一种热泵蓄能系统及其运行控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种热泵蓄能系统及其运行控制方法，该热泵蓄能系统包括热泵模块、蓄冷罐、蓄热罐、预冷预热模块和第一换热器；热泵模块包括依次连通形成热泵回路的第一压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器，蓄冷罐与蒸发器的第一热源侧形成蓄冷回路，蓄冷罐与供冷管路连通和补水主管路连接；蓄热罐与冷凝器的第二冷源侧形成蓄热回路，蓄热罐还与供热管路和补水主管路连接；第一换热器具有第一换热侧和第二换热侧，第一换热侧与蓄冷罐形成预冷回路，第一换热侧还与蓄热罐形成预热回路；预冷预热模块与第二换热侧形成换热回路，用于为预冷回路内的水预冷和用于为预热回路内的水预热。该热泵蓄能系统能够双向节能并能最大限度减少运行费用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种热泵蓄能系统及其运行控制方法


[0001]本专利技术涉及供能
，特别涉及一种热泵蓄能系统及其运行控制方法。

技术介绍

[0002]近年来，生产生活过程中的供热供冷节能需求日益显著，很多生产生活消耗性用水的供冷供热过程中，采用天然气供热，不仅运行费用高，而且存在这诸多安全隐患；采用氨冷或冷水机组供冷，设备能效低、电费高，还产生了大量低品质热量排放和浪费，造成低品质能耗损失。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供了一种热泵蓄能系统及其运行控制方法，上述热泵蓄能系统实现了双向节能的目的，并能够最大限度减少系统运行费用。
[0004]为达到上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0005]一种热泵蓄能系统，包括：热泵模块、蓄冷罐、蓄热罐、预冷预热模块以及第一换热器；
[0006]所述热泵模块包括第一压缩机、冷凝器、节流阀以及蒸发器，所述蒸发器具有第一冷源侧和第一热源侧，所述冷凝器具有第二冷源侧和第二热源侧，所述第一冷源侧、第一压缩机、第二热源侧和节流阀依次连通形成热泵回路；
[0007]所述蓄冷罐与所述第一热源侧连通形成蓄冷回路，所述蓄冷回路上具有第一循环水泵，所述蓄冷罐还与用户的供冷管路连通，所述供冷管路上具有第二循环水泵，所述蓄冷罐通过第一补水管路与补水主管路连接，所述第一补水管路上具有第一补水开关阀；
[0008]所述蓄热罐与所述第二冷源侧连通形成蓄热回路，所述蓄热回路上具有第三循环水泵，所述蓄热罐还与用户的供热管路连通，所述供热管路上具有第四循环水泵，所述蓄热罐通过第二补水管路与补水主管路连接，所述第二补水管路上具有第二补水开关阀；
[0009]所述第一换热器具有第一换热侧和第二换热侧，所述第一换热侧与蓄冷罐连通形成预冷回路，所述预冷回路具有用于控制其自身开闭状态的第一开关组件以及第五循环水泵，所述第一换热侧与蓄热罐连通形成预热回路，所述预热回路上具有用于控制其自身开闭状态的第二开关组件以及第六循环水泵；
[0010]所述预冷预热模块与所述第二换热侧连通形成换热回路，用于为所述预冷回路内的水预冷以及用于为所述预热回路内的水预热。
