淀水池9、河水取水泵10、自清过滤器11、河水取水管道12、第一电动两通阀V1、上水管道13、综合水处理仪14、第十二电动两通阀V12、冷凝器25-2、第十一电动两通阀V11、排水管道15、第三电动两通阀V3、河水排水管道16组成河水系统。河水1经过拦污栅栏2粗过滤后自流进入引水渠道3，依次经过闸门4、旋转滤网6、取水管道8，自流至沉淀水池9；通过河水取水泵10的增压作用，河水依次经沉淀水池9、自清过滤器11、河水取水管道12、第一电动两通阀V1、上水管道13、综合水处理仪14、第十二电动两通阀V12，河水流入冷凝器25-2，低温的河水在冷凝器25-2内进行换热后，河水水温升高；升高水温的河水从冷凝器25-2流出后依次经过第十一电动两通阀V11、排水管道15、第三电动两通阀V3、河水排水管道16后，排入河水1中，完成河水系统水循环和热交换过程。

所述抽水井17、井水泵18、旋流除砂器19、井水供水管道20、第二电动两通阀V2、上水管道13、综合水处理仪14、第九电动两通阀V9、蒸发器25-1、第十电动两通阀V10、排水管道15、第四电动两通阀V4、井水回灌管道21、回灌井26组成井水系统。通过井水泵18，井水从抽水井17中抽出，依次经过旋流除砂器19、井水供水管道20、第二电动两通阀V2、上水管道13、综合水处理仪、第九电动两通阀V9，高温的井水流入蒸发器25-1内进行换热，高温井水变为低温井水；从蒸发器25-1流出的低温井水，依次经过第十电动两通阀V10、排水管道15、第四电动两通阀V4、过井水回灌管道21，最后流到回灌井26，完成井水系统水循环和热交换过程。

所述冷热水回水总管22、冷热水循环水泵23、第五电动两通阀V5、蒸发器25-1、第六电动两通阀V6、冷热水供水总管24组成冷水系统。从空调末端系统流出的高温空调水经过冷热水回水总管22，通过冷热水循环水泵23加压，经过第五电动两通阀V5，进入水源热泵机组的蒸发器25-1中，经过换热后，高温空调水水温降低变为低温水；低温水经过第六电动两通阀V6、冷热水供水总管24后，到达空调末端系统，完成冷水系统水循环和热交换过程。

所述冷热水回水总管22、冷热水循环水泵23、电动两通阀V8、冷凝器25-2、第七电动两通阀V7、冷热水供水总管24组成热水系统。从空调末端系统回来的低温空调水经过冷热水回水总管22，通过冷热水循环水泵23加压，再经过第八电动两通阀V8，进入水源热泵机组的冷凝器25-2，在冷凝器25-2进行换热后水温升至高温热水，高温热水依次经过第七电动两通阀V7、冷热水供水总管24后，输送到空调末端系统，完成热水系统水循环和热交换过程。

有益效果

本专利一种利用两种自然冷源的水源热泵空调系统，夏季水源热泵机组运行制冷工况利用河水作为冷却水向河水中放热，河水温度低于环境空气的温度，河水作为机组的冷却水，机组的制冷能效高，节省电能，且减少了冷却塔的投资；冬季水源热泵机组运行制热工况利用井水作为低品位的热源向井水中取热，井水温度常年恒温在19℃左右，机组的制热能效高，出水温度恒定；充分利用自然能河水和井水，全年运行能效高，节能降耗，运行稳定。

附图说明

图 1 为本实用新型一种双源水源热泵空调系统系统示意图。

河水1，拦污栅栏2，引水渠道3，闸门4，上闸门4-1，下闸门4-2，吊装孔5，上吊装孔5-1，下吊装孔5-2，旋转滤网6，人孔7，取水管道8，沉淀水池9，河水取水泵10，上取水泵10-1，左取水泵10-2，自清过滤器11，上自清过滤器11-1，下自清过滤器11-2，河水取水管道12，上水管道13，综合水处理仪14，排水管道15，河水排水管道16，抽水井17，左抽水井17-1，右抽水井17-2，井水18，左井水泵18-1，右井水泵18-2，旋流除砂器19，井水供水管道20，井水回灌管道21，冷热水回水总管22，冷热水循环水泵23，上冷热水循环水泵23-1，下冷热水循环水泵23-2，冷热水供水总管24，水源热泵机组25，蒸发器25-1，冷凝器25-2，回灌井26，子回灌井26-1~26-4，第一电动两通阀V1~第十二电动两通阀V12。

