一种基于热源塔与冰蓄冷联合运行的高效供冷供热系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于热源塔与冰蓄冷联合运行的高效供冷供热系统。本发明专利技术提供的基于热源塔与冰蓄冷联合运行的高效供冷供热系统，在冬季室外温度较高的南方地区，实现夏季高效供冷，冬季高效供暖，并且充分利用峰谷电价；其主热泵机组冬季和夏季均处于相同压比工况下，机组运行稳定，能效高，设备利用率高；利用主热泵机组和制冰热泵机组串联运行，进行二次提热，确保机组始终处于稳定运行状态，系统可靠性好；其制冰热泵机组制取的为冰水混合物，直接采用水泵输送冷量，减少了传热过程，提高了能源利用率。其夏季单独或联合采用高效机组供冷模式、制冰模式、冰水供冷模式等，实现最大程度上降低运行费用和节能实现极端天气的高效供冷。

An efficient cooling and heating system based on combined operation of heat source tower and ice storage

【技术实现步骤摘要】
一种基于热源塔与冰蓄冷联合运行的高效供冷供热系统
本专利技术属于制冷空调系统集成的
，涉及一种高效供冷供热系统，尤其涉及一种基于热源塔与冰蓄冷联合运行的高效供冷供热系统。
技术介绍
在目前建筑制冷空调系统中，广泛使用的供冷/暖方式为冷水机组+锅炉燃煤、燃气或燃油和热泵机组空气源热泵、地源热泵和水源热泵两种，其供冷/热方式各有其优缺点和适用范围，设计和开发新型高效的供冷/暖系统对建筑节能有着重要的意义。因而一种新型的热泵系统—热源塔热泵系统应运而生。该系统在夏季以水冷冷水机组的供冷模式运行，而在冬季则以热泵的供热模式运行，冷却塔转化为吸热设备—热源塔，通过向塔内淋水填料表面喷淋溶液吸收空气中的热量，而热泵中的冷凝器提供热量实现系统供暖。采用该系统既不影响冷水机组夏季高效制冷性能，在冬季又可以替代锅炉供暖，提高了能源利用率和设备利用效率。然而由于冬季需要通过溶液在热源塔中从空气中吸热，因而在塔中循环防冻液，此极大的限制了热源塔热泵系统的应用，同时由于冬季和夏季热泵机组运行工况不一样，在冬季运行工况比夏季要恶劣，因而通常热源塔热泵系统在配置时兼顾冬季运行，热泵机组在夏季的能效比比常规冷水机组要低，本质上是牺牲了夏季部分性能来满足冬季正常运行。冰蓄冷技术充分利用了峰谷电价来实现用能费用的节省，然而冰蓄冷需要大面积蓄冰槽来储存，同时需要用载冷剂乙二醇来输送冷量，设备占地面积大，且投资高。针对以上问题，在充分考虑到南方地区气候特征的情况下冬季正常温度在4-7℃左右，且相对湿度在80%以上，基于热源塔与冰蓄冷联合运行来实现系统的供冷供热对于系统节能和设备综合利用具有重要意义。
技术实现思路
1、所要解决的技术问题：现有的热源塔热泵系统冬季需要通过溶液在热源塔中从空气中吸热，因而在塔中循环防冻液，此极大的限制了热源塔热泵系统的应用，而且牺牲了夏季部分性能来满足冬季正常运行。2、技术方案：为了解决以上问题，本专利技术提供了一种基于热源塔与冰蓄冷联合运行的高效供冷供热系统，包括主热泵机组和制冰热泵机组，所述主热泵机组包括第一冷凝器器和第一蒸发器，制冰热泵机组包括第二冷凝器器和第二蒸发器，还包括中温水箱、热源塔、用户侧，所述用户侧包括分水器和集水器，所述集水器的通过管道经过用户水泵、第十三阀门、第二阀门进入所述第一冷凝器器后，再通过管道经过第四阀门到达分水器，最终流回集水器；所述集水器中的水通过管道经过第十三阀门、第一阀门进入第一蒸发器，然后通过管道经过第三阀门进入冷水器，最终回流到集水器；所述第一阀门和第二阀门开启其中一个；所述中温水箱中的水通过管道经过第十四阀门、中温水泵、第十二阀门进入第一蒸发器，然后通过管道经过第六阀门流回中温水箱；所述中温水箱中的水通过管道经过第十四阀门、中温水泵、第十一阀门进入第一冷凝器器，然后经过第五阀门流回中温水箱；所述第十二阀门和第六阀门打开时，第十一阀门和第五阀门关闭，反之亦然；所述中温水箱中的水通过管道经过中温水循环泵进入第二冷凝器器，然后通过管道流回中温水箱；中温水箱中的水通过管道经过第七阀门、塔水泵进入大热源塔，然后通过管道经过第九阀门回流到中温水箱，所述冰水热泵机组下方设有冰水槽，所述冰水槽中的水通过管道经过第八阀门、塔水泵进入到热源塔，然后通过管道经过第十阀门流回冰水槽；所述第七阀门、第九阀门打开时，第八阀门、第十阀门关闭，反之亦然；所述冰水槽总的水通过管道进过冰水循环泵进入第二蒸发器，部分水凝固为冰并在重力作用以及热气旁通融冰作用下掉入冰水槽。