[0011]本专利技术提供的热泵蓄能系统中，包括热泵模块、蓄冷罐、蓄热罐、预冷预热模块以及第一换热器，热泵模块中的蒸发器、第一压缩机、冷凝器以及节流阀依次连通形成热泵回路，蓄冷罐与蒸发器之间连通形成有蓄冷回路，蓄冷罐还与用户的供冷管路连通，蓄热罐与冷凝器之前连通形成有蓄热回路，蓄热罐还与用户的供热管路连通，预冷预热模块与第一换热器之间连通形成有换热回路，蓄冷罐与预冷预热模块之间连通形成有预冷回路，蓄冷罐与预冷预热模块之间连通形成有预热回路，通过调节各个回路上的开关或者循环水泵的
状态，能够实现系统不同的运行工况，而热泵模块启动运行时，能够通过热泵和蓄能技术产生高温热水和低温冷水，且可以通过预冷预热模块的预冷作用或者预热作用使得高温热水和低温冷水的水温的达到要求，进而满足同时低温供冷和高温供热的生产生活消耗用能需求。上述热泵蓄能系统能够采用热泵和蓄能技术“以电代气”通过利用可再生能源中的低品质热量，利用高效热泵机组实现高温供热，同时利用自来水补水提取热量后产生低温的冷水，实现了双向节能的目的，并可结合用能周期特点，利用峰谷电价，实现蓄冷/蓄热，最大限度减少系统运行费用。
[0012]可选地，所述预冷预热模块包括第二压缩机、换向阀、第二换热器以及循环风扇，所述第二压缩机、第二换热侧、换向阀以及第二换热器依次连通形成所述换热回路，所述循环风扇与所述第二换热器相对设置。
[0013]可选地，所述蓄冷罐具有蓄冷进口、蓄冷出口、供冷出口以及冷水补水口；
[0014]所述蓄冷进口与所述蒸发器的第一热源侧的出口通过第一蓄冷管路连通，所述蓄冷出口与所述蒸发器的第一热源侧的进口通过第二蓄冷管路连通，以使所述蓄冷罐与所述第一热源侧形成蓄冷回路，所述第二蓄冷管路上具有所述第一循环水泵，所述第一循环水泵用于使得所述蓄冷回路中的冷水由所述蓄冷罐流向所述蒸发器，所述供冷出口与用户的供冷管路连通，所述冷水补水口与所述第一补水管路连通。
[0015]可选地，所述蓄热罐具有蓄热进口、蓄热出口、供热出口以及热水补水口；
[0016]所述蓄热进口与所述冷凝器的第二冷源侧的出口通过第一蓄热管路连通，所述蓄热出口与所述冷凝器的第二冷源侧的进口通过第二蓄热管路连通，以使所述蓄热管与所述第二冷源侧形成蓄热回路，所述第二蓄热管路上具有所述第三循环水泵，所述第三循环水泵与用于使得蓄热回路中的热水由所述蓄热罐流向所述冷凝器，所述供热出口与用户的供热管路连通，所述热水补水口与所述第二补水管路连通。
[0017]可选地，所述第一换热器的第一换热侧包括可与所述第二换热侧进行换热的第一换热通道和第二换热通道；
[0018]所述第一换热通道的第一端口通过第一预冷管路与所述蓄冷罐的冷水补水口连通，所述第一换热通道的第二端口通过第二预冷管路与所述第二换热通道的第二端口连通，所述第二换热通道的第一端口通过第三预冷管路与所述蓄冷罐的蓄冷出口连通，以使所述第一换热侧、第一热源侧以及所述蓄冷罐依次连通形成预冷回路；
[0019]其中，所述第一预冷管路上设置有所述第五循环水泵和第一预冷开关阀，所述第五循环水泵用于使得所述预冷回路中的冷水由所述蓄冷罐朝向所述第一换热器流动，所述第二预热管路上设置有第二预冷开关阀，所述第三预热管路上设置有第三预冷开关阀，所述第一预冷开关阀、第二预冷开关阀和第三预冷开关阀组成所述第一开关组件。
[0020]可选地，所述第一预冷开关阀位于所述第五循环水泵的出口与所述第一换热通道的第一端口之间，所述第一补水管路可以通过所述第一预冷管路分别与所述蓄冷罐的冷水补水口以及与所述第五循环水泵的进口连通。
[0021]可选地，所述第一换热通道的第二端口通过第一预热管路与所述蓄热罐的热水补水口连通，所述第一换热通道的第一端口通过第二预热管路与所述第二换热通道的第一端口连通，所述第二换热通道的第二端口通过第三预热管路与所述蓄热管的蓄热出口连通，以使所述第一换热侧与所述蓄热罐连通形成预热回路，所述预热回路包括所述第一换热侧
