CN220453836U - 一种节能型户式水源热泵冷却水系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节能型户式水源热泵冷却水系统，包括与户式水源热泵(E1)相连的二次侧供回水系统，二次侧供回水系统连接有一次侧供回水系统，一次侧供回水系统和二次侧供回水系统之间设有二次侧旁通管(L13)，一次侧供回水系统连接有主供回水系统；还包括与户式水源热泵(E1)、二次侧供回水系统、一次侧供回水系统和主供回水系统相连的楼层水系统控制箱(C1)。本实用新型具有能够有效减少运行能耗浪费的特点。

Description

一种节能型户式水源热泵冷却水系统

技术领域

本实用新型涉及户式水源热泵领域，特别是一种节能型户式水源热泵冷却水系统。

背景技术

近年来随着地标性超高层商务办公及公寓建筑的兴起，常规的空气源多联机设备需要在避难层或设备平台设置大量的空调百叶，给建筑立面造成了不小的影响，传统的冷水机组加锅炉系统由于系统灵活性差不符合市场需求也基本不在业主考虑范围内。所以2010年来市场上出现了一种户式水源热泵产品，该产品既能满足建筑空调使用灵活性的要求，同时又不会对建筑立面产生破坏。

但是设备厂家为了保护户式水源热泵的安全性，要求户式水源热泵单台主机在运行过程中其水流量必须满足设计要求，并保持稳定，即单台主机流量满足在额定流量范围内。这样就会使得整个冷却水系统水量设计需满足所有户式水源热泵额定水量需求，即冷却水循环泵的水量设计是所有户式水源热泵额定水量的叠加；该种方式不仅将会大大增加冷却水循环泵选型时的流量及扬程，同时也加大了水管井道等土建条件，造成设备及土建初投资的增加；而且该配置也会导致实际运行后冷却水循环泵在绝大部分运行时间均处于大流量小温差状态，极大的浪费了水泵的能耗。因此，现有的技术存在着较大的运行能耗浪费问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种节能型户式水源热泵冷却水系统。本实用新型具有能够有效减少运行能耗浪费的特点。

本实用新型的技术方案：一种节能型户式水源热泵冷却水系统，包括与户式水源热泵相连的二次侧供回水系统，二次侧供回水系统连接有一次侧供回水系统，一次侧供回水系统和二次侧供回水系统之间设有二次侧旁通管，一次侧供回水系统连接有主供回水系统；还包括与户式水源热泵、二次侧供回水系统、一次侧供回水系统和主供回水系统相连的楼层水系统控制箱。

前述的一种节能型户式水源热泵冷却水系统中，所述二次侧供回水系统包括与户式水源热泵相连的二次侧供水支管和二次侧回水支管；二次侧供水支管连接有二次侧供水主管,二次侧回水支管连接有二次侧回水主管。

前述的一种节能型户式水源热泵冷却水系统中，所述二次侧供水主管上设有第三温度传感器、二次侧楼层泵和二次侧值班泵。

前述的一种节能型户式水源热泵冷却水系统中，所述一次侧供回水系统包括一次侧供水支管和一次侧回水支管，一次侧供水支管上设有第一温度传感器，一次侧回水支管上设有第二温度传感器和温差电动调节阀。

前述的一种节能型户式水源热泵冷却水系统中，所述主供回水系统包括冷热源机组，冷热源机组回水端依次连接有一次侧回水副主管和一次侧回水主管，一次侧回水主管与一次侧回水支管相连；冷热源机组的供水端依次连接有一次侧供水副主管和一次侧供水主管，一次侧供水主管与一次侧供水支管相连；一次侧供水副主管和一次侧供水主管之间还并联有一次侧夏季泵和一次侧冬季泵兼夏季值班泵。

前述的一种节能型户式水源热泵冷却水系统中，所述一次侧回水副主管和一次侧供水主管之间设有一次侧压差旁通调节阀组。

前述的一种节能型户式水源热泵冷却水系统中，所述一次侧供水副主管上设有第四温度传感器。

与现有技术相比，本实用新型通过设置二次侧旁通管将户式水源热泵的水系统分为一次侧供回水系统及二次侧供回水系统，通过在第一温度传感器、第二温度传感器、温差电动调节阀与楼层水系统控制箱之间的相互配合，使得一次侧供水支管及一次侧回水支管温差维持在合理范围内，避免因一次侧供回水系统长时间处于大流量小温差状态所造成的浪费水系统运行能耗。另外，本实用新型还通过在主供回水系统中设置两个并联的一次侧夏季泵和一次侧冬季泵兼夏季值班泵，可以根据实际负荷使用情况进行切换使用，大大节省了一次侧供回水系统的运行能耗。综上所述，本实用新型具有能够有效减少运行能耗浪费的特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1中一次侧和二次侧供回水系统的局部放大图；

