一種三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)及運(yùn)行方法
【專利摘要】一種三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)及運(yùn)行方法，該系統(tǒng)包括吸收式熱泵、地埋管、生活熱水箱、板式換熱器、切換泵及多個(gè)閥門。該方法基于燃料燃燒的供熱系統(tǒng)與地源吸收式熱泵結(jié)合，并增設(shè)了熱回收環(huán)路和切換裝置，提供冬季采暖、夏季空調(diào)和全年生活熱水。根據(jù)不同季節(jié)、不同需求的負(fù)荷特征，通過切換能實(shí)現(xiàn)多種不同的運(yùn)行模式。在夏季制冷的同時(shí)回收吸收器排熱和（或）冷凝器排熱用于制取生活熱水。相比于電熱泵，吸收式熱泵制熱時(shí)從土壤取熱較少量、制冷時(shí)向土壤排熱較大，而全年生活熱水的需求能進(jìn)一步增加取熱量，夏季熱回收能進(jìn)一步減少排熱量，故能有效縮小全年熱不平衡率，既可提高傳統(tǒng)系統(tǒng)的一次能源效率，又能長年維持穩(wěn)定可靠的供熱空調(diào)性能。
【專利說明】一種三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)及運(yùn)行方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)及運(yùn)行方法，屬于供熱空調(diào)領(lǐng)域。本技術(shù)既可以提高傳統(tǒng)系統(tǒng)的一次能源效率，又能長年維持穩(wěn)定可靠的供熱空調(diào)性能，特別適用于冬季采暖、夏季空調(diào)和全年供生活熱水，且燃料供應(yīng)充足的地區(qū)。
【背景技術(shù)】
[0002]北方城鎮(zhèn)主要采用基于化石燃料燃燒的集中采暖方式，該方式由于總體能效不高造成了較大的能源消耗，并且伴隨著大量的污染性氣體及可吸入顆粒物的排放。地源熱泵系統(tǒng)作為一種清潔高效的采暖空調(diào)方式得到了越來越廣泛的應(yīng)用。但應(yīng)用于熱負(fù)荷主導(dǎo)的寒冷地區(qū)可能出現(xiàn)冬季取熱量大于夏季排熱量，長年運(yùn)行將導(dǎo)致土壤溫度逐年下降，從而造成機(jī)組制熱性能的大幅衰減，甚至根本無法正常運(yùn)行。對于有全年生活熱水需求的系統(tǒng)，其土壤熱不平衡會(huì)更加嚴(yán)重。通過增加埋管間距或埋管數(shù)量可以緩解該問題，但需要較大的用地面積和埋管投資，且無法從根本上削減熱不平衡。以鍋爐作為輔助熱源的復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)是一種可行方案，但鍋爐的使用在一定程度上降低了地源熱泵的優(yōu)勢；且當(dāng)熱負(fù)荷和冷負(fù)荷的差異很大時(shí)，就退化為大鍋爐+小地源熱泵的系統(tǒng)。而與太陽能結(jié)合的復(fù)合地源熱泵系統(tǒng)其可靠性較差，且需要較大的安裝空間和初投資。
[0003]如何有效解決北方基于燃料燃燒供熱方式能效低、污染大，以及傳統(tǒng)地源熱泵在北方寒冷地區(qū)的熱不平衡問題，對建筑領(lǐng)域的節(jié)能減排意義重大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于上述問題，本發(fā)明提出一種三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)及運(yùn)行方法，該系統(tǒng)將基于燃料燃燒的供熱系統(tǒng)與地源吸收式熱泵結(jié)合，提供冬季采暖、夏季空調(diào)和全年生活熱水；并能根據(jù)各部分負(fù)荷特征，實(shí)現(xiàn)多種不同的運(yùn)行模式。夏季可以在制冷的同時(shí)回收吸收器排熱和(或)冷凝器排熱用于制取生活熱水。傳統(tǒng)電熱泵用于北方寒冷地區(qū)會(huì)由于取熱多、排熱少而導(dǎo)致土壤溫度逐年下降，熱泵性能逐漸衰減。相比于電熱泵，吸收式熱泵制熱時(shí)從土壤取熱較少量、制冷時(shí)向土壤排熱較大，而全年生活熱水的需求能進(jìn)一步增加取熱量，夏季熱回收能進(jìn)一步減少排熱量，故能有效縮小全年熱不平衡率。三用型地源吸收式熱泵既可以提高傳統(tǒng)系統(tǒng)的一次能源效率，又能長年維持穩(wěn)定可靠的供熱空調(diào)性能。
