本發(fā)明涉及一種應(yīng)用系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)對傳統(tǒng)水源熱泵冷熱水機組所組成的中央空調(diào)系統(tǒng)進行創(chuàng)新節(jié)能改造的技術(shù),特別涉及一種空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
市面上現(xiàn)有的用于產(chǎn)生中央空調(diào)制冷冷水和采暖熱水的風(fēng)冷熱泵式冷熱水機組和水源熱泵式冷熱水機組都是業(yè)界公認的節(jié)能產(chǎn)品,迄今已有多地政府建設(shè)部門將這兩種產(chǎn)品列入政府的節(jié)能產(chǎn)品目錄、給予節(jié)能補貼,鼓勵使用。然而,在環(huán)境氣溫0℃以上的低溫環(huán)境使用時,風(fēng)冷熱泵式冷熱水機因壓縮機的壓縮比隨環(huán)境溫度降低而增大的特性使其能耗增加。水源熱泵式冷熱水機節(jié)能效果好,但它需要抽取地下水或江河水作為冬季采暖的熱水源和夏季制冷的冷卻水源,而有地下水的地方不多且地下水需實施水軟化處理,抽用后還需回灌,而能靠近江河水的工程項目不多且需對江河水實施過濾除污或需另外增加換熱器來隔離干凈冷卻水和渾濁的江河水,這些問題也使得高效節(jié)能的水源熱泵式冷熱水機難于在現(xiàn)實中大量采用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明提出了一種空調(diào)系統(tǒng),解決了現(xiàn)有技術(shù)中的不足,該空調(diào)系統(tǒng)是能適應(yīng)冬季氣溫0℃以上地區(qū)的冬季采暖和夏季制冷的一機多用的水源熱泵式冷熱水機組,其特點是冬季采暖季節(jié)利用水冷卻塔中的低溫冷凍水吸收空氣中的熱量,替代水源熱泵式冷熱水機組傳統(tǒng)的地下水或江河水,向水源熱泵式冷熱水機組提供采暖熱水源,再由水源熱泵式冷熱水機產(chǎn)生出40-55℃的熱水,供空調(diào)區(qū)域采暖使用。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的:
一種空調(diào)系統(tǒng),至少包括通過管路互相連接的水源熱泵式冷熱水機組和水冷卻塔,水源熱泵式冷熱水機組中包括有水冷蒸發(fā)器和水冷冷凝器,冷卻塔的下部設(shè)有水池,該系統(tǒng)的水源熱泵式冷熱水機組的水冷蒸發(fā)器中具有低溫冷凍循環(huán)水路,該低溫冷凍循環(huán)水路中設(shè)有冷凍水輔助加熱裝置,所述冷凍水輔助加熱裝置為自來水加熱裝置或電加熱器加熱裝置,所述水源熱泵式冷熱水機組、水冷卻塔和冷凍水輔助加熱裝置之間通過管路連接,且在管路上設(shè)置有至少兩個水泵和至少兩個閥門;
在冬季環(huán)境氣溫大于或等于10℃,需要系統(tǒng)產(chǎn)生提供采暖循環(huán)熱水,或者環(huán)境溫度低于10℃,水源熱泵式冷熱水機組的熱水端向空調(diào)區(qū)域供應(yīng)的采暖熱水溫度仍能滿足40-55℃之間的設(shè)定供水溫度時,所述的冷凍水輔助加熱裝置關(guān)閉,所述的水源熱泵式冷熱水機組開啟熱泵運轉(zhuǎn)模式,水源熱泵式冷熱水機組的水冷蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生的低溫冷凍水被水泵加壓后由閥門控制送至水冷卻塔中吸收空氣中的熱量后循環(huán)回供回到水冷蒸發(fā)器中,所吸收的空氣中的熱量通過水源熱泵式冷熱水機組的熱泵運轉(zhuǎn)模式傳遞給水冷冷凝器,產(chǎn)生40-55℃的采暖熱水,采暖熱水被水泵加壓后由閥門控制送至水冷冷凝器的出水端向空調(diào)區(qū)域循環(huán)供熱;
在冬季環(huán)境溫度低于10℃,并且水源熱泵式冷熱水機組的熱水端向空調(diào)區(qū)域供應(yīng)的采暖熱水溫度仍能滿足40-55℃之間的設(shè)定供水溫度時,所述的水源熱泵式冷熱水機組繼續(xù)維持熱泵運轉(zhuǎn)模式;