具体实施方式

如图1所示，一种双源水源热泵空调系统包括河水1，拦污栅栏2，引水渠道3，闸门4，吊装孔5，旋转滤网6，人孔7，取水管道8，沉淀水池9，河水取水泵10，自清过滤器11，河水取水管道12，上水管道13，综合水处理仪14，排水管道15，河水排水管道16，抽水井17，井水泵18，旋流除砂器19，井水供水管道20，井水回灌管道21，冷热水回水总管22，冷热水循环水泵23，冷热水供水总管24，水源热泵机组25，回灌井26，蒸发器25-1，冷凝器25-2，第一电动两通阀V1~第十二电动两通阀V12。

所述闸门4包括上闸门4-1和下闸门4-2；其中一用一备；

所述吊装孔5包括上吊装孔5-1和下吊装孔5-2；其中一用一备；

所述河水取水泵10包括上取水泵10-1和左取水泵10-2，其中一用一备；

所述自清过滤器11包括上自清过滤器11-1和下自清过滤器11-2，其中一用一备；

所述抽水井17包括左抽水井17-1和右抽水井17-2，其中一用一备；

所述回灌井26包括4个子回灌井26-1~26-4；其中三用一备；

所述井水泵18包括左井水泵18-1和右井水泵18-2，其中一用一备；

所述冷热水循环水泵23包括上冷热水循环水泵23-1和下冷热水循环水泵23-2；其中一用一备；

所述水源热泵机组25包括蒸发器25-1和冷凝器25-2。所述蒸发器25-1的作用是使低温低压的液体制冷剂吸热蒸发成为气体，为现有技术；所述冷凝器25-2的作用是将高温高压的制冷剂气体冷凝成为液体，为现有技术。

根据水系统的功能分类，所述一种双源水源热泵空调系统包括河水系统、井水系统、冷水系统、热水系统。

所述河水1、拦污栅栏2、引水渠道3、闸门4、吊装孔5、旋转滤网6、人孔7、取水管道8、沉淀水池9、河水取水泵10、自清过滤器11、河水取水管道12、第一电动两通阀V1、上水管道13、综合水处理仪14、第十二电动两通阀V12、冷凝器25-2、第十一电动两通阀V11、排水管道15、第三电动两通阀V3、河水排水管道16组成河水系统。

当水源热泵机组25夏季运行制冷工况时，一种双源水源热泵空调系统使用河水系统；其工作原理为：河水为水源热泵机组提供冷却水，而水源热泵机组25向河水中放热，从而达到水源热泵机组25制冷的效果，具体实施步骤如下：

河水1经过拦污栅栏2粗过滤后自流进入引水渠道3，依次经过闸门4、旋转滤网6、取水管道8，自流至沉淀水池9；通过河水取水泵10的增压作用，河水依次经沉淀水池9、自清过滤器11、河水取水管道12、第一电动两通阀V1、上水管道13、综合水处理仪14、第十二电动两通阀V12，河水流入冷凝器25-2，低温的河水在冷凝器25-2内进行换热后，河水水温升高；升高水温的河水从冷凝器25-2流出后依次经过第十一电动两通阀V11、排水管道15、第三电动两通阀V3、河水排水管道16后，排入河水1中，完成河水系统水循环和热交换过程。