[0005]本發(fā)明的下技術(shù)方案如下:
[0006]一種三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)，包括吸收式熱泵、地埋管、采暖空調(diào)用戶和生活熱水箱；所述吸收式熱泵包含發(fā)生器、吸收器、冷凝器、蒸發(fā)器、溶液熱交換器、溶液泵、第一節(jié)流閥和第二節(jié)流閥；所述發(fā)生器的溶液出口依次與溶液熱交換器的熱端、第一節(jié)流閥和吸收器溶液入口相連；所述吸收器溶液出口依次與溶液泵、溶液熱交換器的冷端和發(fā)生器的溶液入口相連；所述發(fā)生器的蒸汽出口依次與冷凝器、第二節(jié)流閥、蒸發(fā)器和吸收器的蒸汽入口相連；所述地埋管出口經(jīng)過地埋管泵后分為地源側(cè)制冷回路和地源側(cè)制熱回路，地源側(cè)制冷回路依次連接第六閥門、冷凝器、第九閥門和第五閥門回到地埋管，地源側(cè)制熱回路依次連接第三閥門、蒸發(fā)器和第二閥門回到地埋管；所述采暖空調(diào)用戶出口經(jīng)過用戶泵后分為用戶側(cè)制冷回路和用戶側(cè)制熱回路，用戶側(cè)制冷回路依次連接第四閥門、蒸發(fā)器和第一閥門后回到采暖空調(diào)用戶，用戶側(cè)制熱回路依次連接第八閥門、冷凝器、第九閥門和第七閥門后回到采暖空調(diào)用戶；所述生活熱水箱出口依次連接第十四閥門、生活熱水泵、吸收器和第十五閥門后回到生活熱水箱，構(gòu)成生活熱水回路；其特征在于:所述三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)還包括板式換熱器、切換泵、第十閥門、第十一閥門、第十二閥門和第十三閥門；所述板式換熱器的冷凝器側(cè)出口經(jīng)過切換泵后分為采暖串聯(lián)支路和生活熱水串聯(lián)支路，生活熱水串聯(lián)支路依次連接第十閥門、冷凝器和板式換熱器的冷凝器側(cè)入口，采暖串聯(lián)支路通過第十一閥門與第九閥門的出口相連；所述板式換熱器的吸收器側(cè)出口與生活熱水泵入口相連；所述板式換熱器的吸收器側(cè)入口通過第十三閥門與吸收器出口相連，構(gòu)成全采暖支路，并通過第十二閥門與生活熱水箱出口相連，構(gòu)成全生活熱水支路。
[0007]本發(fā)明所述的三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述吸收式熱泵的循環(huán)形式包括多級(jí)循環(huán)、單效循環(huán)、多效循環(huán)、GAX循環(huán)以及這些循環(huán)的改進(jìn)型。
[0008]本發(fā)明所述的三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述吸收式熱泵的驅(qū)動(dòng)熱源包括太陽能、地?zé)崮?、廢熱、蒸汽、高溫?zé)崴⒒剂虾蜕镔|(zhì)能中的一種或幾種的組
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[0009]本發(fā)明所述的三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)的運(yùn)行方法，其特征在于:所述運(yùn)行方法包括六種獨(dú)立的運(yùn)行模式:同時(shí)采暖和供生活熱水模式，單純采暖模式，單純供生活熱水模式，同時(shí)供冷、供生活熱水及回收吸收熱模式，同時(shí)供冷、供生活熱水、回收吸收熱和冷凝熱模式以及單純供冷模式。
[0010]所述的同時(shí)采暖和供生活熱水模式:關(guān)閉第一閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門、第十閥門、第十一閥門、第十二閥門、第十三閥門和切換泵，地埋管出水經(jīng)地埋管泵和第三閥門進(jìn)入蒸發(fā)器為吸收式熱泵提供低位熱源；采暖回水經(jīng)用戶泵和第八閥門進(jìn)入冷凝器被加熱到所需溫度，然后經(jīng)第九閥門和第七閥門回到采暖空調(diào)用戶；生活熱水箱出水經(jīng)第十四閥門和生活熱水泵進(jìn)入吸收器被加熱，然后經(jīng)第十五閥門回到生活熱水箱與自來水供水混合；
