一种热源塔热泵与水蓄能耦合的供冷供热系统和方法技术方案

本发明专利技术属于暖通技术领域，提出了一种热源塔热泵与水蓄能耦合的供冷供热系统和方法，该系统包括蓄能子系统，及与所述蓄能子系统相连的热源塔热泵子系统和供冷供热子系统，所述热源塔热泵子系统用于产生并输送热能或冷能，所述蓄能子系统用于存储热能或冷能，所述供冷供热子系统用于将热能或冷能提供给用户端使用。本发明专利技术采用蓄能罐和蓄能槽组合设计，增大了蓄能量，大大降低了储热储冷和供冷供热成本；蓄能罐可以将蓄能槽内散失的热能或冷能吸收，从而降低能量损失；该系统可以通过采用不同运行模式来应对多样用能需求波动，能够适应大容量蓄热蓄冷需求，储热储冷能力高，成本低，性能稳定可靠。定可靠。定可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种热源塔热泵与水蓄能耦合的供冷供热系统和方法


[0001]本专利技术涉及暖通
，具体而言，涉及一种热源塔热泵与水蓄能耦合的供冷供热系统和方法。

技术介绍

[0002]目前，供冷供热系统主要由热源塔热泵空调机组和双罐储能系统组成。热源塔热泵空调机组是一种冬季吸收室外空气中的热量为系统提供热量，夏季将系统的热量排出到室外的组合配套设备装置。热源塔热泵空调机组主要由热源塔、热泵主机和除霜机组合。热泵主机主要由蒸发器、压缩机、膨胀阀和冷凝器组成，工质依次在上述各部件中循环流动，不断改变状态，完成吸热与放热。在夏季需要制冷时，通过热源塔利用蒸发冷却为热泵机组提供稳定冷源；在冬季需要制热时，热源塔利用低于冰点载体介质，高效提取冰点以下的空气湿球显热能，从而为热泵机组提供可靠的热源。
[0003]在双罐储能系统中有一个热罐和一个冷罐，储热时通过泵将冷罐内的液体介质抽出，在其吸收热量后将之存储在热罐内，放热时通过泵将热罐内的高温介质抽出，在其释放热量后将其泵回冷罐。该双罐储能系统结构简单，技术成熟。
[0004]然而，目前的供冷供热系统仍然存在以下缺陷：（1）双罐储热系统由于具有两个储热罐，占地面积大，储热介质相应增加，系统储热成本较高。（2）热源塔热泵空调机组通过增设除霜机实现热泵主机除霜的目的，目前除霜机主要采用电热除霜或逆循环除霜方式，电热除霜方式是用电加热提供化霜热，具有系统简单、除霜完全、实现控制简单的优点，但存在耗电多不够经济的缺点；逆循环除霜通过四通阀换向使制冷剂沿环路反向流动，将热泵从制热工况转换成制冷工况，热泵从室内吸热排到室外换热器以融化其表面结霜。逆循环除霜方式简单易行，除霜效果良好。然而，在除霜时高低压对接过程会对系统各部件产生比较严重的冲击，系统可靠性受到影响。（3）在部分场合有较大的峰谷电价差时，如需要蓄冰，则需要另购蓄冰机组，既增加了占地面积又增加了系统投资，并且空调机组的利用效率低，影响系统的整体布置。