与所述蓄热罐之间相互连通形成的第一子回路以及所述第一换热侧、第二冷源侧以及蓄热罐依次连通形成的第二子回路；
[0022]其中，所述第一预热管路上设置有第六循环水泵和第一预热开关阀，所述第五循环水泵用于使得所述预热回路中的热水由所述蓄热罐朝向所述第一换热器流动，所述第二预热管路上设置有第二预热开关阀，所述第三预热管路上设置有第三预热开关阀，所述第一预热开关阀、第二预热开关阀以及第三预热开关阀组成所述第二开关组件。
[0023]可选地，所述第一预热开关阀位于所述第六循环水泵的出口与所述第一换热通道的第二端口之间，所述第二补水管路通过所述第一预热管路分别与所述蓄热罐的热水补水口以及所述第六循环水泵的进口连通。
[0024]可选地，所述连接管路上设置有定压补水器。
[0025本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热泵蓄能系统，其特征在于，包括：热泵模块、蓄冷罐、蓄热罐、预冷预热模块以及第一换热器；所述热泵模块包括第一压缩机、冷凝器、节流阀以及蒸发器，所述蒸发器具有第一冷源侧和第一热源侧，所述冷凝器具有第二冷源侧和第二热源侧，所述第一冷源侧、第一压缩机、第二热源侧和节流阀依次连通形成热泵回路；所述蓄冷罐与所述第一热源侧连通形成蓄冷回路，所述蓄冷回路上具有第一循环水泵，所述蓄冷罐还与用户的供冷管路连通，所述供冷管路上具有第二循环水泵，所述蓄冷罐通过第一补水管路与补水主管路连接，所述第一补水管路上具有第一补水开关阀；所述蓄热罐与所述第二冷源侧连通形成蓄热回路，所述蓄热回路上具有第三循环水泵，所述蓄热罐还与用户的供热管路连通，所述供热管路上具有第四循环水泵，所述蓄热罐通过第二补水管路与补水主管路连接，所述第二补水管路上具有第二补水开关阀；所述第一换热器具有第一换热侧和第二换热侧，所述第一换热侧与蓄冷罐连通形成预冷回路，所述预冷回路具有用于控制其自身开闭状态的第一开关组件以及第五循环水泵，所述第一换热侧与蓄热罐连通形成预热回路，所述预热回路上具有用于控制其自身开闭状态的第二开关组件以及第六循环水泵；所述预冷预热模块与所述第二换热侧连通形成换热回路，用于为所述预冷回路内的水预冷以及用于为所述预热回路内的水预热。2.根据权利要求1所述的热泵蓄能系统，其特征在于，所述预冷预热模块包括第二压缩机、换向阀、第二换热器以及循环风扇，所述第二压缩机、第二换热侧、换向阀以及第二换热器依次连通形成所述换热回路，所述循环风扇与所述第二换热器相对设置。3.根据权利要求1所述的热泵蓄能系统，其特征在于，所述蓄冷罐具有蓄冷进口、蓄冷出口、供冷出口以及冷水补水口；所述蓄冷进口与所述蒸发器的第一热源侧的出口通过第一蓄冷管路连通，所述蓄冷出口与所述蒸发器的第一热源侧的进口通过第二蓄冷管路连通，以使所述蓄冷罐与所述第一热源侧形成蓄冷回路，所述第二蓄冷管路上具有所述第一循环水泵，所述第一循环水泵用于使得所述蓄冷回路中的冷水由所述蓄冷罐流向所述蒸发器，所述供冷出口与用户的供冷管路连通，所述冷水补水口与所述第一补水管路连通。4.根据权利要求2所述的热泵蓄能系统，其特征在于，所述蓄热罐具有蓄热进口、蓄热出口、供热出口以及热水补水口；所述蓄热进口与所述冷凝器的第二冷源侧的出口通过第一蓄热管路连通，所述蓄热出口与所述冷凝器的第二冷源侧的进口通过第二蓄热管路连通，以使所述蓄热管与所述第二冷源侧形成蓄热回路，所述第二蓄热管路上具有所述第三循环水泵，所述第三循环水泵与用于使得蓄热回路中的热水由所述蓄热罐流向所述冷凝器，所述供热出口与用户的供热管路连通，所述热水补水口与所述第二补水管路连通。5.根据权利要求4所述的热泵蓄能系统，其特征在于，所述第一换热器的第一换热侧包括可与所述第二换热侧进行换热的第一换热通道和第二换热通道；所述第一换热通道的第一端口通过第一预冷管路与所述蓄冷罐的冷水补水口连通，所述第一换热通道的第二端口通过第二预冷管路与所述第二换热通道的第二端口连通，所述第二换热通道的第一端口通过第三预冷管路与所述蓄冷罐的蓄冷出口连通，以使所述第一