在冬季環(huán)境溫度低于10℃,并且水源熱泵式冷熱水機組的熱水端向空調(diào)區(qū)域供應(yīng)的采暖熱水溫度低于40-55℃之間的設(shè)定供水溫度時,所述的水源熱泵式冷熱水機組仍然繼續(xù)維持熱泵運轉(zhuǎn)模式,所述的冷凍水輔助加熱裝置開啟,為水冷蒸發(fā)器內(nèi)產(chǎn)生的低溫冷凍水補充加熱,使水源熱泵式冷熱水機組能保持穩(wěn)定的熱泵運轉(zhuǎn)模式繼續(xù)運轉(zhuǎn),水冷冷凝器穩(wěn)定地產(chǎn)生40-55℃之間的設(shè)定供水溫度的采暖熱水,繼續(xù)穩(wěn)定地由水冷冷凝器的出水端向空調(diào)區(qū)域繼續(xù)循環(huán)供熱;
在夏季需要系統(tǒng)生產(chǎn)提供制冷循環(huán)冷凍水時,所述的冷凍水輔助加熱裝置關(guān)閉,水源熱泵式冷熱水機組開啟制冷運轉(zhuǎn)模式,水冷蒸發(fā)器所產(chǎn)生的低溫冷凍水的進水管路及出水管路經(jīng)閥門切換后改向空調(diào)區(qū)域循環(huán)供應(yīng)低溫冷凍水,同時水冷冷凝器需要的冷卻循環(huán)水的進水管路及出水管路也經(jīng)閥門切換后改向水冷卻塔供給循環(huán)冷卻水,循環(huán)冷卻水在水冷卻塔中蒸發(fā)散熱冷卻后回供給水冷冷凝器,繼續(xù)為水源熱泵式冷熱水機組循環(huán)冷卻散熱。
根據(jù)以上技術(shù)要求,所述自來水加熱裝置是將常溫的市政管網(wǎng)供應(yīng)的自來水作為輔助熱水源聯(lián)接輸入到水冷蒸發(fā)器中的低溫冷凍循環(huán)水中,替換取代部分水源熱泵式冷熱水機組中的水冷蒸發(fā)器的低溫冷凍循環(huán)水,以補充水冷蒸發(fā)器中低溫冷凍循環(huán)水的熱量,所述的自來水加熱裝置的供水水口設(shè)置在包括水冷卻塔的水池池水到水冷蒸發(fā)器的低溫冷凍水水管進水口的循環(huán)水路之間,當所述的冷凍水輔助加熱裝置開啟時,管網(wǎng)自來水閥門開啟,常溫的自來水從水冷蒸發(fā)器的低溫冷凍循環(huán)水的進水口進入,將熱量傳遞給水冷蒸發(fā)器后從水冷蒸發(fā)器出口流出,回到冷卻塔池水中,此時,水冷卻塔從其溢流口排出與加入部分自來水等量的冷卻塔池水。
根據(jù)以上技術(shù)要求,所述電加熱器加熱裝置被串聯(lián)設(shè)置于水冷蒸發(fā)器的低溫冷凍循環(huán)水入口到水冷卻塔的水池池水出口水路之間。
根據(jù)以上技術(shù)要求,所述電加熱器加熱裝置被設(shè)置浸泡在水冷卻塔的水池池水中直接加熱池水。
根據(jù)以上技術(shù)要求,所述水冷卻塔的進水管路上設(shè)有電動閥和旁通管,在冬季環(huán)境溫度低于10℃,水源熱泵式冷熱水機組的熱水端向空調(diào)區(qū)域供應(yīng)的熱水溫度低于40-55℃之間的設(shè)定供水溫度時,所述水源熱泵式冷熱水機組仍然繼續(xù)開啟熱泵運轉(zhuǎn)模式,所述的輔助加熱裝置開啟,為低溫冷凍循環(huán)水輔助加熱,使水源熱泵式冷熱水機組能繼續(xù)運轉(zhuǎn),穩(wěn)定供熱;當室外空氣溫度降低,空氣溫度高于低溫冷凍水出水溫度的差值也隨之降低到3℃以下時,電動閥自動打開,進水管路中的低溫冷凍水停止進入水冷卻塔上部入口而直接從旁通管排入冷卻塔的水池中;當室外空氣溫度升高,空氣溫度高于低溫冷凍水出水溫度的差值也隨之升高到3℃以上時,電動閥自動關(guān)閉,進水管路中的低溫冷水停止排入水冷卻塔的水池中,改而恢復(fù)進入冷卻塔上部入口。
根據(jù)以上技術(shù)要求,所述連接水源熱泵式冷熱水機組的水冷蒸發(fā)器的低溫冷凍循環(huán)水管路進水端設(shè)有水泵。
根據(jù)以上技術(shù)要求,所述水冷卻塔的水池出水端的管路上設(shè)有水泵。
根據(jù)以上技術(shù)要求,所述空調(diào)系統(tǒng)中的水源熱泵式冷熱水機組、水冷卻塔、冷凍水輔助加熱裝置、水泵、閥門和連接這些設(shè)備裝置之間的管路全部被設(shè)計內(nèi)置在一個以上的具有設(shè)備底架的長方形外殼殼體中,在空調(diào)區(qū)域室外的場地上,將所述的一個以上的內(nèi)置空調(diào)系統(tǒng)設(shè)備的長方形外殼殼體連接組合成一體,成為直接向室內(nèi)空調(diào)區(qū)域末端裝置供冷供熱的一體式中央空調(diào)冷熱水機組。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