技术实现思路

[0005]鉴于上述问题，本专利技术提供了一种热源塔热泵与水蓄能耦合的供冷供热系统和方法，解决了现有技术中供冷供热系统占地面积大，系统储热成本较高，空调机组的利用效率低的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种热源塔热泵与水蓄能耦合的供冷供热系统，包括蓄能子系统，及与所述蓄能子系统相连的热源塔热泵子系统和供冷供热子系统，所述热源塔热泵子系统用于产生并输送热能或冷能，所述蓄能子系统用于存储热能或冷能，所述供冷供热子系统用于将热能或冷能提供给用户端使用；所述热源塔热泵子系统包括热泵主机和热源塔，所述热泵主机流体进出口端分别与蓄能子系统上下部相连，且其冷冻水进出口端分别与热源塔上下部相连；所述蓄能子系统包括蓄能罐和蓄能槽，
所述蓄能罐架设于蓄能槽上，且其底端部伸入蓄能槽内，所述蓄能槽内部设置有融冰盘管，所述融冰盘管的第一端口与热泵主机流体进出口端相连，所述蓄能罐侧部沿其高度方向设置有多个供水口，所述融冰盘管的第二端口和供水口通过管道与供冷供热子系统相连；所述供冷供热子系统包括风机盘管、冰晶过滤器、第三泵组、第四泵组和四通接头，所述融冰盘管的第二端口和蓄能槽的底部开口经第三泵组与冰晶过滤器相连，所述冰晶过滤器与四通接头一端口相连，且所述四通接头其余端口分别与风机盘管、用户端和蓄能槽相连通，多个所述供水口通过第四泵组与用户端相连，且所述供水口连接有风机盘管，所述风机盘管用于向用户端提供冷热风。
[0007]作为优选方案，所述热泵主机包括依次连接形成回路的第一换热器、压缩机、第二换热器和膨胀阀，所述蓄能槽内部设置有第三换热器，所述第三换热器进出口端与第一换热器的制冷剂进出口端相连。
[0008]作为优选方案，所述蓄能罐包括罐体、支柱和至少两个隔板，所述罐体通过支柱固设于蓄能槽上，两个所述隔板可滑动设于所述罐体内部，且一所述隔板设于罐体中部，以将罐体内部分隔成上蓄能腔和下蓄能腔，另一所述隔板设于罐体底端开口处，所述上蓄能腔和下蓄能腔内分别设置有上布水器和下布水器，所述上布水器和下布水器通过第一泵组和第二泵组分别与热泵主机流体进出口端相连，且所述第二泵组通过支管与蓄能槽相连通。
[0009]作为优选方案，所述隔板包括隔板主体，所述隔板主体顶端面和/或底端面上均匀设置有多个固定杆，所述固定杆端部可转动设置有滑轮，且所述滑轮与罐体内壁面抵接，所述隔板主体外侧壁设置有与罐体内壁面相贴近的密封环。
[0010]作为优选方案，所述罐体顶端部设置有安全阀，且其底端部设置有泄压阀，所述供水口安装有温度传感器，用于检测供水温度。
[0011]作为优选方案，所述蓄能槽的底部开口通过管道与热源塔流体入口端相连，且所述热源塔流体出口端通过管道与蓄能槽相连通。
[0012]本专利技术还提供了一种热源塔热泵与水蓄能耦合的供冷供热方法，应用于上述任一项所述的热源塔热泵与水蓄能耦合的供冷供热系统上，所述供冷供热方法包括如下模式：普通蓄冷、深度蓄冰、普通供冷、边供边蓄冷、普通蓄热、深度蓄热、普通供热和边供边蓄热。
[0013]作为优选方案，普通蓄冷模式启动前，蓄能罐的上蓄能腔充满热流体，其下蓄能腔内的冷流体排空，蓄能槽内的冷流体排空，隔板滑动到蓄能罐下部；普通蓄冷模式启动后，上蓄能腔内的热流体流出与热泵主机的制冷剂换热降温后，流入下蓄能腔内，当下蓄能腔充满后，隔板滑动到蓄能罐上部，再将换热降温后的冷流体输送至蓄能槽，直至蓄能槽充满；蓄能槽充满后，启动深度蓄冰模式，热泵主机内的制冷剂流入蓄能槽内的第三换热器中，第三换热器与蓄能槽内的冷流体进一步换热降温，形成冰晶；普通供冷模式启动后，蓄能罐内的冷流体通过不同供水口向用户端提供不同温度的冷流体，蓄能罐内的冷流体经融冰盘管形成过冷流体，过冷流体与蓄能槽的融化水混合后再经冰晶过滤器输送至风机盘管，风机盘管向用户端提供冷风；边供边蓄冷模式启动后，蓄能罐内的冷流体先经热泵主机换热降温后，再流入融冰盘管内，其余步骤与普通供冷模式相同。