还包括水水板换，所述冰水槽中的水通过管道经过冰水泵流入到水水板换,然后通过管道流回到冰水槽，所述集水器中的水通过管道经过用户水泵、第十五阀门进入水水板换，然后通过管道进入分水器，所述分水器中的水流回到集水器，在所述第十五阀门打开时，第十一第十四阀门关闭，所述主热泵机组、制冰热泵机组、中温水箱、热源塔也关闭。所述热源塔在加热工况时循环溶液从空气中吸收热量，在制热工况时循环溶液从空气中吸收热量。在冬季利用主热泵机组和冰水源热泵机组串联运行，实现供热的目的。在所述主热泵机组中，所述第一蒸发器上，第一冷凝器器在下方。在所述冰水热泵机组中，所述第二冷凝器器在上方，第二蒸发器在下方。3、有益效果：本专利技术提供的基于热源塔与冰蓄冷联合运行的高效供冷供热系统，在整体冬季室外温度较高的南方地区，可以实现系统夏季高效供冷，冬季高效供暖，并且可以充分利用峰谷电价，设备利用率高，具有很好的节能效果；其主热泵机组冬季和夏季均处于相同压比工况下，机组运行稳定，机组能效高，且设备利用率高；其利用主热泵机组和制冰热泵机组串联运行，进行二次提热，可以确保机组始终处于稳定运行状态，系统可靠性好；其制冰热泵机组制取的为冰水混合物，因而可以直接采用水泵输送冷量，减少了传热过程，提高了能源利用率。其夏季可以单独或联合采用高效机组供冷模式、制冰模式、冰水供冷模式等，及能实现最大程度上降低运行费用和节能，同时可以实现极端天气的高效供冷。附图说明图1为本专利技术的示意图。附图标记说明：1.主热泵机组；2.冰水热泵机组；3.第一蒸发器；4.第一冷凝器；5.第二冷凝器；6.第二蒸发器；7.中温水箱；8.分水器；9.集水器；10.热源塔；11.冰水槽；12.用户水泵；13.中温水泵；14.中温水循环泵；15.冰水循环泵；16.塔水泵；17.冰水泵；18.水水板换；A-1.第一阀门；B-1.第二阀门；A-3.第三阀门；B-3.第四阀门；A-4.第五阀门；B-4.第六阀门；A-7.第七阀门；B-7.第八阀门；A-8.第九阀门；B-8.第十阀门；A-2.第十一阀门；B-2.第十二阀门；AB-5.第十三阀门；AB-6.第十四阀门；C-1.第十五阀门。具体实施方式下面通过实施例来对本专利技术进行详细说明。一种基于热源塔与冰蓄冷联合运行的高效供冷供热系统，包括主热泵机组1和制冰热泵机组2，所述主热泵机组1包括第一冷凝器4器和第一蒸发器3，制冰热泵机组2包括第二冷凝器5器和第二蒸发器6，还包括中温水箱7、热源塔10、用户侧，所述用户侧包括分水器8和集水器9，所述集水器9的通过管道经过用户水泵12、第十三阀门AB-5、第二阀门B-1进入所述第一冷凝器4器后，再通过管道经过第四阀门B-3到达分水器8，最终流回集水器9；所述集水器9中的水通过管道经过第十三阀门AB-5、第一阀门A-1进入第一蒸发器3，然后通过管道经过第三阀门A-3进入冷水器，最终回流到集水器9；所述第一阀门A-1和第二阀门B-1开启其中一个；所述中温水箱7中的水通过管道经过第十四阀门AB-6、中温水泵13、第十二阀门B-2进入第一蒸发器3，然后通过管道经过第六阀门B-4流回中温水箱7；所述中温水箱7中的水通过管道经过第十四阀门AB-6、中温水泵13、第十一阀门A-2进入第一冷凝器4器，然后经过第五阀门A-4流回中温水箱7；所述第十二阀门B-2和第六阀门B-4打开时，第十一阀门A-2和第五阀门A-4关闭，反之亦然；所述中温水箱7中的水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于热源塔与冰蓄冷联合运行的高效供冷供热系统，包括主热泵机组（1）和制冰热泵机组（2），所述主热泵机组（1）包括第一冷凝器（4）器和第一蒸发器（3），制冰热泵机组（2）包括第二冷凝器（5）器和第二蒸发器（6），其特征在于：还包括中温水箱（7）、热