(1)在地球上冬季環(huán)境氣溫高于0℃以上的同緯度環(huán)帶地區(qū),用同一中央空調(diào)機組既要夏季供應(yīng)制冷冷凍水又要冬季供應(yīng)采暖熱水的現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備有風(fēng)冷熱泵冷熱水機組和水源熱泵冷熱水機組兩種,附近沒有水源熱泵冷熱水機組所需要的冷熱水源時,現(xiàn)有技術(shù)只能采用風(fēng)冷熱泵冷熱水機組,而風(fēng)冷熱泵冷熱水機組無論是夏季制冷能效比,還是冬季采暖能效比都較低,且使用壽命短,本發(fā)明的的水源熱泵冷熱水機組系統(tǒng)夏季制冷能效比大大高于風(fēng)冷熱泵冷熱水機組,冬季制熱的大部分時間的機組熱泵運行模式加上少量時間的極冷天氣由輔助加熱裝置接力疊加機組熱泵運行模式的綜合能效比高于風(fēng)冷熱泵冷熱水機組,且比風(fēng)冷熱泵冷熱水機組使用壽命更長,因此,本發(fā)明較好地解決了這類地區(qū)用同一中央空調(diào)機組既能夏季高效供應(yīng)制冷冷凍水也能冬季高效供應(yīng)采暖熱水的難題。
(2)現(xiàn)實技術(shù)中的中央空調(diào)水源熱泵冷熱水機組是一種大家公認的節(jié)能產(chǎn)品,已被多地政府列入節(jié)能產(chǎn)品采購目錄,采用同一中央空調(diào)水源熱泵冷熱水機組既能夏季供應(yīng)制冷冷凍水又能冬季供應(yīng)采暖熱水,但因其需要就近抽取地下水或江河水作為夏季制冷的冷卻水源和冬季采暖的加熱水源,而現(xiàn)實中絕大多數(shù)需要空調(diào)的建筑都遠離地下水或江河水,使得水源熱泵式冷熱水機組存在難于在現(xiàn)實中大量采用的問題;本發(fā)明的水源熱泵冷熱水機組采用本空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)自帶的水冷卻塔循環(huán)水水源來替代傳統(tǒng)水源熱泵式冷熱水機所需的地下水或江河水冷卻水源和熱水源,所述的自帶水源與傳統(tǒng)水源熱泵一起組成一個獨立的系統(tǒng),使傳統(tǒng)的水源熱泵冷熱水機組節(jié)能產(chǎn)品在地球0℃以上的同緯度環(huán)帶的廣闊地區(qū)均能方便地采用,極大地擴展了水源熱泵冷熱水機組節(jié)能產(chǎn)品的使用范圍。
現(xiàn)實中冬季冬季環(huán)境氣溫低于0℃以下的我國北方地區(qū),大多由市政集中供暖,多地供暖開始時間一般為每年的11月15日(例如北京),如需市政提前供暖需連續(xù)5天氣溫達0℃以下,在北方地區(qū)市政集中供暖之前,氣溫剛好是0℃以上,這段初冬期以至來年0℃以上的冬末期都是集中供暖的空缺。本發(fā)明的水源熱泵冷熱水機組系統(tǒng)除夏季制冷外,剛好能彌補市政集中供暖前的初冬和冬末人們需要采暖的空缺,且無需增加額外的設(shè)備投資。
(3)現(xiàn)實技術(shù)中采用的中央空調(diào)水源熱泵冷熱水機組節(jié)能產(chǎn)品,因其需要就近抽取地下水或江河水作為夏季制冷的冷卻水源和冬季采暖的加熱水源,而使用地下水需要探測打井、埋管連管、修建泵站、水軟化處理、抽水使用后回灌,使用江河水需要離岸水中建站、修建泵站、埋管連管,且需對江河水實施過濾除污處理或需另外增加換熱器來隔離干凈冷卻水和渾濁的江河水,實際采用地下水或江河水工程浩大,實施難度大,長距離抽水水泵耗能也會抵消部分水源熱泵的節(jié)能效果,本發(fā)明的水源熱泵冷熱水機組就近采用本空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的水冷卻塔循環(huán)水來替代傳統(tǒng)水源熱泵式冷熱水機所需的地下水或江河水冷卻水源和熱水源,自成一個獨立的系統(tǒng),比傳統(tǒng)的水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)需要外界水源使用起來相對更簡單方便,工程施工更容易,水泵就近抽水耗能也更少。
