技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域的水源多聯(lián)機(jī)系統(tǒng)，特別是涉及一種以熱源塔提供冷卻水達(dá)到夏季和冬季均能夠高效運(yùn)行的水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)根據(jù)其熱源利用形式分為空氣源式和水源式兩種。目前市場(chǎng)大多為空氣源式多聯(lián)機(jī)，具有響應(yīng)速度快、溫度控制平穩(wěn)、系統(tǒng)簡(jiǎn)單、安裝組合容易等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也存在能效比較低，此外其穩(wěn)定性和可靠性方面受外界環(huán)境影響大，在受氣候條件因素影響大的嚴(yán)寒或酷暑地區(qū)該問(wèn)題尤為突出。水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)糅合了空氣源多聯(lián)機(jī)和水冷式冷水機(jī)組的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，通過(guò)高效換熱器和中間循環(huán)介質(zhì)，其具有更高的能效比、更省的占地面積、更低的運(yùn)行噪音與振動(dòng)，同時(shí)還可有效利用低品位可再生能源進(jìn)行制冷和制熱，因此，水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)正受到越來(lái)越多的關(guān)注和應(yīng)用。

在夏季供冷和冬季供熱的情況下，可采用以地表水、地下水、巖土體等蘊(yùn)藏的低品位可再生能源作為冷熱源的水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)，也可采用以冷卻塔、建筑內(nèi)區(qū)余熱、鍋爐組成的環(huán)路作為冷熱源的水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)。雖然這些系統(tǒng)各自擁有比較突出的優(yōu)勢(shì)，但在工程實(shí)際運(yùn)用中卻暴露出一系列的問(wèn)題，限制了它們的發(fā)展。冷卻塔局限于夏季工況下運(yùn)行，冬季需要使用鍋爐系統(tǒng)提供熱源，需要配備多套冷熱源系統(tǒng)，且鍋爐工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生能源利用率低、排放出污染物影響環(huán)境等問(wèn)題。地埋管地源熱泵固然有著自身獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，然而作為一種技術(shù)含量高、系統(tǒng)復(fù)雜的新型設(shè)備，在推廣中也存在著一些技術(shù)障礙，主要反映在城市應(yīng)用中系統(tǒng)初投資較高，地質(zhì)條件限制，以及巖土熱平衡問(wèn)題等；對(duì)于地下水地源熱泵來(lái)說(shuō)，可利用的水資源和政策條件具有一定的限制并且會(huì)產(chǎn)生地下水不能全部回灌的問(wèn)題，地表水地源熱泵用地表水體溫度也容易受到季節(jié)環(huán)境的影響。

多聯(lián)機(jī)技術(shù)結(jié)合一種由冷卻塔改造而來(lái)并能實(shí)現(xiàn)冬夏兩季使用熱源塔設(shè)備可以很好的實(shí)現(xiàn)一套系統(tǒng)解決冬夏季供冷供熱需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于熱源塔的冬夏兩用的水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)合理，一套系統(tǒng)能夠同時(shí)滿(mǎn)足供冷供熱需求。使用該系統(tǒng)不受水文地質(zhì)條件和氣候條件限制，保證供冷供熱系統(tǒng)高效運(yùn)行。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，本發(fā)明提供一種水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)，主要由熱源塔單元、室內(nèi)機(jī)單元、室外機(jī)單元三部分組成，室內(nèi)機(jī)單元和室外機(jī)單元之間以冷媒管道連接，熱源塔單元與室外機(jī)單元相連接。所述水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)還包含冷媒與水側(cè)換熱單元，該換熱單元設(shè)置于所述室外機(jī)單元與熱源塔之間，用于冷熱量交換，經(jīng)由熱源塔在空氣中吸收或排除室外機(jī)單元中的熱量，并使冷媒經(jīng)水側(cè)換熱單元流回室外機(jī)單元中。

所述熱源塔單元包含熱源塔和設(shè)在熱源塔內(nèi)的與大氣相通的換熱填料和補(bǔ)液裝置，熱源塔具有通往換熱填料的熱源塔冷卻水進(jìn)口和與補(bǔ)液裝置相通的熱源塔冷卻水出口，冷媒與水側(cè)換熱單元具有冷媒與水側(cè)換熱單元進(jìn)水口和冷媒與水側(cè)換熱單元出水口，冷媒與水側(cè)換熱單元進(jìn)水口和熱源塔冷卻水出口連接，冷媒與水側(cè)換熱單元出水口和熱源塔冷卻水進(jìn)口連接。