源塔（10）、用户侧，所述用户侧包括分水器（8）和集水器（9），所述集水器（9）的通过管道经过用户水泵（12）、第十三阀门（AB-5）、第二阀门（B-1）进入所述第一冷凝器（4）器后，再通过管道经过第四阀门（B-3）到达分水器（8），最终流回集水器（9）；所述集水器（9）中的水通过管道经过第十三阀门（AB-5）、第一阀门（A-1）进入第一蒸发器（3），然后通过管道经过第三阀门（A-3）进入冷水器，最终回流到集水器（9）；所述第一阀门（A-1）和第二阀门（B-1）开启其中一个；所述中温水箱（7）中的水通过管道经过第十四阀门（AB-6）、中温水泵（13）、第十二阀门（B-2）进入第一蒸发器（3），然后通过管道经过第六阀门（B-4）流回中温水箱（7）；所述中温水箱（7）中的水通过管道经过第十四阀门（AB-6）、中温水泵（13）、第十一阀门（A-2）进入第一冷凝器（4）器，然后经过第五阀门（A-4）流回中温水箱（7）；所述第十二阀门（B-2）和第六阀门（B-4）打开时，第十一阀门（A-2）和第五阀门（A-4）关闭，反之亦然；所述中温水箱（7）中的水通过管道经过中温水循环泵（14）进入第二冷凝器（5）器，然后通过管道流回中温水箱（7）；中温水箱（7）中的水通过管道经过第七阀门（A-7）、塔水泵（16）进入大热源塔（10），然后通过管道经过第九阀门（A-8）回流到中温水箱（7），所述冰水热泵机组下方设有冰水槽（11），所述冰水槽（11）中的水通过管道经过第八阀门（B-7）、塔水泵（16）进入到热源塔（10），然后通过管道经过第十阀门（B-8）流回冰水槽（11）；所述第七阀门（A-7）、第九阀门（A-8）打开时，第八阀门（B-7）、第十阀门（B-8）关闭，反之亦然；所述冰水槽（11）总的水通过管道进过冰水循环泵（15）进入第二蒸发器（6），部分水凝固为冰并在重力作用以及热气旁通融冰作用下掉入冰水槽（11）。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于热源塔与冰蓄冷联合运行的高效供冷供热系统，包括主热泵机组（1）和制冰热泵机组（2），所述主热泵机组（1）包括第一冷凝器（4）器和第一蒸发器（3），制冰热泵机组（2）包括第二冷凝器（5）器和第二蒸发器（6），其特征在于：还包括中温水箱（7）、热源塔（10）、用户侧，所述用户侧包括分水器（8）和集水器（9），所述集水器（9）的通过管道经过用户水泵（12）、第十三阀门（AB-5）、第二阀门（B-1）进入所述第一冷凝器（4）器后，再通过管道经过第四阀门（B-3）到达分水器（8），最终流回集水器（9）；所述集水器（9）中的水通过管道经过第十三阀门（AB-5）、第一阀门（A-1）进入第一蒸发器（3），然后通过管道经过第三阀门（A-3）进入冷水器，最终回流到集水器（9）；所述第一阀门（A-1）和第二阀门（B-1）开启其中一个；所述中温水箱（7）中的水通过管道经过第十四阀门（AB-6）、中温水泵（13）、第十二阀门（B-2）进入第一蒸发器（3），然后通过管道经过第六阀门（B-4）流回中温水箱（7）；所述中温水箱（7）中的水通过管道经过第十四阀门（AB-6）、中温水泵（13）、第十一阀门（A-2）进入第一冷凝器（4）器，然后经过第五阀门（A-4）流回中温水箱（7）；所述第十二阀门（B-2）和第六阀门（B-4）打开时，第十一阀门（A-2）和第五阀门（A-4）关闭，反之亦然；所述中温水箱（7）中的水通过管道经过中温水循环泵（14）进入第二冷凝器（5）器，然后通过管道流回中温水箱（7）；中温水箱（7）中的水通过管道经过第七阀门（A-7）、塔水泵（16）进入大热源塔（10），然后通过管道经过第九阀门（A-8）回流到中温水箱（7），所述冰水热泵机组下方设有冰水槽（11），所述冰水槽（11）中的水通过管道经过第八阀门（B-7）、塔水泵（16）进入到热源塔（10），然后通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：文先太，曹先齐，余鹏飞，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：发明
国别省市：江苏;32