(4)本發(fā)明的一種空調(diào)系統(tǒng)在環(huán)境溫度10℃以上時,水源熱泵冷熱水機組開啟熱泵運轉(zhuǎn)模式,產(chǎn)生的低溫冷凍水供給水冷卻塔吸收空氣中的熱量循環(huán)為機組加熱,因水冷卻塔內(nèi)的循環(huán)水與空氣熱交換比風(fēng)冷熱泵的換熱鋁片與空氣熱交換效率更高,因而開啟水源熱泵式冷熱水機組熱泵運轉(zhuǎn)模式和水冷卻塔,生產(chǎn)并向空調(diào)區(qū)域循環(huán)供應(yīng)空調(diào)采暖用熱水,比傳統(tǒng)風(fēng)冷熱泵熱水機組供應(yīng)采暖熱水效率更高、更節(jié)能。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的其中一個實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明實施例1的系統(tǒng)原理圖;
圖2為本發(fā)明實施例2的系統(tǒng)原理圖;
圖3為本發(fā)明實施例3的系統(tǒng)原理圖;
圖4為本發(fā)明實施例4的系統(tǒng)原理圖;
具體實施方式
下面對本發(fā)明中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的其中的幾個實施例,而不是全部的實施例?;诒景l(fā)明中的實施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發(fā)明保護的范圍。
實施例1:
如圖1所示,本發(fā)明所述的一種空調(diào)系統(tǒng),該系統(tǒng)包括水源熱泵式冷熱水機組90、水冷卻塔8和冷凍水輔助加熱裝置9,所述水源熱泵式冷熱水機組90、水冷卻塔8和冷凍水輔助加熱裝置9之間通過數(shù)條管路連接、且在管路上設(shè)置有數(shù)個水泵和數(shù)個閥門;水源熱泵式冷熱水機組90中包括有水冷蒸發(fā)器10和水冷冷凝器11、冷媒壓縮機12和膨脹閥13,冷卻塔8的下部具有水池81,
在冬季環(huán)境氣溫大于或等于10℃,需要系統(tǒng)產(chǎn)生提供采暖循環(huán)熱水時,所述的冷凍水輔助加熱裝置9關(guān)閉,所述的水源熱泵式冷熱水機組90開啟熱泵運轉(zhuǎn)模式,水源熱泵式冷熱水機組90的水冷蒸發(fā)器10內(nèi)產(chǎn)生的低溫冷凍水被水泵加壓后由閥門控制送至水冷卻塔8的上部入口,吸收空氣中的熱量后匯集入水池81,再循環(huán)回供回到水冷蒸發(fā)器10中,所吸收的空氣中的熱量通過水源熱泵式冷熱水機組90的熱泵運轉(zhuǎn)模式傳遞給水冷冷凝器11,產(chǎn)生40-55℃的采暖熱水,采暖熱水被水泵1加壓后由閥門控制送至水冷冷凝器11的出水端向空調(diào)區(qū)域循環(huán)供熱;
在冬季環(huán)境溫度低于10℃,并且水源熱泵式冷熱水機組90的水冷冷凝器11的出水端向空調(diào)區(qū)域供應(yīng)的采暖熱水溫度仍能滿足40-55℃之間的設(shè)定供水溫度時,所述的水源熱泵式冷熱水機組90繼續(xù)維持熱泵運轉(zhuǎn)模式;
在冬季環(huán)境溫度低于10℃,并且水源熱泵式冷熱水機組90的水冷冷凝器11的出水端向空調(diào)區(qū)域供應(yīng)的采暖熱水溫度低于40-55℃之間的設(shè)定供水溫度時,所述的水源熱泵式冷熱水機組90仍然繼續(xù)維持熱泵運轉(zhuǎn)模式,所述的冷凍水輔助加熱裝置9開啟,為水冷蒸發(fā)器10內(nèi)產(chǎn)生的低溫冷凍水補充加熱,使水源熱泵式冷熱水機組90能保持穩(wěn)定的熱泵運轉(zhuǎn)模式繼續(xù)運轉(zhuǎn),水冷冷凝器11穩(wěn)定地產(chǎn)生40-55℃之間的設(shè)定供水溫度的采暖熱水,繼續(xù)穩(wěn)定地由水冷冷凝器11的出水端向空調(diào)區(qū)域繼續(xù)循環(huán)供熱;