所述熱源塔單元包括熱源塔和冷卻塔（僅用于排熱的熱源塔），冷卻塔具有冷卻塔冷卻水進(jìn)口和冷卻塔冷卻水出口；熱源塔冷卻水進(jìn)口、冷卻塔冷卻水進(jìn)口和冷媒與水側(cè)換熱單元出水口之間設(shè)有三通閥一，熱源塔冷卻水進(jìn)口、冷卻塔冷卻水進(jìn)口通過(guò)三通閥一和冷媒與水側(cè)換熱單元出水口連接；熱源塔冷卻水出口、冷卻塔冷卻水出口和冷媒與水側(cè)換熱單元進(jìn)水口之間設(shè)有三通閥二，熱源塔冷卻水出口、冷卻塔冷卻水出口通過(guò)三通閥二和冷媒與水側(cè)換熱單元出水口連接。

所述熱源塔單元還包括風(fēng)機(jī)和噴淋裝置，噴淋裝置的噴淋孔布設(shè)在換熱填料上方，噴淋裝置的進(jìn)液口與熱源塔冷卻水進(jìn)口連接；換熱填料通過(guò)風(fēng)機(jī)與大氣相通。溶液經(jīng)噴淋孔均勻布灑在換熱填料上，通過(guò)風(fēng)機(jī)與大氣相通換熱。

所述室外機(jī)單元包括壓縮機(jī)和四通換向閥，四通換向閥具有換向閥進(jìn)口一、換向閥進(jìn)口二、換向閥出口一和換向閥出口二，壓縮機(jī)具有壓縮機(jī)進(jìn)口和壓縮機(jī)出口，壓縮機(jī)和四通換向閥雙通道連接；制冷工況時(shí)，換向閥進(jìn)口一和換向閥出口一分別與室內(nèi)機(jī)換熱器、壓縮機(jī)進(jìn)口連接，換向閥進(jìn)口二和換向閥出口二分別與壓縮機(jī)出口、冷媒與水側(cè)換熱單元連接；制熱工況時(shí)，換向閥進(jìn)口一和換向閥進(jìn)口二分別與室內(nèi)機(jī)換熱器、壓縮機(jī)出口連接，換向閥出口一和換向閥出口二分別與壓縮機(jī)進(jìn)口、冷媒與水側(cè)換熱單元連接。

所述室內(nèi)機(jī)單元包括膨脹閥和室內(nèi)機(jī)換熱器，膨脹閥分別和冷媒與水側(cè)換熱單元、室內(nèi)機(jī)換熱器連接，室內(nèi)機(jī)換熱器分別與膨脹閥、室外機(jī)單元四通換向閥連接。

熱源塔工作能在冬夏兩季雙管齊下，以開(kāi)式熱源塔應(yīng)用為主，利用蒸發(fā)冷卻基本原理在夏季工況下將熱量釋放到外界以此提供冷源，起高效冷卻塔作用；冬季則依靠低溫抗凍溶液吸收空氣中的能量達(dá)到制熱效果，在運(yùn)行過(guò)程中不會(huì)結(jié)霜，也不需要采任何除霜措施。

由于本發(fā)明基于熱源塔的水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)通過(guò)熱源塔排熱和吸熱實(shí)現(xiàn)一套冷卻水系統(tǒng)達(dá)到夏季供冷冬季供熱，因此本發(fā)明方法和系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)水源多聯(lián)機(jī)冬夏季安全高效運(yùn)行，且節(jié)省機(jī)房用地面積，降低投資和運(yùn)行費(fèi)用。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明基于熱源塔的水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和流程示意圖。

圖2為本發(fā)明基于熱源塔的水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和流程示意圖。

其中，10―室外機(jī)單元；110―壓縮機(jī)；120―四通換向閥閥；20―室內(nèi)機(jī)單元；210―膨脹閥；220―室內(nèi)機(jī)換熱器；30―冷媒與水側(cè)換熱單元；40―熱源塔單元；410―熱源塔；420―風(fēng)機(jī)；430―噴淋裝置；440―換熱填料；450―補(bǔ)液裝置；50―冷卻塔單元；510―冷卻塔；60、70―三通閥。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明提供一種基于熱源塔的水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)，參照?qǐng)D1，其揭示了本發(fā)明水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)的第一實(shí)施例，在本實(shí)施例中，基于熱源塔的水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)包括室外機(jī)單元10、室內(nèi)機(jī)單元20、冷媒與水側(cè)換熱單元30、熱源塔單元40。