[0014]作为优选方案，普通蓄热模式启动前，蓄能罐的下蓄能腔充满冷流体，其上蓄能腔内的热流体排空，隔板滑动到蓄能罐上部；普通蓄热模式启动后，下蓄能腔内的冷流体流出与热泵主机的制冷剂换热升温后，流入上蓄能腔内，当上蓄能腔充满后，隔板滑动到蓄能罐
下部；深度蓄热模式启动后，热泵主机内的制冷剂流入蓄能槽内的第三换热器中，第三换热器与蓄能槽内的冷流体换热升温形成热流体；普通供热模式启动后，蓄能罐内的热流体通过不同供水口向用户端提供不同温度的热流体，且蓄能槽内的热流体流入上蓄能腔内进行补充，蓄能罐的热流体还经供水口流入风机盘管，风机盘管向用户端提供热风；边供边蓄热模式启动后，蓄能槽内的热流体先经热泵主机换热升温后，再流入上蓄能腔内，其余步骤与普通供热模式相同。
[0015]作为优选方案，在普通蓄热、深度蓄热、普通供热和边供边蓄热模式中，所述蓄能槽内的流体通过管道与热源塔流体进口端相连，且所述热源塔流体出口端通过管道接入蓄热槽内。
[0016]与现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热源塔热泵与水蓄能耦合的供冷供热系统，其特征在于，包括蓄能子系统，及与所述蓄能子系统相连的热源塔热泵子系统和供冷供热子系统，所述热源塔热泵子系统用于产生并输送热能或冷能，所述蓄能子系统用于存储热能或冷能，所述供冷供热子系统用于将热能或冷能提供给用户端使用；所述热源塔热泵子系统包括热泵主机和热源塔，所述热泵主机流体进出口端分别与蓄能子系统上下部相连，且其冷冻水进出口端分别与热源塔上下部相连；所述蓄能子系统包括蓄能罐和蓄能槽，所述蓄能罐架设于蓄能槽上，且其底端部伸入蓄能槽内，所述蓄能槽内部设置有融冰盘管，所述融冰盘管的第一端口与热泵主机流体进出口端相连，所述蓄能罐侧部沿其高度方向设置有多个供水口，所述融冰盘管的第二端口和供水口通过管道与供冷供热子系统相连；所述供冷供热子系统包括风机盘管、冰晶过滤器、第三泵组、第四泵组和四通接头，所述融冰盘管的第二端口和蓄能槽的底部开口经第三泵组与冰晶过滤器相连，所述冰晶过滤器与四通接头一端口相连，且所述四通接头其余端口分别与风机盘管、用户端和蓄能槽相连通，多个所述供水口通过第四泵组与用户端相连，且所述供水口连接有风机盘管，所述风机盘管用于向用户端提供冷热风。2.根据权利要求1所述的热源塔热泵与水蓄能耦合的供冷供热系统，其特征在于，所述热泵主机包括依次连接形成回路的第一换热器、压缩机、第二换热器和膨胀阀，所述蓄能槽内部设置有第三换热器，所述第三换热器进出口端与第一换热器的制冷剂进出口端相连。3.根据权利要求1所述的热源塔热泵与水蓄能耦合的供冷供热系统，其特征在于，所述蓄能罐包括罐体、支柱和至少两个隔板，所述罐体通过支柱固设于蓄能槽上，两个所述隔板可滑动设于所述罐体内部，且一所述隔板设于罐体中部，以将罐体内部分隔成上蓄能腔和下蓄能腔，另一所述隔板设于罐体底端开口处，所述上蓄能腔和下蓄能腔内分别设置有上布水器和下布水器，所述上布水器和下布水器通过第一泵组和第二泵组分别与热泵主机流体进出口端相连，且所述第二泵组通过支管与蓄能槽相连通。4.根据权利要求3所述的热源塔热泵与水蓄能耦合的供冷供热系统，其特征在于，所述隔板包括隔板主体，所述隔板主体顶端面和/或底端面上均匀设置有多个固定杆，所述固定杆端部可转动设置有滑轮，且所述滑轮与罐体内壁面抵接，所述隔板主体外侧壁设置有与罐体内壁面相贴近的密封环。5.根据权利要求3所述的热源塔热泵与水蓄能耦合的供冷供热系统，其特征在于，所述罐体顶端部设置有安全阀，且其底端部设置有泄压阀，所述供水口安装有温度传感器，用于检测供水温度。6.根据权利要求1所述的热源塔热泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷光霁，孙茜，
申请(专利权)人：南京金宁能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：