地源耦合冰能塔热泵系统技术方案

本发明专利技术型公开了地源耦合冰能塔热泵系统技术方案是：包括冰能地源侧系统、冷热蓄功能阀组、冰水热泵机组、蓄能负荷系统组成，其特征在于在于华北平源腹地冬季供热期间，零度以上空气温度天气输出冰水载体与空气进行冷热交换获取冷水载体作为冰水热泵机组低温位热源,零度以下空气温度天气利用土壤源储存的融冰热源作为冰水热泵机组热源,系统可将传统地源热泵土壤源盘管敷设量减少到50%以上,将传统土壤源地下温度场下降7℃差范围扩大到14℃差存储容量翻倍，土壤源地下温度场下降越低越有利于冬季利用间隔的天气温和期进行土壤源地下温度场补能恢复和夏季利用热空气储能。下温度场补能恢复和夏季利用热空气储能。下温度场补能恢复和夏季利用热空气储能。

【技术实现步骤摘要】
地源耦合冰能塔热泵系统


[0001]本专利技术型涉及的地源耦合冰能塔热泵系统涉及到我国环境保护与资源新能源节能技术两大领域。
[0002]环境保护与资源：随着世界人类生活水品的不断提高、建筑用能持续增加，其中长江流域及以南地区供热能源结构来源主要依赖化石能源燃煤和天然气供热产生了大量的黑碳和二氧化碳排放，其中二氧化碳在水汽里释放碳酸根离子和氢离子凝结核，是导致冬季天气温和水汽过盈影响碳微颗粒向大气层扩散，形成雾霾天气影响人类生存健康，地源耦合冰能塔热泵系统是在冬季高效地利用南方水汽资源、耦合水等资源制冰取热减少化石能源消费的技术。
[0003]新能源节能技术：冬季赤道暖湿气流北上与南下冷空气对流在我国长江流域水蒸气达到饱和状态，化石能源燃烧排放了大量雾霾凝结核，是雾霾成因的组成，雾霾空气中含有大量由太阳能辐射转化生成的可再生水汽低温位热源，通过一种地源耦合冰能塔热泵系统，冬季以冰水溶液相变小温差传热高效地吸收雾霾水汽能，对比传统空气源热泵系统供热节能率达30%以上，低品位能来源经济性可靠；夏季具有高负压蒸发低水温冷却空调余热长效制冷，同时又可进行谷电冰蓄冷运行，对比天然气直燃机制冷节能率达到50%以上，对比普通蒸发冷却制冷系统实现20%以上的节能率，在我国长江流域、地中海气候、欧盟部分地区等具有广泛的应用价值。