图3是图1中主供回水系统的局部放大图。

附图中的标记为：L1-一次侧供水主管，L2-一次侧回水主管，L3-一次侧供水副主管，L4-一次侧回水副主管，L5-一次侧供水支管，L6-一次侧回水支管，L7-二次侧供水主管，L8-二次侧回水主管，L9-二次侧供水支管，L10-二次侧回水支管，L11-户内空调冷媒供管，L12-户内空调冷媒回管，L13-二次侧旁通管，A1-第一温度传感器,A2-第二温度传感器,A3-第三温度传感器,A4-第四温度传感器,A5-压差旁通调节阀组,P1-一次侧夏季泵,P2-一次侧冬季泵兼夏季值班泵,P3-二次侧楼层泵,P4-二次侧值班泵，E1-户式水源热泵，E2-冷热源机组，V1-温差电动调节阀，C1-楼层水系统控制箱。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明，但并不作为对本实用新型限制的依据。

实施例。一种节能型户式水源热泵冷却水系统，构成如图1-3所示，包括与户式水源热泵E1相连的二次侧供回水系统，二次侧供回水系统连接有一次侧供回水系统，一次侧供回水系统和二次侧供回水系统之间设有二次侧旁通管L13，一次侧供回水系统连接有主供回水系统；还包括与户式水源热泵E1、二次侧供回水系统、一次侧供回水系统和主供回水系统相连的楼层水系统控制箱C1。

所述二次侧供回水系统包括与户式水源热泵E1相连的二次侧供水支管L9和二次侧回水支管L10；二次侧供水支管L9连接有二次侧供水主管L7,二次侧回水支管L10连接有二次侧回水主管L8。

所述二次侧供水主管L7上设有第三温度传感器A3、二次侧楼层泵P3和二次侧值班泵P4。

所述一次侧供回水系统包括一次侧供水支管L5和一次侧回水支管L6，一次侧供水支管L5上设有第一温度传感器A1，一次侧回水支管L6上设有第二温度传感器A2和温差电动调节阀V1。

所述主供回水系统包括冷热源机组E2，冷热源机组E2回水端依次连接有一次侧回水副主管L4和一次侧回水主管L2，一次侧回水主管L2与一次侧回水支管L6相连；冷热源机组E2的供水端依次连接有一次侧供水副主管L3和一次侧供水主管L1，一次侧供水主管L1与一次侧供水支管L5相连；一次侧供水副主管L3和一次侧供水主管L1之间还并联有一次侧夏季泵P1和一次侧冬季泵兼夏季值班泵P2。

所述一次侧回水副主管L4和一次侧供水主管L1之间设有一次侧压差旁通调节阀组A5。

所述一次侧供水副主管L3上设有第四温度传感器A4。

通过设置二次侧旁通管L13将户式水源热泵E1水系统分为一次侧供回水系统及二次侧供回水系统；在二次侧旁通管L13右侧为一次侧供回水系统，在一次侧供水支管L5上设置第一温度传感器A1，在一次侧回水支管L6上设置第二温度传感器A2和温差电动调节阀V1，通过设置在一、二次侧供回水系统上的楼层水系统控制箱C1设定一次侧供水支管L5及一次侧回水支管L6的温差，并调节温差电动调节阀V1，使得一次侧供水支管L5及一次侧回水支管L6温差维持在合理范围内，避免一次侧供回水系统长时间处于大流量小温差状态，浪费水系统运行能耗。

在二次侧旁通管L13左侧为二次侧供回水系统，在二次侧供水主管L7上设有二次侧楼层泵P3和二次侧值班泵P4。二次侧楼层泵P3和二次侧值班泵P4均为变频泵，二次侧值班泵P4的参数为二次侧楼层泵P3的变频下限。通过读取楼层水系统控制箱C1中户式水源热泵的开机信号数量，调整二次侧楼层泵P3或二次侧值班泵P4的水泵频率，为户式水源热泵提供稳定的二次侧水流量。