换热侧、第一热源侧以及所述蓄冷罐依次连通形成预冷回路；其中，所述第一预冷管路上设置有所述第五循环水泵和第一预冷开关阀，所述第五循环水泵用于使得所述预冷回路中的冷水由所述蓄冷罐朝向所述第一换热器流动，所述第二预热管路上设置有第二预冷开关阀，所述第三预热管路上设置有第三预冷开关阀，所述第一预冷开关阀、第二预冷开关阀和第三预冷开关阀组成所述第一开关组件。6.根据权利要求5所述的热泵蓄能系统，其特征在于，所述第一预冷开关阀位于所述第五循环水泵的出口与所述第一换热通道的第一端口之间，所述第一补水管路可以通过所述第一预冷管路分别与所述蓄冷罐的冷水补水口以及与所述第五循环水泵的进口连通。7.根据权利要求5所述的热泵蓄能系统，其特征在于，所述第一换热通道的第二端口通过第一预热管路与所述蓄热罐的热水补水口连通，所述第一换热通道的第一端口通过第二预热管路与所述第二换热通道的第一端口连通，所述第二换热通道的第二端口通过第三预热管路与所述蓄热管的蓄热出口连通，以使所述第一换热侧与所述蓄热罐连通形成预热回路，所述预热回路包括所述第一换热侧与所述蓄热罐之间相互连通形成的第一子回路以及所述第一换热侧、第二冷源侧以及蓄热罐依次连通形成的第二子回路；其中，所述第一预热管路上设置有第六循环水泵和第一预热开关阀，所述第五循环水泵用于使得所述预热回路中的热水由所述蓄热罐朝向所述第一换热器流动，所述第二预热管路上设置有第二预热开关阀，所述第三预热管路上设置有第三预热开关阀，所述第一预热开关阀、第二预热开关阀以及第三预热开关阀组成所述第二开关组件。8.根据权利要求7所述的热泵蓄能系统，其特征在于，所述第一预热开关阀位于所述第六循环水泵的出口与所述第一换热通道的第二端口之间，所述第二补水管路通过所述第一预热管路分别与所述蓄热罐的热水补水口以及所述第六循环水泵的进口连通。9.根据权利要求1所述的热泵蓄能系统，其特征在于，所述连接管路上设置有定压补水器。10.根据权利要求1
‑
9任一项所述的热泵蓄能系统，其特征在于，还包括温度传感器组件、液位传感器组件以及控制模块；所述温度传感器组件用于检测所述补水主管路处的冷水的水温、所述预冷回路中的水与所述预冷预热模块换热前和换热后的水温、所述预热回路中的水与所述预冷预热模块换热前和换热后的水温、所述蒸发器的第一热源侧的出口和进口处的水温、检测所述冷凝器的第二冷源侧的出口和进口处的水温以及所述蓄冷罐内冷水和所述蓄热罐内热水的水温；所述液位传感器组件用于检测所述蓄冷罐内冷水和所述蓄热罐内热水的水位；所述控制模块与所述温度传感器组件、所述液位传感器组件、所述热泵模块中的第一压缩机、所述预冷预热模块、第一循环水泵至第六循环水泵、第一开关组件、第二开关组件、第一补水开关阀以及第二补水开关阀均信号连接，用于根据温度传感器组件和所述液位传感器组件检测的状态信息，控制所述温度传感器组件、所述液...

【专利技术属性】
技术研发人员：张茂勇，刘笑君，严文渊，余承霖，
申请(专利权)人：天津清捷能源环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：