[0011]所述的單純采暖模式:關(guān)閉第一閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門、第九閥門、第十閥門、第十二閥門、第十四閥門和第十五閥門，地埋管出水經(jīng)地埋管泵和第三閥門進(jìn)入蒸發(fā)器為吸收式熱泵提供低位熱源；采暖回水經(jīng)用戶泵和第八閥門進(jìn)入冷凝器被加熱，然后進(jìn)入板式換熱器進(jìn)一步加熱后經(jīng)切換泵、第十一閥門和第七閥門回到采暖空調(diào)用戶；吸收器出水經(jīng)第十三閥門進(jìn)入板式換熱器放熱后從生活熱水泵回到吸收器帶走吸收熱；該模式下，冷凝器和吸收器通過板式換熱器實(shí)現(xiàn)了間接串聯(lián)，采暖回水先被冷凝熱直接加熱、后被吸收熱間接加熱；
[0012]所述的單純供生活熱水模式:關(guān)閉第一閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門、第七閥門、第九閥門、第十一閥門、第十三閥門、第十四閥門和用戶泵，地埋管出水經(jīng)地埋管泵和第三閥門進(jìn)入蒸發(fā)器為吸收式熱泵提供低位熱源；生活熱水箱的出水先經(jīng)第十二閥門進(jìn)入板式換熱器預(yù)熱后再從生活熱水泵進(jìn)入吸收器中進(jìn)一步加熱，然后經(jīng)第十五閥門回到生活熱水箱；冷凝器出水進(jìn)入板式換熱器中放熱后通過切換泵回到冷凝器帶走冷凝熱；該模式下，冷凝器和吸收器通過板式換熱器實(shí)現(xiàn)了間接串聯(lián)，生活熱水先被冷凝熱間接預(yù)熱、后被吸收熱直接加熱；
[0013]所述的同時(shí)供冷、供生活熱水及回收吸收熱模式:關(guān)閉第二閥門、第三閥門、第七閥門、第十閥門、第十一閥門、第十二閥門和第十三閥門，地埋管出水經(jīng)地埋管泵和第六閥門進(jìn)入冷凝器吸收冷凝熱后經(jīng)第九閥門和第五閥門回到地埋管排熱；空調(diào)回水經(jīng)用戶泵和第四閥門進(jìn)入蒸發(fā)器被冷卻到所需的冷凍水溫度，然后從第一閥門回到采暖空調(diào)用戶；生活熱水箱出水經(jīng)第十四閥門和生活熱水泵進(jìn)入吸收器回收吸收熱，然后經(jīng)第十五閥門回到生活熱水箱與自來水供水混合；
[0014]所述的同時(shí)供冷、供生活熱水、回收吸收熱和冷凝熱模式:關(guān)閉第二閥門、第三閥門、第五閥門、第六閥門、第七閥門、第九閥門、第十一閥門、第十三閥門、第十四閥門和地埋管泵，地埋管換熱部分停止運(yùn)行；空調(diào)回水經(jīng)用戶泵和第四閥門進(jìn)入蒸發(fā)器被冷卻到所需的冷凍水溫度，然后從第一閥門回到采暖空調(diào)用戶；生活熱水箱的出水先經(jīng)第十二閥門進(jìn)入板式換熱器預(yù)熱后再從生活熱水泵進(jìn)入吸收器中進(jìn)一步加熱，然后回到生活熱水箱；該模式下，冷凝器和吸收器通過板式換熱器實(shí)現(xiàn)了間接串聯(lián)，生活熱水先間接回收冷凝熱、后直接回收吸收熱；
[0015]所述的單純供冷模式:關(guān)閉第二閥門、第三閥門、第七閥門、第八閥門、第九閥門、第十閥門、第十二閥門、第十四閥門和第十五閥門，地埋管出水經(jīng)地埋管泵和第六閥門后先進(jìn)入冷凝器吸收冷凝熱，然后進(jìn)入板式換熱器帶走吸收熱，再經(jīng)切換泵、第十一閥門和第五閥門回到地埋管排熱；空調(diào)回水經(jīng)用戶泵、第四閥門進(jìn)入蒸發(fā)器被冷卻到所需的冷凍水溫度，然后從第一閥門回到采暖空調(diào)用戶；該模式下，冷凝器和吸收器通過板式換熱器實(shí)現(xiàn)了間接串聯(lián)，地埋管出水先直接帶走冷凝熱、后間接帶走吸收熱。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有供熱空調(diào)系統(tǒng)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0017]①采用現(xiàn)有集中供熱系統(tǒng)或者燃料直接燃燒驅(qū)動(dòng)吸收式熱泵，從土壤中提取低品位熱能，顯著提高了供熱的一次能源效率，降低了污染物排放；實(shí)現(xiàn)了熱能或燃料制冷，大面積應(yīng)用后不會(huì)增加電網(wǎng)壓力；采用天然制冷劑，不會(huì)破壞臭氧層；
