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多源互补集散式热源塔热泵系统技术方案

技术编号:19130567 阅读:23 留言:0更新日期:2018-10-13 07:09
本发明专利技术公开了一种多源互补集散式热源塔热泵系统,包括制冷剂回路、热源塔回路、土壤供能回路、溶液再生回路和光热辅助再生回路。与现有技术相比,本发明专利技术在建筑外区内设有多个室内换热器,利用制冷剂回路与热源塔热泵主机直接相连接,保证冷热源系统高效的同时,实现逐个房间的单独灵活控制,提高部分负荷下的效率。本发明专利技术在建筑内区内设有多个室内换热器,充分利用建筑内区热量,实现溶液的自主再生,保证系统稳定运行,提高系统效率。本发明专利技术有热源塔热泵单供模式、土壤回路直供模式和热源塔热泵与土壤回路联供模式,结合内区废热自主再生及光热辅助再生,保障系统在极端工况,部分负荷等情况下可以稳定高效运行。

Multi source complementary distributed heat source tower heat pump system

The invention discloses a multi-source complementary distributed heat source tower heat pump system, which comprises a refrigerant loop, a heat source tower loop, a soil energy supply loop, a solution regeneration loop and a photothermal auxiliary regeneration loop. Compared with the prior art, the invention has a plurality of indoor heat exchangers in the outer area of a building, and directly connects the refrigerant loop with the heat source tower heat pump host to ensure the high efficiency of the cold and heat source system, at the same time realizes the individual flexible control of each room and improves the efficiency under partial load. The invention has a plurality of indoor heat exchangers in the inner area of a building, which makes full use of the heat in the inner area of the building, realizes the automatic regeneration of the solution, ensures the stable operation of the system and improves the efficiency of the system. The invention comprises a heat source tower heat pump single supply mode, a ground loop direct supply mode, a heat source tower heat pump and a ground loop combined supply mode, and combines waste heat self-regeneration and photothermal assisted regeneration in the inner zone to ensure stable and efficient operation of the system under extreme conditions, partial load, etc.

【技术实现步骤摘要】