在夏季需要系統(tǒng)生產(chǎn)提供制冷循環(huán)冷凍水時,所述的冷凍水輔助加熱裝置9關(guān)閉,水源熱泵式冷熱水機組90開啟制冷運轉(zhuǎn)模式,水冷蒸發(fā)器10所產(chǎn)生的低溫冷凍水的進水管路及出水管路經(jīng)閥門切換后改向空調(diào)區(qū)域循環(huán)供應(yīng)低溫冷凍水,同時水冷冷凝器11需要的冷卻循環(huán)水的進水管路及出水管路也經(jīng)閥門切換后改向水冷卻塔8供給循環(huán)冷卻水,循環(huán)冷卻水在水冷卻塔8中蒸發(fā)散熱冷卻后匯集入水池81,再回供給水冷冷凝器11,繼續(xù)為水源熱泵式冷熱水機組循環(huán)冷卻散熱。
根據(jù)以上技術(shù)要求,在冬季環(huán)境溫度低于10℃,并且水源熱泵式冷熱水機組的采暖熱水端向空調(diào)區(qū)域供應(yīng)的熱水溫度低于40-55℃之間的設(shè)定供水溫度時,所述水源熱泵式冷熱水機組90仍然繼續(xù)開啟,冷凍水輔助加熱裝置9開啟,為水源熱泵式冷熱水機組90的低溫冷凍循環(huán)水輔助加熱,使機組能繼續(xù)運轉(zhuǎn),穩(wěn)定供熱;若水源熱泵式冷熱水機組90的低溫冷水出水溫度低于室外空氣溫度的差值達3℃或3℃以下時,冷卻塔8的進水管路上的電動閥5自動打開,進水管路中的低溫冷水停止進入冷卻塔上部入口而直接經(jīng)過電動閥5側(cè)旁通管51排入冷卻塔8的水池81池水中,若水源熱泵式冷熱水機組90的低溫冷水出水溫度低于室外空氣溫度的差值達3℃以上時,電動閥5自動關(guān)閉,進水管路中的低溫冷水停止排入冷卻塔8的水池81改而恢復(fù)進入冷卻塔8上部入口,經(jīng)冷卻塔8處理吸收空氣中的熱量后,繼續(xù)向水源熱泵冷熱水機組90的水冷蒸發(fā)器10循環(huán)供應(yīng)熱源水。
根據(jù)以上技術(shù)要求,所述水源熱泵式冷熱水機組90的水冷蒸發(fā)器10的低溫冷凍循環(huán)水管路進水端設(shè)有向空調(diào)區(qū)域加壓供應(yīng)夏季制冷冷水或冬季采暖熱水的水泵1。
根據(jù)以上技術(shù)要求,所述冷卻塔的水池出水端的管路上設(shè)有向水源熱泵式冷熱水機組加壓供應(yīng)蒸發(fā)器需要的熱源水或冷凝器需要的冷卻水水泵7。
在該空調(diào)系統(tǒng)中,根據(jù)季節(jié)變化時不同的空調(diào)需要情況,對水源熱泵式冷熱水機組90、水冷卻塔8和冷凍水輔助加熱裝置9、數(shù)個水泵、數(shù)個閥門操作實施如下的3種,但不限于如下3種的工況變換。
第一種工況:
在冬季環(huán)境溫度低于10℃,同時水源熱泵式冷熱水機組的熱水端向空調(diào)區(qū)域供應(yīng)的采暖熱水溫度低于40-55℃之間的設(shè)定供水溫度,需要開啟輔助加熱裝置時,向空調(diào)采暖區(qū)域供應(yīng)循環(huán)熱水工況的流程順序:
熱水循環(huán):
空調(diào)區(qū)域回水口A循環(huán)回水經(jīng)過冷熱水泵1后由第一三通閥2的A端進C端出,進入水源熱泵式冷熱水機組90的水冷冷凝器11進口流入被加熱后從水冷冷凝器11出口出,再由第二三通閥3的C端進A端出,送至空調(diào)區(qū)域供水口B循環(huán)供水,而后至空調(diào)區(qū)域回水口A循環(huán)回水,如此重復(fù)循環(huán)。
熱源水循環(huán):
從冷卻塔8的水池81的池水的出水口循環(huán)供水至冷卻水泵7,經(jīng)第三三通閥6的A端進C端出,經(jīng)水冷蒸發(fā)器10進水口進入放熱后從水冷蒸發(fā)器10的出水口出,經(jīng)第四三通閥4的C端口進A端口出,此時分兩種情況:
第一種情況,若水源熱泵式冷熱水機組90的低溫冷水出水溫度低于室外空氣溫度的差值達3℃或3℃以下時,冷卻塔8的進水管路上的電動閥5自動打開,進水管路中的低溫冷水停止進入冷卻塔上部入口而直接經(jīng)過電動閥5側(cè)旁通管51排入冷卻塔8的水池81池水中,池水經(jīng)電加熱器91加熱后從冷卻塔8的出水口出,如此循環(huán)供水,重復(fù)循環(huán);
第二種情況:若水源熱泵式冷熱水機組90的低溫冷水出水溫度低于室外空氣溫度的差值達3℃以上時,電動閥5自動關(guān)閉,進水管路中的低溫冷水停止排入冷卻塔8的水池81,改而恢復(fù)進入冷卻塔8上部入口,經(jīng)過冷卻塔8的冷卻風(fēng)機80下端流入塔內(nèi),被塔內(nèi)空氣流加熱后落入底部水池81池水中,池水經(jīng)電加熱器91再加熱后從冷卻塔8的出水口出,如此循環(huán)供水,重復(fù)循環(huán)。