[0018]②一機(jī)三用，能夠高效實(shí)現(xiàn)冬季采暖、夏季供冷和全年生活熱水；夏季供冷的同時(shí)通過回收吸收熱和(或)冷凝熱來制取生活熱水，較能效果顯著；
[0019]③相比于傳統(tǒng)電熱泵，吸收式熱泵制熱時(shí)從土壤取熱較少量、制冷時(shí)向土壤排熱較大，而全年生活熱水的需求能進(jìn)一步增加取熱量，夏季熱回收能進(jìn)一步減少排熱量，故能有效縮小全年熱不平衡率、減小土壤溫度下降和制熱性能衰減。
[0020]總的來說，本發(fā)明可以提高傳統(tǒng)供熱空調(diào)系統(tǒng)的一次能源效率，夏季供冷的同時(shí)通過熱回收制取生活熱水，還能有效縮小傳統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)的全年土壤熱不平衡率，長年維持穩(wěn)定可靠的供熱空調(diào)性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵的結(jié)構(gòu)原理圖。
[0022]圖2是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵同時(shí)采暖和供生活熱水模式的示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵單純采暖模式的示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵單純供生活熱水模式的示意圖。[0025]圖5是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵同時(shí)供冷和供生活熱水、回收吸收熱模式的示意圖。
[0026]圖6是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵同時(shí)供冷和供生活熱水、回收吸收熱和冷凝熱模式的示意圖。
[0027]圖7是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵單純供冷模式的示意圖。
[0028]其中:1_地源吸收式熱泵；2_驅(qū)動(dòng)熱源出口 ；3_驅(qū)動(dòng)熱源入口 ；4_發(fā)生器；5-溶液熱交換器；6_溶液泵；7_第一節(jié)流閥；8_吸收器；9_冷凝器；10_第二節(jié)流閥；11_蒸發(fā)器；12-地埋管；13-地埋管泵；14-采暖空調(diào)用戶；15_用戶泵；16_第一閥門；17_第二閥門；18_第二閥門；19_第四閥門；20_第五閥門；21_第六閥門；22_第七閥門；23_第八閥門；24_第九閥門；25_第十閥門；26_第十一閥門；27_板式換熱器；28_切換泵；29_第十二閥門；30_第十二閥門；31_生活熱水泵；32-第十四閥門；33_自來水入口 ；34_生活熱水箱；35-第十五閥門。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式做進(jìn)一步說明。
[0030]圖1是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵的結(jié)構(gòu)原理圖，包括吸收式熱泵1、地埋管12、采暖空調(diào)用戶14和生活熱水箱34 ;所述吸收式熱泵I包含發(fā)生器4、吸收器8、冷凝器9、蒸發(fā)器 11、溶液熱交換器5、溶液泵6、第一節(jié)流閥7和第二節(jié)流閥10 ;所述發(fā)生器4的溶液出口依次與溶液熱交換器5的熱端、第一節(jié)流閥7和吸收器8溶液入口相連；所述吸收器8溶液出口依次與溶液泵6、溶液熱交換器5的冷端和發(fā)生器4的溶液入口相連；所述發(fā)生器4的蒸汽出口依次與冷凝器9、第二節(jié)流閥10、蒸發(fā)器11和吸收器8的蒸汽入口相連；所述地埋管12出口經(jīng)過地埋管泵13后分為地源側(cè)制冷回路和地源側(cè)制熱回路，地源側(cè)制冷回路依次連接第六閥門21、冷凝器9、第九閥門24和第五閥門20回到地埋管12，地源側(cè)制熱回路依次連接第三閥門18、蒸發(fā)器11和第二閥門17回到地埋管12 ;所述采暖空調(diào)用戶14出口經(jīng)過用戶泵15后分為用戶側(cè)制冷回路和用戶側(cè)制熱回路，用戶側(cè)制冷回路依次連接第四閥門19、蒸發(fā)器11和第一閥門16后回到采暖空調(diào)用戶14，用戶側(cè)制熱回路依次連接第八閥門23、冷凝器9、第九閥門24和第七閥門22后回到采暖空調(diào)用戶14 ;所述生活熱水箱34出口依次連接第十四閥門32、生活熱水泵31、吸收器8和第十五閥門35后回到生活熱水箱34，構(gòu)成生活熱水回路；所述三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)還包括板式換熱器27、切換泵28、第十閥門25、第十一閥門26、第十二閥門29和第十三閥門30 ;所述板式換熱器27的冷凝器側(cè)出口經(jīng)過切換泵28后分為采暖串聯(lián)支路和生活熱水串聯(lián)支路，生活熱水串聯(lián)支路依次連接第十閥門25、冷凝器9和板式換熱器27的冷凝器側(cè)入口，采暖串聯(lián)支路通過第十一閥門26與第九閥門24的出口相連；所述板式換熱器27的吸收器側(cè)出口與生活熱水泵31入口相連；所述板式換熱器27的吸收器側(cè)入口通過第十三閥門30與吸收器8出口相連，構(gòu)成全采暖支路，并通過第十二閥門29與生活熱水箱34出口相連，構(gòu)成全生活熱水支路。
[0031]本發(fā)明所述三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)中，所述吸收式熱泵I的循環(huán)形式包括多級(jí)循環(huán)、單效循環(huán)、多效循環(huán)、GAX(generator absorber heat exchange)循環(huán)以及這些循環(huán)的改進(jìn)型；所述吸收式熱泵I的驅(qū)動(dòng)熱源包括太陽能、地?zé)崮?、廢熱、蒸汽、高溫?zé)崴?、化石燃料和生物質(zhì)能中的一種或幾種的組合。
[0032]圖2是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵同時(shí)采暖和供生活熱水模式的示意圖，地埋管12的出水經(jīng)地埋管泵13和第三閥門18進(jìn)入蒸發(fā)器11，為吸收式熱泵I提供低位熱源；用戶側(cè)的采暖回水經(jīng)用戶泵15和第八閥門23進(jìn)入冷凝器9中被加熱到所需熱水溫度，然后經(jīng)第九閥門24和第七閥門22給采暖空調(diào)用戶14提供采暖熱水。生活熱水箱34的出水經(jīng)第十四閥門32和生活熱水泵31進(jìn)入吸收器8中被加熱，然后經(jīng)第十五閥門35回到生活熱水箱34與自來水供水混合，不斷循環(huán)加熱到所需溫度和熱水量。
[0033]圖3是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵單純采暖模式的示意圖，與圖2所示運(yùn)行模式不同的是，該模式不制取生活熱水，采暖回水在冷凝器9中被加熱后進(jìn)入板式換熱器27中進(jìn)一步加熱，然后經(jīng)切換泵28、第十一閥門26和第七閥門22給采暖空調(diào)用戶14提供采暖熱水。吸收器8的出水經(jīng)第十三閥門30進(jìn)入板式換熱器27放熱后從生活熱水泵31回到吸收器8帶走吸收熱。由于生活熱水和采暖熱水對水質(zhì)的要求不同，故采用板式換熱器27將兩者隔離，板式換熱器可以做到很小溫差換熱，故對制熱性能的降低不會(huì)太大。該模式下，冷凝器9和吸收器8通過板式換熱器27實(shí)現(xiàn)了間接串聯(lián)，采暖回水先被冷凝熱直接加熱、后被吸收熱間接加熱。當(dāng)不需要生活熱水或者生活熱水箱34已滿時(shí)，則可從圖2所示運(yùn)行模式切換到該模式。
[0034]圖4是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵單純供生活熱水模式的示意圖，與圖2所示運(yùn)行模式不同的時(shí)，該模式不制取采暖熱水，生活熱水箱34的出水先經(jīng)第十二閥門29進(jìn)入板式換熱器27預(yù)熱后再從生活熱水泵31進(jìn)入吸收器8中進(jìn)一步加熱，然后經(jīng)第十五閥門35回到生活熱水箱34。冷凝器9的出水進(jìn)入板式換熱器27中放熱后通過切換泵28回到冷凝器8帶走冷凝熱。該模式下，冷凝器9和吸收器8通過板式換熱器27實(shí)現(xiàn)了間接串聯(lián)，生活熱水先被冷凝熱間接預(yù)熱、后被吸收熱直接加熱。由于冷凝熱先加熱生活熱水，冷凝溫度可以適當(dāng)降低。該模式一般運(yùn)行在過渡季、采暖季的首尾階段以及供冷季的首尾階段。
