一種冰蓄冷與汙水源熱泵相結合的空調系統的製作方法

2023-08-11 09:18:56

專利名稱：：一種冰蓄冷與汙水源熱泵相結合的空調系統的製作方法
技術領域：
：本發明涉及蓄能空調、水源熱泵
技術領域：
，特別是涉及一種冰蓄冷與汙水源熱泵相結合的空調系統。
背景技術：
：冰蓄冷空調是利用電網低負荷期的廉價電力通過制冷機製冷，將冷量以潛熱的形式儲藏於冰中，在電價昂貴的用電高峰期，將冰融化釋放出冷量來滿足空調冷負荷的要求，冰蓄冷空調一方面可以平衡電網負荷，另一方面可以為用戶節省空調運行費用，因此具有良好的社會效益和經濟效益。水源熱泵利用地表水、地下水、汙水等作為熱源或熱匯的既可供熱又可製冷的高效節能空調系統。水源熱泵通過輸入少量的高品位能源(如電能)，實現低溫位熱能向高溫位轉移。水體分別在冬季作為熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源，即在冬季，把地能中的熱量「取」出來，提高溫度後，供給室內採暖；夏季，把室內的熱量取出來，釋放到地能中去。水源熱泵，尤其是汙水源熱泵，由於汙水易堵，通常不直接進入熱泵機組，而是通過換熱器間接換熱，對換熱器的要求是汙水通道大，不易堵塞，易清洗，蓄冰槽恰好滿足汙水換熱器的要求，而且在冬季閒置不用，因此將蓄冰槽作為冬季汙水換熱器，可以提高蓄冰裝置的使用率，減少專門配置汙水換熱器的投資。另外，一些工程因汙水量不足，無法使用汙水源熱泵，或者在使用汙水源熱泵後，因汙水量不足導致汙水在提取熱量後結冰，這在一般的換熱器內是不允許的，而蓄冰裝置本身就是作為蓄冰用的，因此允許結冰。對於大多數公共建築，夜間不需供熱或供熱量小，而城市汙水是連續的，當白天因汙水不足使蓄冰裝置結冰後，夜間繼續提取汙水熱量，融化掉蓄冰裝置上的冰，即原本只能白天提取汙水熱量的熱泵系統變成24小時連續提取汙水熱量，提高汙水的使用率。
發明內容針對現有冰蓄冷系統蓄冰裝置冬天閒置、汙水源熱泵冬天需專門設置汙水換熱器的缺陷，本發明的目的在於在冰蓄冷系統的基礎上，不增加設備的情況下，利用城市汙水，提供一種冰蓄冷與汙水源熱泵相結合的空調系統，通過閥門切換，既能實現夏季冰蓄冷系統運行，又能實現冬季汙水源熱泵系統運行，提高蓄冰槽的利用率。為了達到上述發明的目的，本發明的技術方案以如下方式實現該冰蓄冷與汙水源熱泵相結合的空調系統，包括三工況熱泵機組、蓄冰槽、換熱器、循環水泵、載冷劑泵、冷卻水泵、冷卻塔(9)、集水器(1)和分水器(4)，以及1)載冷劑迴路三工況熱泵機組的蒸發器的出口端分兩路一路通過蓄冰槽和第一電動閥VI，另一路通過第二電動閥V2旁通後匯合；匯合後再分成兩路一路通過第四電動閥V4和換熱器，另一路通過第三電動閥V3後匯合；匯合後接載冷劑泵的入口端，載冷劑泵的出口端接三工況熱泵機組的蒸發器的入口端。2)空調水迴路循環水泵的入口端接集水器，循環水泵的出口端分兩路一路依次經過第六電動閥V6、換熱器、第七電動閥V7後進入分水器；另一路經過第五電動閥V5後進入三工況熱泵機組的冷凝器，後再分兩路一路經過第八電動閥V8進入分水器，另一路依次經過第十電動閥V10、冷卻塔、冷卻水泵和第九電動閥V9回到冷凝器。3)汙水迴路自汙水入口處分成兩路，一路依次經過第十二電動閥V12、蓄冰槽、第十一電動閥Vll進入汙水出口，另一路經過第十三電動閥V13後進入汙水出口。與現有技術相比，本發明的優點是不增加設備的情況下，利用城市汙水，提供一種冰蓄冷與汙水源熱泵相結合的空調系統，通過閥門切換，既能實現夏季冰蓄冷系統運行，又能實現冬季汙水源熱泵系統運行，提高蓄冰槽的利用率。充分發揮蓄冰槽通道寬，不易堵塞、易清洗，允許結冰性能在冬天的使用。圖1是本發明冰蓄冷與汙水源熱泵相結合的空調系統結構示意圖。具體實施例方式如圖1所示是本發明的冰蓄冷與汙水源熱泵相結合的空調系統結構示意圖。冰蓄冷與汙水源熱泵相結合的空調系統包括三工況熱泵機組11、蓄冰槽10、換熱器3、循環水泵2、載冷劑泵5、冷卻水泵8、冷卻塔9、集水器(1)和分水器(4)，以及1)載冷劑迴路三工況熱泵機組11的蒸發器6的出口端分兩路一路通過蓄冰槽10和第一電動閥VI，另一路通過第二電動閥V2旁通後匯合；匯合後再分成兩路一路通過第四電動閥V4和換熱器3，另一路通過第三電動閥V3後匯合；匯合後接載冷劑泵5的入口端，載冷劑泵5的出口端接三工況熱泵機組11的蒸發器6的入口端。