第一種工況的特點在于:該工況是在冬季0℃以上地區(qū)氣溫低于10℃,并且水源熱泵式冷熱水機組的熱水端向空調(diào)區(qū)域供應(yīng)的采暖熱水溫度低于40-55℃之間的設(shè)定供水溫度,需要開啟輔助加熱裝置時段采用的,該極冷天氣時段所占該地區(qū)冬季采暖總時段的比例極小,采用輔助加熱裝置疊加高效水源熱泵采暖的能耗小于或等于風(fēng)冷熱泵的能耗;
第二種工況:
在冬季氣溫大于或等于10℃,水源熱泵式冷熱水機組的熱水端向空調(diào)采暖區(qū)域供應(yīng)40-55℃熱水,或在冬季氣溫低于10℃,同時水源熱泵式冷熱水機組的熱水端向空調(diào)區(qū)域供應(yīng)的采暖熱水溫度仍能滿足40-55℃之間的設(shè)定供水溫度,無需開啟輔助加熱裝置時,工況的流程順序為:
熱水循環(huán):空調(diào)區(qū)域回水口A循環(huán)回水經(jīng)冷熱水泵1后由第一三通閥由2的A端進C端出,進入水源熱泵式冷熱水機組90的水冷冷凝器11的進口進入被加熱后從的水冷冷凝器11的出口出,由第二三通閥3的C端進A端出向空調(diào)區(qū)域供水口B循環(huán)供水,而后從空調(diào)區(qū)域回水口A循環(huán)回水,如此重復(fù)循環(huán)。
熱源水循環(huán):冷卻塔8底部水池81的出水口循環(huán)供水至冷卻水泵7后由第三三通閥6由A端進C端出,經(jīng)水源熱泵式冷熱水機組90的水冷蒸發(fā)器10的進水口進入放熱后從水冷蒸發(fā)器10出水口出,經(jīng)第四三通閥4由C端口進A端口出,循環(huán)回水因電動閥5關(guān)閉而進入冷卻塔8上部進水口后經(jīng)過冷卻塔8的冷卻風(fēng)機80下端流入塔內(nèi)被塔內(nèi)空氣流加熱后落入底部水池81,冷卻塔8底部水池81的出水口循環(huán)供水,如此重復(fù)循環(huán)。
第二種工況的特點在于:在該工況時段,因水冷卻塔內(nèi)的循環(huán)水吸收空氣熱量比風(fēng)冷熱泵的換熱鋁片吸收空氣熱量效率更高,因而采用高效水源熱泵的能耗遠優(yōu)于傳統(tǒng)風(fēng)冷熱泵;該時段所占該地區(qū)冬季采暖總時段的比例極大,因此第二種工況的綜合能效比優(yōu)于風(fēng)冷熱泵;另外,同樣在此季節(jié)工況下,傳統(tǒng)的水源熱泵式空調(diào)系統(tǒng)要抽取地下水或江河水作熱源,但多數(shù)需要空調(diào)的地方要專供地下水或江河水比較遠且施工難,本發(fā)明的空調(diào)系統(tǒng)的特點在于:利用水冷卻塔8的獲取了環(huán)境空氣中熱量的水池81中的池水作為熱源,替代傳統(tǒng)的地下水或江水作為熱源,取水就近且施工簡單,比傳統(tǒng)水源熱泵冷熱水機采暖更節(jié)能。
第三種工況:
夏季空調(diào)時向空調(diào)制冷區(qū)域供應(yīng)7-12℃冷水工況的冷凍水冷卻水流程順序:
冷凍水循環(huán):空調(diào)區(qū)域回水口A循環(huán)回水經(jīng)冷熱水泵1后經(jīng)第一三通閥2的A端進B端出,經(jīng)水源熱泵式冷熱水機組90的水冷蒸發(fā)器10的進水口進入被吸熱后從水冷蒸發(fā)器10的出水口出,經(jīng)第二三通閥3的B端口進A端口出向空調(diào)區(qū)域供水口B循環(huán)供水,而后從空調(diào)區(qū)域回水口A循環(huán)回水,如此重復(fù)循環(huán)。
冷卻水循環(huán):冷卻塔8的水池81的出水口循環(huán)出水供水至冷卻水泵7,經(jīng)第三三通閥6的A端進B端出后的循環(huán)水經(jīng)水源熱泵式冷熱水機組90的水冷冷凝器11的進水口進入被吸熱后從水冷水冷冷凝器11的出水口出,經(jīng)第四三通閥4的B端進A端出后的循環(huán)回水因電動閥5關(guān)閉而進入冷卻塔8上部進水口后經(jīng)過冷卻塔8的冷卻風(fēng)機80下端流入冷卻塔8的塔內(nèi)被塔內(nèi)空氣流冷卻落入底部水池81,冷卻塔8的水池的出水口循環(huán)出水供水,如此重復(fù)循環(huán)。