技术介绍

[0004][0005]冬季建筑供热的普及是以碳排放的资源消耗直接影响了我国气候环境向不稳定的极端气候发展，雾霾天气是冬季赤道暖湿气流北上与南下冷空气对流水蒸气达到饱和状态，化石能源为主的消耗产生大量微颗粒水汽凝结核，阻止了空气中污染物扩散形成雾霾天气危害人类健康。
[0006]供热为了减少化石能源消耗带来的污染物和碳排放，近15年以来在长江流域以北地区泛滥成灾兴起的开式氯盐曝气循环取热作为热泵热源技术的冷暖空调系统，PM2.5盐雾漂移、稀释溶液超标排放造成了大量的环境污染问题日趋严重！一种地源耦合冰能塔热泵系统解决了上述问题即化石能源区域性燃烧排碳和氯盐开式塔曝气循取热带来的立体环境污染现状。
[0007]专利技术型“地源耦合冰能塔热泵系统”目的，在于华北平源腹地冬季供热期间,零度以上的空气温度约占60%左右,系统输出冰水载体与空气进行冷热交换获得冷水载体低温位热源,作为小温差传热冰水热泵机组的热源为建筑供热，节约土壤源存储量同时也减少了项目占地面积。零度以下空气温度约占40%左右,采用土壤源埋管储存融冰换热所需要的热源, 系统可将传统地源热泵土壤源盘管敷设量减少到50%以上, 传统地源热泵土壤源盘管系统在出水温度低于7℃机组就不能正常工作, 地源耦合冰能塔热泵系统可实现冰水载体传热，将土壤源地下温度场下降7℃差范围扩大到14℃差，可扩大存储容量1
‑
2倍，地下土
壤源温度场下降越低越有利于冬季利用间隔的天气温和期进行土壤源地下温度场补能恢复和夏季利用热空气储能。地源耦合冰能塔热泵系统整体提升为：
ꢀ“
夏季为高负压蒸发冷冰蓄冷制冷机”；“冬季为雾霾冰水吸收地源耦补热泵”。
[0008]对比传统单冷机+燃气锅炉系统、风冷热泵系统，实现综合节能率30—40%。
[0009]对比传统水地源热泵减少出投资，小温差传热冰水热泵综合提高性能20%以上。
[0010]地源耦合冰能塔热泵系统技术方案是：包括冰能塔耦合地源侧、冷热蓄功能阀组、冰水热泵机组、蓄能负荷系统组成。
[0011]所述冰能塔耦合地源侧包括融冰塔、滤罐导向泵阀、融冰地盘管构成，所述1融冰塔支架底盘水槽上部装有中框架及双侧护板，中框架及双侧护板上部装有上框架风动盖板，上框架风动盖板中部装有风动循环装置，上框架风动盖板上部两侧装有冰水自溅器通过管道与源侧冰水进口端X0连接，V型除雾器位于风动循环装置下方安装，支架底盘水槽上部两侧迎风面分别安装有凹凸斜片冰水换能器，支架底盘水槽下部安装有水溶液出口SL通过管道与过滤导向泵阀进水阀口M1连接，所述2滤罐导向泵阀进水阀口M4分别通过管道与融冰地盘管回水口V2、地源阀M3连接，滤罐导向泵阀出口阀M2通过管道与源侧冷水出口端YO连接，所述3融冰地盘管进水口V1通过管道与冰融地控阀WB出口连接，冰融地控阀WB进口通过管道与源侧冰水进口端XO连接。
[0012]所述冷热蓄功能阀组包括冷热换向阀组、冷热换向阀组构成，所述1冷热换向阀组三通出口连接点A12通过管道与荷侧供水口连接点F1连接，冷热换向阀组三通出口连接点A34通过管道与源侧冰水进口端XO连接，冷热换向阀组集管进口连接点A13通过管道与冰水热泵机组冷却冷凝器热水出口连接点L4连接，冷热换向阀组集管进口连接点A24通过管道与冰水热泵机组冰刺蒸发器冰水出口连接点L2连接，集管蓄热出口连接点AH接有控制阀K1经管道与蓄能进水口连接点F3连接，集管蓄冷出水口连接点AL接有控制阀K2经管道与蓄能进水口连接点F3连接，所述2冷热换向阀组三通出口连接点B12通过管道与冰水热泵机组冰刺蒸发器冷水进口连接点L1连接，冷热换向阀组三通出口连接点B34通过管道与冰水热泵机组冷却冷凝器热水回口连接点L3连接，冷热换向阀组集管进口连接点B13通过管道与荷侧回水口连接点F2连接，冷热换向阀组集管进口连接点B24通过管道与源侧冷水出口端YO连接。