[0035]圖5是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵同時(shí)供冷和供生活熱水、回收吸收熱模式的示意圖，地埋管12的出水經(jīng)地埋管泵13和第六閥門21進(jìn)入冷凝器9中，吸收冷凝熱后經(jīng)第九閥門24和第五閥門20回到地埋管13進(jìn)行排熱。空調(diào)回水經(jīng)用戶泵15和第四閥門19進(jìn)入蒸發(fā)器9中被冷卻到所需的冷凍水溫度，然后從第一閥門16回到采暖空調(diào)用戶14進(jìn)行供冷。生活熱水箱34的出水經(jīng)第十四閥門32和生活熱水泵31進(jìn)入吸收器8中回收吸收熱，然后經(jīng)第十五閥門35回到生活熱水箱34與自來水供水混合，不斷循環(huán)加熱到所需溫度和熱水量。
[0036]圖6是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵同時(shí)供冷和供生活熱水、回收吸收熱和冷凝熱模式的示意圖，與圖5所示模式不同的是，該模式中不需要運(yùn)行地埋管換熱部分。生活熱水箱34的出水先經(jīng)第十二閥門29進(jìn)入板式換熱器27預(yù)熱后再從生活熱水泵31進(jìn)入吸收器8中進(jìn)一步加熱，然后回到生活熱水箱34。該模式下，冷凝器9和吸收器8通過板式換熱器27實(shí)現(xiàn)了間接串聯(lián)，生活熱水先間接回收冷凝熱、后直接回收吸收熱。與僅回收吸收熱的模式對比，沒有采用地埋管出水作為冷卻水，冷凝溫度會(huì)稍高，熱泵的COP會(huì)有所降低，但是由于同時(shí)回收吸收熱和冷凝熱，生活熱水制熱量比較大，適合于生活熱水需求大的場合。[0037]圖7是本發(fā)明提供的三用型地源吸收式熱泵單純供冷模式的示意圖，地埋管12的出水經(jīng)地埋管泵13和第六閥門21后先進(jìn)入冷凝器9吸收冷凝熱，然后進(jìn)入板式換熱器27帶走吸收熱，再經(jīng)切換泵28、第十一閥門26和第五閥門20回到地埋管13中進(jìn)行排熱。該模式下，冷凝器9和吸收器8通過板式換熱器27實(shí)現(xiàn)了間接串聯(lián)，地埋管出水先直接帶走冷凝熱、后間接帶走吸收熱。該模式運(yùn)行在不需要生活熱水、僅需供冷的時(shí)候，或者當(dāng)生活熱水箱34已滿的時(shí)候也可以從圖5、圖6所示運(yùn)行模式切換到該模式。
【權(quán)利要求】
1.一種三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)，包括吸收式熱泵(I )、地埋管(12)、采暖空調(diào)用戶(14)和生活熱水箱(34);所述吸收式熱泵(I)包含發(fā)生器(4)、吸收器(8)、冷凝器(9)、蒸發(fā)器(11)、溶液熱交換器(5)、溶液泵(6)、第一節(jié)流閥(7)和第二節(jié)流閥(10);所述發(fā)生器(4)的溶液出口依次與溶液熱交換器(5)的熱端、第一節(jié)流閥(7)和吸收器(8)溶液入口相連；所述吸收器(8)溶液出口依次與溶液泵(6)、溶液熱交換器(5)的冷端和發(fā)生器(4)的溶液入口相連；所述發(fā)生器(4)的蒸汽出口依次與冷凝器(9)、第二節(jié)流閥(10)、蒸發(fā)器(11)和吸收器(8)的蒸汽入口相連；所述地埋管(12)出口經(jīng)過地埋管泵(13)后分為地源側(cè)制冷回路和地源側(cè)制熱回路，地源側(cè)制冷回路依次連接第六閥門(21)、冷凝器(9)、第九閥門(24)和第五閥門(20)回到地埋管(12)，地源側(cè)制熱回路依次連接第三閥門(18)、蒸發(fā)器(11)和第二閥門(17)回到地埋管(12);所述采暖空調(diào)用戶(14)出口經(jīng)過用戶泵(15)后分為用戶側(cè)制冷回路和用戶側(cè)制熱回路，用戶側(cè)制冷回路依次連接第四閥門(19)、蒸發(fā)器(11)和第一閥門(16)后回到采暖空調(diào)用戶(14)，用戶側(cè)制熱回路依次連接第八閥門(23)、冷凝器(9)、第九閥門(24)和第七閥門(22)后回到采暖空調(diào)用戶(14);所述生活熱水箱(34)出口依次連接第十四閥門(32)、生活熱水泵(31)、吸收器(8)和第十五閥門(35)后回到生活熱水箱(34)，構(gòu)成生活熱水回路；其特征在于:所述三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)還包括板式換熱器(27)、切換泵(28)、第十閥門(25)、第十一閥門(26)、第十二閥門(29)和第十三閥門 (30);所述板式換熱器(27)的冷凝器側(cè)出口經(jīng)過切換泵(28)后分為采暖串聯(lián)支路和生活熱水串聯(lián)支路，生活熱水串聯(lián)支路依次連接第十閥門(25)、冷凝器(9)和板式換熱器(27)的冷凝器側(cè)入口，采暖串聯(lián)支路通過第十一閥門(26)與第九閥門(24)的出口相連；所述板式換熱器(27)的吸收器側(cè)出口與生活熱水泵(31)入口相連；所述板式換熱器(27)的吸收器側(cè)入口通過第十三閥門(30)與吸收器(8)出口相連，構(gòu)成全采暖支路，并通過第十二閥門(29)與生活熱水箱(34)出口相連，構(gòu)成全生活熱水支路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述吸收式熱泵(O的循環(huán)形式包括多級(jí)循環(huán)、單效循環(huán)、多效循環(huán)、GAX循環(huán)以及這些循環(huán)的改進(jìn)型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三用型地源吸收式熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述吸收式熱泵(O的驅(qū)動(dòng)熱源包括太陽能、地?zé)崮?、廢熱、蒸汽、高溫?zé)崴?、化石燃料和生物質(zhì)能中的一種或幾種的組合。
4.采用如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)的一種三用型地源吸收式熱泵運(yùn)行方法，其特征在于:所述運(yùn)行方法包括六種獨(dú)立的運(yùn)行模式:同時(shí)采暖和供生活熱水模式，單純采暖模式，單純供生活熱水模式，同時(shí)供冷、供生活熱水及回收吸收熱模式，同時(shí)供冷、供生活熱水、回收吸收熱和冷凝熱模式以及單純供冷模式。
5.如權(quán)利要求4所述的一種三用型地源吸收式熱泵運(yùn)行方法，其特征在于:所述同時(shí)采暖和供生活熱水模式為:關(guān)閉第一閥門(16)、第四閥門(19)、第五閥門(20)、第六閥門(21)、第十閥門(25)、第十一閥門(26)、第十二閥門(29)、第十三閥門(30)和切換泵(28)，地埋管(12)出水經(jīng)地埋管泵(13)和第三閥門(18)進(jìn)入蒸發(fā)器(11)為吸收式熱泵(I)提供低位熱源；采暖回水經(jīng)用戶泵(15)和第八閥門(23)進(jìn)入冷凝器(9)被加熱到所需溫度，然后經(jīng)第九閥門(24)和第七閥門(22)回到采暖空調(diào)用戶(14);生活熱水箱(34)出水經(jīng)第十四閥門(32)和生活熱水泵(31)進(jìn)入吸收器(8)被加熱，然后經(jīng)第十五閥門(35)回到生活熱水箱(34)與自來水供水混合。
6.如權(quán)利要求4所述的一種三用型地源吸收式熱泵運(yùn)行方法，其特征在于:所述單純采暖模式為:關(guān)閉第一閥門(16)、第四閥門(19)、第五閥門(20)、第六閥門(21)、第九閥門(24)、第十閥門(25)、第十二閥門(29)、第十四閥門(32)和第十五閥門(35)，地埋管(12)出水經(jīng)地埋管泵(13 )和第三閥門(18 )進(jìn)入蒸發(fā)器(11)為吸收式熱泵(I)提供低位熱源；采暖回水經(jīng)用戶泵(15)和第八閥門(23)進(jìn)入冷凝器(9)被加熱，然后進(jìn)入板式換熱器(27)進(jìn)一步加熱后經(jīng)切換泵(28)、第十一閥門(26)和第七閥門(22)回到采暖空調(diào)用戶(14);吸收器(8)出水經(jīng)第十三閥門(30)進(jìn)入板式換熱器(27)放熱后從生活熱水泵(31)回到吸收器(8)帶走吸收熱；該模式下，冷凝器(9)和吸收器(8)通過板式換熱器(27)實(shí)現(xiàn)了間接串聯(lián)，采暖回水先被冷凝熱直接加熱、后被吸收熱間接加熱。