多源互补集散式热源塔热泵系统
本专利技术涉及制冷空调系统设计和制造领域,尤其涉及利用土壤回路实现调峰、建筑内区热量及光热辅助实现溶液自主再生、集中式冷热源与分散末端相结合的多源互补集散式热源塔热泵系统。
技术介绍
目前建筑中普遍使用的供暖空调系统为冷水机组加锅炉、空气源热泵和水地源热泵。冷水机组加锅炉在冬季运行时冷水机组会闲置,设备使用率低。锅炉一次能源利用率低,且在使用过程中会污染环境。空气源热泵在夏季效率远低于水冷机组,在冬季运行时存在结霜问题,在夏热冬冷地区冬季寒冷潮湿的条件下,结霜尤为严重,严重影响供热的能力和效率。水地源热泵冬夏季效率均较高,但其初投资高,且受到地理地质条件限制。热源塔热泵系统具有设备利用率高、夏季效率与冷水机组相当、冬季无结霜问题、不受地质条件限制等优点,相比传统供暖空调系统具有较强优势,在夏热冬冷地区具有广泛的应用前景。目前的热源塔热泵系统主要与全空气系统、水系统相结合,实现建筑供冷供热。全空气系统风道尺寸大,占用空间较大;送风所需动力大,输配系统能耗远高于水系统,且难以实现逐个房间的单独调控。水系统与全空气系统相比,虽然其输配能耗有明显降低,且能实现房间的单独控制,但其调节的相应速度要低于氟系统,由于二次换热,其效率也低于氟系统。因此,将热源塔热泵与氟系统相结合,有望在保证冷热源高效的同时,兼具分散末端的灵活性及部分负荷下的高效性。除与末端的结合形式之外,热源塔热泵系统还存在以下问题:(1)热源塔热泵机组溶液再生需要的热量取自热泵机组过热段或过冷段,造成机组供热能力下降,亦或单独的热泵机组供应,增加了初投资;(2)极端天气下,系统供热能力与效率难以满足建筑要求。因此,如何结合建筑自身特点实现溶液的自主再生,利用多源互补实现恶劣工况下的稳定高效运行,并耦合分散式氟末端设计出一种新型的集散式热源塔热泵系统成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术的目的是提供一种解决热源塔系统因在最恶劣的工况的条件下供热需求不足,溶液再生方式影响热泵供热,且建筑各个房间要求独立控制室内温度和启停时间的问题,利用地埋管的调峰作用实现系统在恶劣工况下的稳定运行,并利用分散末端实现各个房间要求独立控制室内温度和启停时间,同时利用建筑内区的热量及太阳能光热实现溶液自主再生的多源互补集散式热源塔热泵系统。技术方案:本专利技术的多源互补集散式热源塔热泵系统,包括制冷剂回路、热源塔回路、土壤供能回路、溶液再生回路和光热辅助再生回路。其中,制冷剂回路包括压缩机、油分离器、单向阀、四通换向阀、第一板式换热器、第二板式换热器、第一室内换热器、第二室内换热器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀。制冷剂回路中,压缩机的输出端与四通换向阀的第一输入端相连,四通换向阀的第一输出端分别与第三电磁阀输入端和第七电磁阀输入端相连,第三电磁阀输出端与第一板式换热器制冷剂侧输入端相连,第一板式换热器制冷剂侧输出端与第四电磁阀的输入端相连,第四电磁阀的输出端和第七电磁阀输出端分别与第五电磁阀输入端和第八电磁阀输入端相连,第五电磁阀输出端与第二板式换热制冷剂侧输入端相连,第二板式换热器制冷剂侧输出端与第六电磁阀输入端相连,第六电磁阀输出端和第八电磁阀输出端分别与第一膨胀阀和第二膨胀阀相连,第一膨胀阀与第一室内换热器相连,第二膨胀阀与第二室内换热器相连,第一室内换热器与第一电磁阀输入端相连,第二室内换热器与第二电磁阀输入端相连,四通换向阀第二输入端分别于第一电磁阀输出端和第二电磁阀输出端相连,四通换向阀第二输出端与单向阀输入端相连,单向阀输出端与油分离器输入端相连,油分离器与压缩机输入端相连。热源塔回路包括热源塔、第一泵、第一板式换热器、第十一电磁阀、第十二电磁阀、第十三电磁阀、第十四电磁阀、第十五电磁阀。热源塔回路中,热源塔输出端与第十一电磁阀输入端相连,第十二电磁阀连接于第十一电磁阀与第一泵之间,第十三电磁阀连接于第一泵和第一板式换热器之间,第一板式换热器水(溶液)侧输出端与第十四电磁阀输入端相连,第十五电磁阀连接于第十四电磁阀和热源塔之间。土壤供能回路包括地埋管、第二板式换热器、第二泵、第九电磁阀、第十电磁阀。