2)空調水迴路循環水泵2的入口端連接集水器1，循環水泵2的出口端分兩路一路依次經過第六電動閥V6、換熱器3、第七電動閥V7後進入分水器4；另一路經過第五電動閥V5後進入三工況熱泵機組11的冷凝器7，後再分兩路一路經過第八電動閥V8進入分水器4，另一路依次經過第十電動閥V10、冷卻塔9、冷卻水泵8和第九電動閥V9回到冷凝器7ο3)汙水迴路自汙水入口處分成兩路，一路依次經過第十二電動閥V12、蓄冰槽10、第i^一電動閥Vll進入汙水出口，另一路經過第十三電動閥V13後進入汙水出口。其中，三工況熱泵機組可實現製冷、製冰、制熱工況。1、冬季運行參看圖1，關閉第二電動閥V2、第四電動閥V4、第六電動閥V6、第七電動閥V7、第九電動閥V9、第十電動閥VlO和第十三電動閥V13，開啟第一電動閥Vl、第三電動閥V3、第五電動閥V5、第八電動閥V8、第i^一電動閥Vll和第十二電動閥V12。冷卻水泵8和冷卻塔9停止工作，載冷劑泵5、循環水泵2運行，三工況熱泵機組11按制熱工況運行。載冷劑迴路中，載冷劑由三工況熱泵機組11的蒸發器6出來進入蓄冰槽10，提取蓄冰槽10中汙水的熱量後依次經第一電動閥VI、第三電動閥V3和載冷劑泵5回到三工況熱泵機組11的蒸發器6。空調水經集水器、第五電動閥V5後進入三工況熱泵機組11的冷凝器7，在冷凝器7內溫度升高後經第八電動閥V8進入分水器4。汙水經第十二電動閥V12進入蓄冰槽10，在蓄冰槽10內將熱量傳給載冷劑後經第十一電動閥Vll回到汙水幹道。本發明空調系統不僅能提取汙水中的顯熱，而且可以提取汙水中的潛熱，總提取熱量可以達到普通汙水源熱泵系統的3倍，可以將很多因汙水流量不夠或溫度偏低不能使用汙水源熱泵系統的項目變得可行。當因白天提取汙水中潛熱使蓄冰裝置10結冰後，夜間熱泵系統停止運行，但汙水仍然流經蓄冰槽10，將蓄冰槽10中的冰融化。2、夏季運行參看圖1，關閉第五電動閥V5、第八電動閥V8、第i^一電動閥Vll和第十二電動閥V12，開啟第六電動閥V6、第七電動閥V7、第九電動閥V9、第十電動閥VlO、和第十三電動閥V13。針對不同的運行工況，本發明中相應設備的運行狀況和閥門開關狀態如下表所不。tableseeoriginaldocumentpage5tableseeoriginaldocumentpage63、過渡季節當過渡季節不需空調時，所有設備停止運行，關閉第十一電動閥VII、第十二電動閥V12，開啟第十三電動閥V13，汙水順著市政汙水渠道流走，不經過蓄冰槽10。權利要求一種冰蓄冷與汙水源熱泵相結合的空調系統，包括三工況熱泵機組(11)、蓄冰槽(10)、換熱器(3)、循環水泵(2)、載冷劑泵(5)、冷卻水泵(8)、冷卻塔(9)、集水器(1)和分水器(4)，其特徵在於還包括1)載冷劑迴路三工況熱泵機組(11)的蒸發器(6)的出口端分兩路一路通過蓄冰槽(10)和第一電動閥(V1)，另一路通過第二電動閥(V2)旁通後匯合；匯合後再分成兩路一路通過第四電動閥(V4)和換熱器(3)，另一路通過第三電動閥(V3)後匯合；匯合後接載冷劑泵(5)的入口端，載冷劑泵(5)的出口端接三工況熱泵機組(11)的蒸發器(6)的入口端；2)空調水迴路循環水泵(2)的入口端接集水器(1)，循環水泵(2)的出口端分兩路一路依次經過第六電動閥(V6)、換熱器(3)、第七電動閥(V7)後進入分水器(4)；另一路經過第五電動閥(V5)後進入三工況熱泵機組(11)的冷凝器(7)，後再分兩路一路經過第八電動閥(V8)進入分水器(4)，另一路依次經過第十電動閥(V10)、冷卻塔(9)、冷卻水泵(8)和第九電動閥(V9)回到冷凝器(7)；3)汙水迴路自汙水入口處分成兩路，一路依次經過第十二電動閥(V12)、蓄冰槽(10)、第十一電動閥(V11)進入汙水出口，另一路經過第十三電動閥(V13)後進入汙水出口。全文摘要本發明公開一種冰蓄冷與汙水源熱泵相結合的空調系統，包括載冷劑迴路由蒸發器出口端分兩路一路經蓄冰槽和第一電動閥，一路經第二電動閥後匯合；後再分兩路一路經第四電動閥和換熱器，一路經第三電動閥後匯合；後接載冷劑泵入口端，載冷劑泵出口端接蒸發器入口端；空調水迴路循環水泵入口端接集水器，循環水泵出口端分兩路一路依次經第六電動閥、換熱器、第七電動閥後進分水器；一路經第五電動閥後進冷凝器，後再分兩路一路經第八電動閥進分水器，一路依次經第十電動閥、冷卻塔、冷卻水泵和第九電動閥回到冷凝器；汙水迴路自汙水入口，一路依次經第十二電動閥、蓄冰槽、第十一電動閥進汙水出口，一路經第十三電動閥進汙水出口。文檔編號F25B41/04GK101806476SQ20101013618公開日2010年8月18日申請日期2010年3月30日優先權日2010年3月30日發明者劉月琴,葉水泉,曾淼,董興傑,谷波,雷炳成申請人:上海交通大學;杭州源牌環境科技有限公司