7.如權(quán)利要求4所述的一種三用型地源吸收式熱泵運(yùn)行方法，其特征在于:所述單純供生活熱水模式為:關(guān)閉第一閥門(16)、第四閥門(19)、第五閥門(20)、第六閥門(21)、第七閥門(22)、第九閥門(24)、第十一閥門(26)、第十三閥門(30)、第十四閥門(32)和用戶泵(15)，地埋管(12)出水經(jīng)地埋管泵(13)和第三閥門(18)進(jìn)入蒸發(fā)器(11)為吸收式熱泵(I)提供低位熱源；生活熱水箱(34)的出水先經(jīng)第十二閥門(29)進(jìn)入板式換熱器(27)預(yù)熱后再從生活熱水泵(31)進(jìn)入吸收器(8)中進(jìn)一步加熱，然后經(jīng)第十五閥門(35)回到生活熱水箱(34);冷凝器(9)出水進(jìn)入板式換熱器(27)中放熱后通過切換泵(28)回到冷凝器(8)帶走冷凝熱；該模式下，冷凝器(9)和吸收器(8)通過板式換熱器(27)實(shí)現(xiàn)了間接串聯(lián)，生活熱水先被冷凝熱間接預(yù)熱、后被吸收熱直接加熱。
8.如權(quán)利要求4所述的一種三用型地源吸收式熱泵運(yùn)行方法，其特征在于:所述同時(shí)供冷、供生活熱水及回收吸收熱模式:關(guān)閉第二閥門(17)、第三閥門(18)、第七閥門(22)、第十閥門(25)、第十一閥門(26)、第十二閥門(29)和第十三閥門(30),地埋管(12)出水經(jīng)地埋管泵(13)和第六閥門(21)進(jìn)入冷凝器(9)吸收冷凝熱后經(jīng)第九閥門(24)和第五閥門(20)回到地埋管(13)排熱； 空調(diào)回水經(jīng)用戶泵(15)和第四閥門(19)進(jìn)入蒸發(fā)器(9)被冷卻到所需的冷凍水溫度，然后從第一閥門(16)回到采暖空調(diào)用戶(14);生活熱水箱(34)出水經(jīng)第十四閥門(32)和生活熱水泵(31)進(jìn)入吸收器(8)回收吸收熱，然后經(jīng)第十五閥門(35)回到生活熱水箱(34)與自來水供水混合。
9.如權(quán)利要求4所述的一種三用型地源吸收式熱泵運(yùn)行方法，其特征在于:所述同時(shí)供冷、供生活熱水、回收吸收熱和冷凝熱模式為:關(guān)閉第二閥門(17)、第三閥門(18)、第五閥門(20)、第六閥門(21)、第七閥門(22)、第九閥門(24)、第十一閥門(26)、第十三閥門(30)、第十四閥門(32)和地埋管泵(13)，地埋管換熱部分停止運(yùn)行；空調(diào)回水經(jīng)用戶泵(15)和第四閥門(19)進(jìn)入蒸發(fā)器(9)被冷卻到所需的冷凍水溫度，然后從第一閥門(16)回到采暖空調(diào)用戶(14);生活熱水箱(34)的出水先經(jīng)第十二閥門(29)進(jìn)入板式換熱器(27)預(yù)熱后再從生活熱水泵(31)進(jìn)入吸收器(8)中進(jìn)一步加熱，然后回到生活熱水箱(34);該模式下，冷凝器(9)和吸收器(8)通過板式換熱器(27)實(shí)現(xiàn)了間接串聯(lián)，生活熱水先間接回收冷凝熱、后直接回收吸收熱。
10.如權(quán)利要求4所述的一種三用型地源吸收式熱泵運(yùn)行方法，其特征在于:所述單純供冷模式為:關(guān)閉第二閥門(17)、第三閥門(18)、第七閥門(22)、第八閥門(23)、第九閥門(24)、第十閥門(25 )、第十二閥門(29 )、第十四閥門(32 )和第十五閥門(35 )，地埋管(12 )出水經(jīng)地埋管泵(13)和第六閥門(21)后先進(jìn)入冷凝器(9)吸收冷凝熱，然后進(jìn)入板式換熱器(27)帶走吸收熱，再經(jīng)切換泵(28)、第十一閥門(26)和第五閥門(20)回到地埋管(13)排熱；空調(diào)回水經(jīng)用戶泵(15)和第四閥門(19)進(jìn)入蒸發(fā)器(9)被冷卻到所需的冷凍水溫度，然后從第一閥門(16)回到采暖空調(diào)用戶(14);該模式下，冷凝器(9)和吸收器(8)通過板式換熱器 (27)實(shí)現(xiàn)了間接串聯(lián)，地埋管出水先直接帶走冷凝熱、后間接帶走吸收熱。
【文檔編號(hào)】F25B41/06GK103604248SQ201310560504
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】李先庭, 吳偉, 游田, 石文星, 王寶龍 申請人:清華大學(xué)