土壤功能回路中,地埋管输出端与第二泵输入端相连,第二泵输出端与第九电磁阀输入端相连,第九电磁阀输出端与第二板式换热器水侧输入端相连,第二板式换热器水侧输出端与第十电磁阀输入端相连,第十电磁阀输出端与地埋管输入端相连。溶液再生回路包括溶液再生装置、第三室内换热器、第四室内换热器、第三板式换热器、第三泵、第四泵、第十六电磁阀、第十七电磁阀、第十八电磁阀、第十九电磁阀、第二十电磁阀、第二十一电磁阀、第二十二电磁阀、第二十三电磁阀、第二十四电磁阀。溶液再生回路中,热源塔输出端与第十六电磁阀输入端相连,第十六电磁阀输出端与溶液再生装置溶液侧输入端相连,溶液再生溶液侧输出端与第十七电磁阀输入端相连,第十七电磁阀输出端与第三泵输入端相连,第十八电磁阀连接于第三泵与热源塔之间,溶液再生装置水侧输出端与第十九电磁阀输入端相连,第十九电磁阀输入端与第四泵输入端相连,第四泵输出端分别于第二十电磁阀和第二十一电磁阀相连,第二十电磁阀输出端与第三室内换热器输入端相连,第二十一电磁阀输出端与第四室内换热器输入端相连,第三室内换热器输出端和第四室内换热器输出端与第二十二电磁阀输入端和第二十四电磁阀输入端相连,第二十二电磁阀输出端与第三板式换热器第一输入端相连,第三板式换热器第一输出端和第二十三电磁阀输入端相连,第二十三电磁阀输出端和第二十四电磁阀输出端与溶液再生装置水侧输入端相连。光热辅助再生回路包括太阳能集热板、第三板式换热器、第五泵、第二十五电磁阀、第二十六电磁阀、第二十七电磁阀。光热辅助再生回路中,太阳能集热板输出端与第二十五电磁阀输入端相连,第二十五电磁阀输出端与第五泵输入端相连,第五泵输出端与第二十六电磁阀输入端相连,第二十六电磁阀输出端与第三板式换热器第二输入端相连,第三板式换热器第二输出端与第二十七电磁阀输入端相连,第二十七电磁阀输出端与太阳能集热板输入端相连。进一步的,本专利技术系统中,建筑外区内和建筑内区内都包含多个室内换热器。进一步的,本专利技术系统中,热源塔回路中的水泵为变频水泵,以匹配建筑外区内的负荷,达到节能的目的。进一步的,本专利技术系统中,热源塔中溶液浓度低于设定值时,溶液再生装置开启,建筑内区热负荷作为溶液再生的热源。进一步的,本专利技术系统中,溶液再生所需的热量增大时,太阳能集热板和建筑内区中的室内换热器串联,共同作为溶液再生的热源。进一步的,本专利技术系统中,地埋管在夏季初当其中的循环介质温度低于设定值时或冬季初当其中的循环介质温度高于设定值时,直接通过第二板式换热器将冷量或热量供给用户。进一步的,本专利技术系统中,热源塔在夏季室外湿球温度低于设定值或冬季室外干球温度高于设定值时单独作为机组的冷热源。热源塔和地埋管在夏季室外湿球温度高于设定值或冬季室外干球温度低于设定值时串联运行,共同作为机组的冷热源。多源互补集散式热源塔热泵系统,制冷剂回路中建筑外区内多个室内换热器与外区内的空气进行换热,室外机则包含两个换热器与室外冷热源本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种多源互补集散式热源塔热泵系统,其特征在于:包括制冷剂回路、热源塔回路、土壤供能回路、溶液再生回路和光热辅助再生回路;所述制冷剂回路包括压缩机(1)、油分离器(2)、单向阀(3)、四通换向阀(4)、第一板式换热器(7)、第二板式换热器(8)、第一室内换热器(5)、第二室内换热器(6)、第一膨胀阀(16)、第二膨胀阀(17),所述制冷剂回路通过第一板式换热器(7)与热源塔回路相连进行连接,所述压缩机(1)输入端与油分离器(2)相连,所述压缩机(1)输出端与四通换向阀(4)相连,所述四通换向阀(4)与第一板式换热器(7)相连,所述第一板式换热器(7)第一输入端与第一输出端之间并联一个第七电磁阀(29),所述第一板式换热器(7)与第二板式换热器(8)相连,所述第二板式换热器(8)第一输入端与第一输出端之间并联一个第八电磁阀(30),所述第二板式换热器(8)与第一室内换热器(5)、第二室内换热器(6)相连,所述第一室内换热器(5)、第二室内换热器(6)与四通换向阀相连(4),所述四通换向阀(4)通过单向阀(3)与油分离器(2)相连;所述热源塔回路包括热源塔(10)、第一泵(18)、第一板式换热器(7),所述热源塔(10)输出端通过电磁阀与第一泵(18)相连,所述第一泵(18)与第一板式换热器(7)相连,所述第一板式换热器(7)与热源塔(10)输入端相连