第三種工況的特點在于:在此季節(jié)工況下,傳統(tǒng)水源熱泵式冷熱水機采用地下水或江河水作冷卻水冷源,因多數(shù)需要空調(diào)的地方要專供地下水和江河水水路長施工比較困難且江河水需經(jīng)過濾除污處理,地下水需經(jīng)軟化處理,專供水源麻煩。本發(fā)明的總空調(diào)系統(tǒng)的水源熱泵式冷熱水機組90與傳統(tǒng)水源熱泵不同的特點在于:它采用空調(diào)系統(tǒng)內(nèi)的水冷卻塔8的循環(huán)水來替代地下水或江河水作冷卻水源,解決了多數(shù)需要空調(diào)的地方專供水源困難麻煩和無法供應(yīng)的問題。
實施例2:
如圖2所示,在本實施例中,本發(fā)明中的一種空調(diào)系統(tǒng)所述的冷凍水輔助加熱裝置9之一的電加熱器加熱裝置91所設(shè)置的位置與實施例1不同,所述的電加熱器加熱裝置91被串聯(lián)設(shè)置于水冷蒸發(fā)器10的低溫冷凍循環(huán)水入口到水冷卻塔8的水池池水出口水路之間的低溫冷凍循環(huán)水入口與三通閥6之間,其余同實施例1。
實施例3:
如圖3所示,在本實施例中,本發(fā)明中的一種空調(diào)系統(tǒng)所述的,作為冷凍水輔助加熱裝置9的是自來水加熱裝置92,所述的自來水加熱裝置92是將常溫的市政管網(wǎng)供應(yīng)的自來水通過閥的連接水管作為輔助熱水源聯(lián)接輸入到水冷蒸發(fā)器10的低溫冷凍循環(huán)水路中,所述的自來水加熱裝置92的供水水口設(shè)置在包括水冷卻塔8的水池81池水到水冷蒸發(fā)器10的低溫冷凍水水管進水口的循環(huán)水路之間的水池81右上方的池水中,其余同實施例1。
實施例4:
如圖4所示,在本實施例中,本發(fā)明中的一種空調(diào)系統(tǒng)所述的,作為冷凍水輔助加熱裝置9之一的是自來水加熱裝置92,所述的自來水加熱裝置92是將常溫的市政管網(wǎng)供應(yīng)的自來水通過閥的連接水管作為輔助熱水源聯(lián)接輸入到水冷蒸發(fā)器10的低溫冷凍循環(huán)水路中,所述的自來水加熱裝置92的供水水口設(shè)置在包括水冷卻塔8的水池81池水到水冷蒸發(fā)器10的冷凍水水管進水口的循環(huán)水路的水池81池水左下方出口與水泵7之間,其余同實施例1。
如下表1所示:為以上4種實施例結(jié)合附圖1-4,用表格形式將所述的三種工況下系統(tǒng)各設(shè)備的工作狀況進行描述,具體為:
含水源熱泵冷熱水機組和其它設(shè)備的空調(diào)系統(tǒng)在三種季節(jié)空調(diào)工況下的工作狀況表
注:三種季節(jié)空調(diào)工況下系統(tǒng)工作時的流程順序如下:
1.冬季氣溫低于10℃,并且向空調(diào)區(qū)域供應(yīng)采暖熱水溫度低于40-55℃之間的設(shè)定溫度,需要開啟輔助加熱裝置時,系統(tǒng)工況的熱水和熱源水循環(huán)流程順序:
熱水循環(huán):空調(diào)區(qū)域回水口A循環(huán)回水→冷熱水泵1→三通閥由2A端進C端出→經(jīng)冷凝器進口進入被加熱→冷凝器出口→由三通閥3C端進A端出→空調(diào)區(qū)域供水口B循環(huán)供水→空調(diào)區(qū)域回水口A循環(huán)回水→重復(fù)循環(huán)。
熱源水循環(huán):冷卻塔8的水池81底部池水的出水口循環(huán)供水→冷卻水泵7→三通閥6由A端進C端出→經(jīng)蒸發(fā)器11進水口進入放熱→蒸發(fā)器11出水口→三通閥4由C端口進A端口出→分兩種情況:
第一種情況:當室外空氣溫度高于低溫冷凍水溫度的差值小于3℃時,循環(huán)回水經(jīng)直通閥5進入冷卻塔8的水池81的池水中水池81底部出水口循環(huán)供水→重復(fù)循環(huán)。在熱源水循環(huán)水路中循環(huán)水由輔助加熱裝置9加熱循環(huán)水,其中:實施例1的輔助加裝置9的電加熱器91被設(shè)置浸泡在水池81池水中加熱循環(huán)水;實施例2的輔助加熱裝置9的電加熱91被設(shè)置浸泡在閥6的C端出口到蒸發(fā)器10進口間的循環(huán)水路中加熱循環(huán)水;實施例3的輔助加熱裝置9的自來水加熱裝置92將常溫自來水注入水池81池水中加熱循環(huán)水;實施例4的輔助加熱裝置9的自來水加熱裝置將常溫水注入水池81出水口到水泵7進水口間的循環(huán)水路中加熱循環(huán)水。