所述自清过滤器11为二次过滤河水的装置；

所述综合水处理仪14用于对河水进行水处理工作；

进一步的，通过闸门4升降控制引水渠道3流至旋转滤网6的水量；

所述抽水井17、井水泵18、旋流除砂器19、井水供水管道20、第二电动两通阀V2、上水管道13、综合水处理仪14、第九电动两通阀V9、蒸发器25-1、第十电动两通阀V10、排水管道15、第四电动两通阀V4、井水回灌管道21、回灌井26组成井水系统。当水源热泵机组25冬季运行制热工况时，一种双源水源热泵空调系统使用井水系统；其工作原理是，冬季井水为水源热泵机组提供低品位的热源水，即水源热泵机组从井水中取热，从而达到水源热泵机组25制热的效果，其具体工作步骤如下：通过井水泵18，井水从抽水井17中抽出，依次经过旋流除砂器19、井水供水管道20、第二电动两通阀V2、上水管道13、综合水处理仪、第九电动两通阀V9，高温的井水流入蒸发器25-1内进行换热，高温井水变为低温井水；从蒸发器25-1流出的低温井水，依次经过第十电动两通阀V10、排水管道15、第四电动两通阀V4、过井水回灌管道21，最后流到回灌井26，完成井水系统水循环和热交换过程。

所述旋流除砂器19通过旋流分选作用去除井水中的大颗粒杂质；

所述会管径19用于将蒸发器25-1内进行换热的低温井水回灌至地层中，防止地层因井水流失发生沉降。

所述冷热水回水总管22、冷热水循环水泵23、第五电动两通阀V5、蒸发器25-1、第六电动两通阀V6、冷热水供水总管24组成冷水系统。当水源热泵机组25夏季运行制冷工况时，从空调末端系统流出的12℃高温空调水经过冷热水回水总管22，通过冷热水循环水泵23加压，经过第五电动两通阀V5，进入水源热泵机组的蒸发器25-1中，经过换热后，12℃高温空调水水温降低到7℃；7℃的低温水经过第六电动两通阀V6、冷热水供水总管24后，到达空调末端系统，完成冷水系统水循环和热交换过程。

所述冷热水回水总管22、冷热水循环水泵23、第八电动两通阀V8、冷凝器25-2、第七电动两通阀V7、冷热水供水总管24组成热水系统。当水源热泵机组25冬季运行制热工况时，从空调末端系统回来的40℃低温空调水经过冷热水回水总管22，通过冷热水循环水泵23加压，再经过第八电动两通阀V8，进入水源热泵机组的冷凝器25-2，在冷凝器25-2进行换热后水温升至45℃，45℃的高温热水依次经过第七电动两通阀V7、冷热水供水总管24后，输送到空调末端系统，完成热水系统水循环和热交换过程。

基于上述系统构造，作为实施例，应用时本系统可以包含两种运行工况，分别为：夏季制冷运行工况、冬季制热运行工况。

夏季制冷运行工况：第一电动两通阀V1、第三电动两通阀V3、第五电动两通阀V5、第六电动两通阀V6、第十一电动两通阀V11和第十二电动两通阀V12为开，第二电动两通阀V2、第四电动两通阀V4、第七电动两通阀V7、第八电动两通阀V8、第九电动两通阀V9和第十电动两通阀V10为关。

冬季制热运行工况：第一电动两通阀V1、第三电动两通阀V3、第五电动两通阀V5、第六电动两通阀V6、第十一电动两通阀V11和第十二电动两通阀V12为关，第二电动两通阀V2、第四电动两通阀V4、第七电动两通阀V7、第八电动两通阀V8、第九电动两通阀V9和第十电动两通阀V10为开。

上述实施例中，多次出现不同的温度参数，其中高温热水是相对于低温水而言。在本领域，在冷水系统中高温空调水12℃，低温水7℃；而在热水系统中空调末端系统流出的为低温空调水40℃、高温热水45℃。

本实用新型的发明任务重点在系统构造方案，应用时控制和切换已为本领域系统控制中成熟的常规技术。

Claims (1)