;所述土壤供能回路包括地埋管(9)、第二板式换热器(8)、第二泵(19),所述土壤供能回路通过第二板式换热器(8)与制冷剂回路进行连接,所述地埋管(9)输出端与第二泵(19)相连,所述第二泵(19)输出端通过第九电磁阀(31)与第二换热器(8)水侧输入端相连,所述第二换热器(8)水侧输出端与地埋管(9)输入端通过第十电磁阀(32)相连;所述溶液再生回路包括溶液再生装置(11)、第三室内换热器(14)、第四室内换热器(15)、第三板式换热器(12)、第三泵(20)、第四泵(21),所述热源塔(10)输出端与溶液再生装置(11)溶液侧输入端相连,所述溶液再生装置(11)溶液侧输出端通过第三泵(20)与热源塔(10)第二输入端相连,所述溶液再生装置(11)水侧输出端通过第四泵(21)与第三室内换热器(14)、第四室内换热器(15)相连,所述第三室内换热器(14)、第四室内换热器(15)与第三板式换热器(12)相连,所述第三板式换热器(12)输入端与输出端之间并联一个第二十四电磁阀(46),所述第三板式换热器(12)输出端与溶液再生装置(11)相连;所述光热辅助再生回路包括太阳能集热板(13)、第三板式换热器(12)、第五泵(22),所述光热辅助回路通过第三板式换热器(12)与溶液再生回路进行连接,所述太阳能集热板(13)输出端与第五泵(22)相连,所述第五泵(22)与第三板式换热器(12)相连,所述第三板式换热器(12)输出端与太阳能集热板(13)相连。...

【技术特征摘要】
1.一种多源互补集散式热源塔热泵系统,其特征在于:包括制冷剂回路、热源塔回路、土壤供能回路、溶液再生回路和光热辅助再生回路;所述制冷剂回路包括压缩机(1)、油分离器(2)、单向阀(3)、四通换向阀(4)、第一板式换热器(7)、第二板式换热器(8)、第一室内换热器(5)、第二室内换热器(6)、第一膨胀阀(16)、第二膨胀阀(17),所述制冷剂回路通过第一板式换热器(7)与热源塔回路相连进行连接,所述压缩机(1)输入端与油分离器(2)相连,所述压缩机(1)输出端与四通换向阀(4)相连,所述四通换向阀(4)与第一板式换热器(7)相连,所述第一板式换热器(7)第一输入端与第一输出端之间并联一个第七电磁阀(29),所述第一板式换热器(7)与第二板式换热器(8)相连,所述第二板式换热器(8)第一输入端与第一输出端之间并联一个第八电磁阀(30),所述第二板式换热器(8)与第一室内换热器(5)、第二室内换热器(6)相连,所述第一室内换热器(5)、第二室内换热器(6)与四通换向阀相连(4),所述四通换向阀(4)通过单向阀(3)与油分离器(2)相连;所述热源塔回路包括热源塔(10)、第一泵(18)、第一板式换热器(7),所述热源塔(10)输出端通过电磁阀与第一泵(18)相连,所述第一泵(18)与第一板式换热器(7)相连,所述第一板式换热器(7)与热源塔(10)输入端相连;所述土壤供能回路包括地埋管(9)、第二板式换热器(8)、第二泵(19),所述土壤供能回路通过第二板式换热器(8)与制冷剂回路进行连接,所述地埋管(9)输出端与第二泵(19)相连,所述第二泵(19)输出端通过第九电磁阀(31)与第二换热器(8)水侧输入端相连,所述第二换热器(8)水侧输出端与地埋管(9)输入端通过第十电磁阀(32)相连;所述溶液再生回路包括溶液再生装置(11)、第三室内换热器(14)、第四室内换热器(15)、第三板式换热器(12)、第三泵(20)、第四泵(21),所述热源塔(10)输出端与溶液再生装置(11)溶液侧输入端相连,所述溶液再生装置(11)溶液侧输出端通过第三泵(20)与热源塔(10)第二输入端相连,所述溶液再生装置(11)水侧输出端通过第四泵(21)与第三室内换热器(14)、第四室内换热器(15)相连,所述第三室内换热器(14)、第四室内换热器(15)与第三板式换热器(12)相连,所述第三板式换热器(12)输入端与输出端之间并联一个第二十四电磁阀(46),所述第三板式换热器(12)输出端与溶...

【专利技术属性】
技术研发人员:张小松乐意黄世芳
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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