一次侧供水支管L5及一次侧回水支管L6分别与一次侧供水主管L1及一次侧回水主管L2连接；一次侧夏季泵P1和一次侧冬季泵兼夏季值班泵P2设置在一次侧供水主管L1与一次侧供水副主管L3之间，一次侧夏季泵P1和一次侧冬季泵兼夏季值班泵P2为户式水源热泵E1提供一次冷却水；一次侧回水主管L2与一次侧回水副主管L4相连；在一次侧供水主管L1与一次侧回水副主管L4之间通过一次侧压差旁通调节阀组A5连接，一次侧压差旁通调节阀组A5通过读取一次侧供水主管L1与一次侧回水副主管L4压差，并与预先设定压差值进行比较，以此调节一次侧夏季泵P1或一次侧冬季泵兼夏季值班泵P2频率，使得一次侧供水主管A L1与一次侧回水副主管L4压差值达到设定值要求；通过冷热源机组E2把一次侧回水副主管L4与一次侧供水副主管L3相连，为户式水源热泵E1提供所需的冷热能源；在一次侧供水副主管L3上设置第四温度传感器A4用于监测从冷热源机组E2出来的一次侧供水温度。

另一方面，户式水源热泵E1运行后通过冷热处理后的冷媒介质通过户内空调冷媒供管L11送入户内机供用户制冷制热，然后冷媒介质在冷热处理户内空气后通过户内空调冷媒回管L12回到户式水源热泵E1内，如此往复循环实现户内温度平衡。

上述户式水源热泵冷却水系统运行控制策略如下：初始时当用户开启户式水源热泵E1时，信号输送到楼层水系统控制箱C1，根据二次侧供回水系统所启动的户式水源热泵E1数量判断启动二次侧水泵的型号(假设此时还没营业，该层只有一台水源热泵E1启动)，根据流量判断启动二次侧值班泵P4，二次水通过二次侧供水主管L7及二次侧供水支管L9进入户式水源热泵E1，通过二次侧回水支管L10、二次侧回水主管L8及二次侧旁通管L13回流到二次侧值班泵P4，当二次水流量满足户式水源热泵E1启动流量要求时启动户式水源热泵E1,冷热处理后的冷媒介质通过户内空调冷媒供管L11、户内空调冷媒回管L12及户内末端设备实现户内设计温度。随着物业开始营业，该楼层剩余水源热泵E1开始陆续启动，楼层水系统控制箱C1根据水源热泵E1开启台数计算出所需二次侧水量，调高二次侧值班泵P4频率，增大二次侧循环水量，当二次侧值班泵P4频率达到上限时，楼层水系统控制箱C1主动将二次侧值班泵P4切换到二次侧楼层泵P3，继续运行。当户式水源热泵E1关闭时，楼层水系统控制箱C1根据水源热泵E1运行台数计算出所需二次侧水量，调低二次侧楼层泵P3频率，减小二次侧循环水量。如此二次水循环往复，当设置在二次侧供水主管L7上的第三温度传感器A3监测到供水温度超出户式水源热泵E1的设定温度范围要求时，打开温差电动调节阀V1并启动一次侧夏季泵P1或一次侧冬季泵兼夏季值班泵P2，此时一次水经一次侧供水主管L1、一次侧供水支管L5、二次侧供水主管L7、二次侧供水支管L9、户式水源热泵E1、二次侧回水支管L10、二次侧回水主管L8、一次侧回水支管L6、一次侧回水主管L2、一次侧回水副主管L4、冷热源机组E2、一次侧供水副主管L3回到一次侧夏季泵P1或一次侧冬季泵兼夏季值班泵P2，如此循环往复使得二次侧供水温度达到设定温度范围要求。当设置在一次侧供水副主管L3上的4号温度传感器A4监测到一次侧供水温度超过户式水源热泵E1设定温度范围时启动冷热源机组E2，一次水经过冷热源机组E2的冷热处理后温度达到户式水源热泵E1设定温度范围要求。当用户户内所需冷热量减小时，导致一次侧供水支管L5与一次侧回水支管L6之间的温差减小，此时楼层水系统控制箱C1监测到位于一次侧供水支管L5上的第一温度传感器及位于一次侧回水支管L6上的第二温度传感器A2的温度，得出一次侧供回水支管之间的温差与设定温差值比对，若温差下降幅度达到设定要求则楼层水系统控制箱C1发出指令控制温差电动调节阀V1关小，减小一次侧水进入二次侧供回水系统的水流量，使得一次侧供回水支管之间的温差达到设定温差值要求。由于温差电动调节阀V1关小后，压差旁通调节阀组A5监测到一次侧供水主管AL1与一次侧回水副主管L4之间压差增大偏离了设定压差值，压差旁通调节阀组A5通过变频降低一次侧夏季泵P1或一次侧冬季泵兼夏季值班泵P2的频率来减少一次水供水量。通过以上户式水源热泵冷却水系统的运行控制，通过切换水泵型号使不同水泵最大限度的处于高效运行，而且在不同运行状态下水泵变频运行，可大大节省一次泵及二次泵的循环运行能耗。