1.一种双源水源热泵空调系统，其特征在于，包括河水（1）、拦污栅栏（2）、引水渠道（3）、闸门（4）、吊装孔（5）、旋转滤网（6）、人孔（7）、取水管道（8）、沉淀水池（9）、河水取水泵（10）、自清过滤器（11）、河水取水管道（12）、上水管道（13）、综合水处理仪（14）、排水管道（15）、河水排水管道（16）、抽水井（17）、井水泵（18）、旋流除砂器（19）、井水供水管道（20）、井水回灌管道（21）、冷热水回水总管（22）、冷热水循环水泵（23）、冷热水供水总管（24）、水源热泵机组（25）、回灌井（26）、蒸发器（25-1）、冷凝器（25-2）、第一电动两通阀（V1）~第十二电动两通阀（V12）；所述水源热泵机组（25）包括蒸发器（25-1）和冷凝器（25-2）；

所述一种双源水源热泵空调系统包括河水系统、井水系统、冷水系统、热水系统；

所述河水（1）、拦污栅栏（2）、引水渠道（3）、闸门（4）、吊装孔（5）、旋转滤网（6）、人孔（7）、取水管道（8）、沉淀水池（9）、河水取水泵（10）、自清过滤器（11）、河水取水管道（12）、第一电动两通阀（V1）、上水管道（13）、综合水处理仪（14）、第十二电动两通阀（V12）、冷凝器（25-2）、第十一电动两通阀（V11）、排水管道（15）、第三电动两通阀（V3）、河水排水管道（16）组成河水系统；河水（1）经过拦污栅栏（2）粗过滤后自流进入引水渠道（3），依次经过闸门（4）、旋转滤网（6）、取水管道（8），自流至沉淀水池（9）；通过河水取水泵（10）的增压作用，河水依次经沉淀水池（9）、自清过滤器（11）、河水取水管道（12）、第一电动两通阀（V1）、上水管道（13）、综合水处理仪（14）、第十二电动两通阀（V12），河水流入冷凝器（25-2），低温的河水在冷凝器（25-2）内进行换热后，河水水温升高；升高水温的河水从冷凝器（25-2）流出后依次经过第十一电动两通阀（V11）、排水管道（15）、第三电动两通阀（V3）、河水排水管道（16）后，排入河水（1）中，完成河水系统水循环和热交换过程；

所述抽水井（17）、井水泵（18）、旋流除砂器（19）、井水供水管道（20）、第二电动两通阀（V2）、上水管道（13）、综合水处理仪（14）、第九电动两通阀（V9）、蒸发器（25-1）、第十电动两通阀（V10）、排水管道（15）、第四电动两通阀（V4）、井水回灌管道（21）、回灌井（26）组成井水系统；通过井水泵（18），井水从抽水井（17）中抽出，依次经过旋流除砂器（19）、井水供水管道（20）、第二电动两通阀（V2）、上水管道（13）、综合水处理仪（14）、第九电动两通阀（V9），高温的井水流入蒸发器（25-1）内进行换热，高温井水变为低温井水；从蒸发器（25-1）流出的低温井水，依次经过第十电动两通阀（V10）、排水管道（15）、第四电动两通阀（V4）、过井水回灌管道（21），最后流到回灌井（26），完成井水系统水循环和热交换过程；

所述冷热水回水总管（22）、冷热水循环水泵（23）、第五电动两通阀（V5）、蒸发器（25-1）、第六电动两通阀（V6）、冷热水供水总管（24）组成冷水系统；从空调末端系统流出的高温空调水经过冷热水回水总管（22），通过冷热水循环水泵（23）加压，经过第五电动两通阀（V5），进入水源热泵机组的蒸发器（25-1）中，经过换热后，高温空调水水温降低变为低温水；低温水经过第六电动两通阀（V6）、冷热水供水总管（24）后，到达空调末端系统，完成冷水系统水循环和热交换过程；

所述冷热水回水总管（22）、冷热水循环水泵（23）、第八电动两通阀（V8）、冷凝器（25-2）、第七电动两通阀（V7）、冷热水供水总管（24）组成热水系统；从空调末端系统回来的低温空调水经过冷热水回水总管（22），通过冷热水循环水泵（23）加压，再经过第八电动两通阀（V8），进入水源热泵机组的冷凝器（25-2），在冷凝器（25-2）进行换热后水温升至高温热水，高温热水依次经过第七电动两通阀（V7）、冷热水供水总管（24）后，输送到空调末端系统，完成热水系统水循环和热交换过程。

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