[0013]所述冰水热泵机组包括冰刺蒸发器、重力差工质泵、重力液分离器、热泵压缩机、储气分离器、冷却冷凝器、闪蒸膨胀装置构成，所述冰刺蒸发器冷水进液壳箱Z1通过管道与冷水进口连接点L1连接，冰刺蒸发器冰水出液壳箱Z2通过管道与冰水出口连接点L2连接，冰刺蒸发器工质分液管板箱Z3通过管路分别与直膨电控阀SR、重力差工质泵排出口G2连接，冰刺蒸发器工质回气管板箱Z4通过管路经回气电控阀CW与重力液分离器进气口C1连接，重力液分离器出气口C2通过管路与热泵压缩机吸气口Q1连接，重力液分离器进液口C4通过管路与重力电控阀SW出口连接，热泵压缩机排气口Q2通过管路与储气分离器进气口Y1连接，储气分离器出气口Y2通过管路一路经热融电控阀YW与冰刺蒸发器工质回气管板箱Z4连接，储气分离器出气口Y2通过管路一路与冷却冷凝器进气口R1连接，储气分离器(LY)排油口Y3通过节流管YY与热泵压缩机吸气口Q1连接；冷却冷凝器出液口R2通过管路与闪蒸膨胀装置进口节流管SJ连接，冷却冷凝器管板箱热水出口R4通过管道与热水出口连接点L4连接，冷却冷凝器管板箱热水回口R3通过管道与热水回口连接点L3连接，闪蒸膨胀装置二次
节流阀出口SP分别通过管路与重力电控阀SW进口、直膨电控阀SR进口连接，重力电控阀SW出口与融冰储液分离器供液口C4连接，闪蒸膨胀装置中压出气口SZ通过管路与热泵压缩机中压接口Q3连接，重力差工质泵吸入口G1通过管路与重力液分离器出液口C3连接。
[0014]所述冰水热泵机组冰刺蒸发器内部构造包括工质分液管板箱za、工质回气管板箱zb、电解层冰刺管族zk、冰水侧壳管体zg、折流板组zw、冷水进液壳箱zx、冰水出液壳箱zy、超声波振子zf、热阻解冻器zr构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.地源耦合冰能塔热泵系统包括冰能塔耦合地源侧、冷热蓄功能阀组、冰水热泵机组、蓄能负荷系统组成，其特征在于零度以上的空气温度向融冰塔输送冰水载体与空气进行冷热交换获得冷水载体低温位热源, 零度以下空气温度向土壤源岩土输送冰水载体获得冷水载体低温位热源, 将土壤源地下温度场下降7℃差范围扩大到14℃差，气候温和期即时补热，扩大地源动态存储容量。2.根据权利要求1所述地源耦合冰能塔热泵系统，所述冰能塔耦合地源侧包括融冰塔、滤罐导向泵阀、融冰地盘管构成，其特征在于所述1融冰塔支架底盘水槽上部装有中框架及双侧护板，中框架及双侧护板上部装有上框架风动盖板，上框架风动盖板中部装有风动循环装置，上框架风动盖板上部两侧装有冰水自溅器通过管道与源侧冰水进口端X0连接，V型除雾器位于风动循环装置下方安装，支架底盘水槽上部两侧迎风面分别安装有凹凸斜片冰水换能器，支架底盘水槽下部安装有水溶液出口SL通过管道与过滤导向泵阀进水阀口M1连接，所述2滤罐导向泵阀进水阀口M4分别通过管道与融冰地盘管回水口V2、地源阀M3连接，滤罐导向泵阀出口阀M2通过管道与源侧冷水出口端YO连接，所述3融冰地盘管进水口V1通过管道与冰融地控阀WB出口连接，冰融地控阀WB进口通过管道与源侧冰水进口端XO连接。3.根据权利要求1所述地源耦合冰能塔热泵系统，所述冷热蓄功能阀组包括冷热换向阀组、冷热换向阀组构成，其特征在于所述1冷热换向阀组三通出口连接点A12通过管道与荷侧供水口连接点F1连接，冷热换向阀组三通出口连接点A34通过管道与源侧冰水进口端XO连接，冷热换向阀组集管进口连接点A13通过管道与冰水热泵机组冷却冷凝器热水出口连接点L4连接，冷热换向阀组集管进口连接点A24通过管道与冰水热泵机组冰刺蒸发器冰水出口连接点L2连接，集管蓄热出口连接点AH接有控制阀K1经管道与蓄能进水口连接点F3连接，集管蓄冷出水口连接点AL接有控制阀K2经管道与蓄能进水口连接点F3连接，所述2冷热换向阀组三通出口连接点B12通过管道与冰水热泵机组冰刺蒸发器冷水进口连接点L1连接，冷热换向阀组三通出口连接点B34通过管道与冰水热泵机组冷却冷凝器热水回口连接点L3连接，冷热换向阀组集管进口连接点B13通过管道与荷侧回水口连接点F2连接，冷热换向阀组集管进口连接点B24通过管道与源侧冷液回口连接点YO连接。4.根据权利要求1所述地源耦合冰能塔热泵系统，所述冰水热泵机组包括冰刺蒸发器、重力差工质泵、重力液分离器、热泵压缩机、储气分离器、冷却冷凝器、闪蒸膨胀装置构成，其特征在于所述冰刺蒸发器冷水进液壳箱Z1通过管道与冷水进口连接点L1连接，冰刺蒸发器...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘秋克，王进杰，林川，董俊杰，
申请(专利权)人：青岛冰能热源制冷设备有限公司，
类型：发明
国别省市：