作为优选，通过设置楼层水系统控制箱C1、二次侧楼层泵P3及二次侧值班泵P4，二次侧值班泵P4流量设计为二次侧楼层泵P3变频下限。楼层水系统控制箱C1根据所在楼层水源热泵E1的运行台数计算出二次侧供回水系统所需的二次水量，判断是通过调节当前水泵频率来调整二次侧水量还是切换水泵，在满足二次侧水量的前提下使水泵处于高效运行；通过设置温差电动调节阀V1、第一温度传感器A1及第二温度传感器A2，使一次侧供回水系统温差保持在合理范围内，避免一次侧供回水系统长期处于大流量小温差的耗能运行状态；设置一次侧冬季泵兼夏季值班泵P2，一次侧冬季泵兼夏季值班泵P2流量设计为一次侧夏季泵P1变频下限。当系统夏季运行负荷较小(如酒店式公寓物业初期入住率较低或白天使用人数较少系统负荷较少，办公物业晚上及周末加班时系统负荷较少)或处于冬季运行时，若此时开启一次侧夏季泵P1，则一次侧夏季泵P1长期处于低效率运行状态非常耗能，此时若开启一次侧冬季泵兼夏季值班泵P2便可满足小负荷时的需求，此时一次侧冬季泵兼夏季值班泵P2处于高效运行，大大节省了一次侧供回水系统的运行能耗。

上述控制过程采用常规的方式即可实现。

Claims (4)

1.一种节能型户式水源热泵冷却水系统，其特征在于：包括与户式水源热泵(E1)相连的二次侧供回水系统，二次侧供回水系统连接有一次侧供回水系统，一次侧供回水系统和二次侧供回水系统之间设有二次侧旁通管(L13)，一次侧供回水系统连接有主供回水系统；还包括与户式水源热泵(E1)、二次侧供回水系统、一次侧供回水系统和主供回水系统相连的楼层水系统控制箱(C1)；

所述二次侧供回水系统包括与户式水源热泵(E1)相连的二次侧供水支管(L9)和二次侧回水支管(L10)；二次侧供水支管(L9)连接有二次侧供水主管(L7),二次侧回水支管(L10)连接有二次侧回水主管(L8)；

所述二次侧供水主管(L7)上设有第三温度传感器(A3)、二次侧楼层泵(P3)和二次侧值班泵(P4)；

所述一次侧供回水系统包括一次侧供水支管(L5)和一次侧回水支管(L6)，一次侧供水支管(L5)上设有第一温度传感器(A1)，一次侧回水支管(L6)上设有第二温度传感器(A2)和温差电动调节阀(V1)。

2.根据权利要求1所述的一种节能型户式水源热泵冷却水系统，其特征在于：所述主供回水系统包括冷热源机组(E2)，冷热源机组(E2)回水端依次连接有一次侧回水副主管(L4)和一次侧回水主管(L2)，一次侧回水主管(L2)与一次侧回水支管(L6)相连；冷热源机组(E2)的供水端依次连接有一次侧供水副主管(L3)和一次侧供水主管(L1)，一次侧供水主管(L1)与一次侧供水支管(L5)相连；一次侧供水副主管(L3)和一次侧供水主管(L1)之间还并联有一次侧夏季泵(P1)和一次侧冬季泵兼夏季值班泵(P2)。

3.根据权利要求2所述的一种节能型户式水源热泵冷却水系统，其特征在于：所述一次侧回水副主管(L4)和一次侧供水主管(L1)之间设有一次侧压差旁通调节阀组(A5)。

4.根据权利要求2所述的一种节能型户式水源热泵冷却水系统，其特征在于：所述一次侧供水副主管(L3)上设有第四温度传感器(A4)。