第二種情況:當室外空氣溫度高于低溫冷凍水溫度的差值大于3℃時,循環(huán)回水因直通閥5關(guān)閉而進入冷卻塔8上部進水口→流入塔內(nèi)被塔內(nèi)空氣流加熱后落入水池81的池水中→水池81底部出水口循環(huán)供水→重復(fù)循環(huán)。在熱源水循環(huán)水路中循環(huán)水由輔助加熱裝置9再加熱循環(huán)水,其中:實施例1的輔助加裝置9的電加熱器91被設(shè)置浸泡在水池81池水中再加熱循環(huán)水;實施例2的輔助加熱裝置9的電加熱91被設(shè)置浸泡在閥6的C端出口到蒸發(fā)器10進口間的循環(huán)水路中再加熱循環(huán)水;實施例3的輔助加熱裝置9的自來水加熱裝置92將常溫自來水注入水池81池水中再加熱循環(huán)水;實施例4的輔助加熱裝置9的自來水加熱裝置將常溫水注入水池81出水口到水泵7進水口間的循環(huán)水路中再加熱循環(huán)水。
2.冬季氣溫等于或大于10℃,或者低于10℃并且水源熱泵機組能穩(wěn)定向空調(diào)區(qū)域供應(yīng)40-55℃熱水而無需輔助加熱裝置時,向空調(diào)采暖區(qū)域供應(yīng)采暖熱水工況的熱水和熱源水的流程順序:
熱水循環(huán):空調(diào)區(qū)域回水口A循環(huán)回水→冷熱水泵1→三通閥由2A端進C端出→經(jīng)冷凝器進口進入被加熱→冷凝器出口→由三通閥3C端進A端出→空調(diào)區(qū)域供水口B循環(huán)供水→空調(diào)區(qū)域回水口A循環(huán)回水→重復(fù)循環(huán)。
熱源水循環(huán):冷卻塔8的水池81底部池水的出水口循環(huán)供水→冷卻水泵7→三通閥6由A端進C端出→經(jīng)蒸發(fā)器11進水口進入放熱→蒸發(fā)器11出水口→三通閥4由C端口進A端口出→循環(huán)回水因直通閥5關(guān)閉而進入冷卻塔8上部進水口→流入塔內(nèi)被塔內(nèi)空氣流加熱后落入底部水池81的池水中→底部池水的出水口循環(huán)供水→重復(fù)循環(huán)。
3.夏季空調(diào)時向空調(diào)制冷區(qū)域供應(yīng)7-12℃冷水工況的冷凍水和冷卻水流程順序:
冷凍水循環(huán):空調(diào)區(qū)域回水口A循環(huán)回水→冷熱水泵1→三通閥2由A端進B端出→蒸發(fā)器11進水口進入被吸熱→蒸發(fā)器11出水口→三通閥3由B端口進A端口出→空調(diào)區(qū)域供水口B循環(huán)供水→空調(diào)區(qū)域回水口A循環(huán)回水→重復(fù)循環(huán)。
冷卻水循環(huán):冷卻塔8的水池81底部池水的出水口循環(huán)出水供水→冷卻水泵7→三通閥6由A端進B端出→循環(huán)水經(jīng)冷凝器進口進入冷凝器吸熱→冷凝器出口→三通閥4由B端進A端出→循環(huán)回水因直通閥5關(guān)閉而進入冷卻塔8上部進水口→流入塔內(nèi)被塔內(nèi)空氣流冷卻落入底部水池81的池水中→底部池水的出水口循環(huán)出水供水→重復(fù)循環(huán)。
最后說明的是,以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制,盡管參照較佳實施例對本發(fā)明進行了詳細說明,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當理解,可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換,而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍,其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當中。