室外機(jī)單元10主要包含壓縮機(jī)110、四通換向閥120等部件。壓縮機(jī)110兩端分別與四通換向閥120兩端相連接。四通換向閥120的四個(gè)端口分別與壓縮機(jī)110、室內(nèi)機(jī)換熱器220和冷媒與水側(cè)換熱單元30連接，從而形成冷媒流動(dòng)的閉合環(huán)路，通過(guò)冷媒的壓縮、冷凝、節(jié)流和蒸發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)制冷和制熱功能，其具體的實(shí)現(xiàn)熱交換的過(guò)程已為本領(lǐng)域的技術(shù)人所熟知，在此不再詳加說(shuō)明。

室內(nèi)機(jī)單元20主要包含膨脹閥210和室內(nèi)機(jī)換熱器220。膨脹閥210和冷媒與水側(cè)換熱器30、室內(nèi)機(jī)換熱器220連接，通過(guò)改變膨脹閥210開(kāi)度控制建筑物室內(nèi)溫度高低。室內(nèi)機(jī)換熱器220和膨脹閥210、四通換向閥120連接。

冷媒與水側(cè)換熱單元30具有四個(gè)端口，其分別與熱源塔410冷卻水進(jìn)出口、膨脹閥210、四通換向閥120連接，從而實(shí)現(xiàn)冷媒流經(jīng)冷媒與水側(cè)換熱單元30釋放或提取熱量可以被流經(jīng)冷媒和水側(cè)換熱單元30的冷卻水經(jīng)由熱源塔410實(shí)現(xiàn)。

熱源塔單元40主要包含熱源塔410、風(fēng)機(jī)420、噴淋裝置430、換熱填料440和補(bǔ)液裝置450等部件。冷卻水進(jìn)入熱源塔410經(jīng)噴淋裝置430均勻噴灑在換熱填料440上與風(fēng)機(jī)420誘導(dǎo)的空氣進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)冷卻水與空氣的熱濕交換達(dá)到釋放或提取熱量。

當(dāng)水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)處于供冷工況工作時(shí)，冷媒在室內(nèi)機(jī)單元20經(jīng)室內(nèi)機(jī)換熱器220吸收室內(nèi)多余熱量后蒸發(fā)并流出進(jìn)入四通換向閥120進(jìn)入壓縮機(jī)110，經(jīng)壓縮后的高溫高壓冷媒經(jīng)四通換向閥120進(jìn)入冷媒與水側(cè)換熱單元30釋放出熱量而降溫，相應(yīng)的，從熱源塔單元40的冷卻水出口流出的較低溫度冷卻水流入冷媒和水側(cè)換熱單元30吸收冷媒釋放出熱量而溫度升高回流至熱源塔單元40進(jìn)行降溫，通過(guò)與空氣熱交換熱量排放至空氣中。流出冷媒與水側(cè)換熱單元30的低溫高壓冷媒經(jīng)膨脹閥210變?yōu)榈蜏氐蛪豪涿剑⑦M(jìn)入室內(nèi)機(jī)換熱器220再次吸收多余熱量而蒸發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)的供冷功能。

當(dāng)水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)處于供熱工況工作時(shí)，冷媒在室內(nèi)機(jī)單元20經(jīng)室內(nèi)機(jī)換熱器220釋放熱量后液化并流出進(jìn)入膨脹閥210，降壓后的低溫低壓冷媒進(jìn)入冷媒和水側(cè)換熱單元30吸收熱量，相應(yīng)的，利用冰點(diǎn)低于零度的抗凍鹽溶液從熱源塔單元40的冷卻水出口流出進(jìn)入冷媒和水側(cè)換熱單元30釋放出熱量而溫度下降回流至熱源塔單元40，在熱源塔410中由鹽溶液吸收空氣熱量提高溫度再次與冷媒進(jìn)行熱交換，此時(shí)熱源塔的功能與傳統(tǒng)冷卻塔不同。流出冷媒與水側(cè)換熱單元30的低溫低壓冷媒經(jīng)四通換向閥120進(jìn)入壓縮機(jī)110，經(jīng)壓縮后的高溫高壓冷媒進(jìn)入室內(nèi)機(jī)換熱器220再次釋放熱量液化，從而實(shí)現(xiàn)水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)的供熱功能。

本實(shí)施例水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)的冷熱源制取方法，是將冷媒與冷卻水在冷媒與水側(cè)換熱單元30中進(jìn)行熱交換而釋放或吸收熱量，對(duì)應(yīng)地，冷卻水進(jìn)入熱源塔410與周邊空氣進(jìn)行熱交換，向空氣中排放熱量或從空氣中吸收熱量，通過(guò)熱源塔的排熱和吸熱實(shí)現(xiàn)一套冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行供冷供熱滿(mǎn)足室內(nèi)舒適性要求。因此本發(fā)明方法和系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)水源多聯(lián)機(jī)夏季供冷冬季供熱需求，且節(jié)省機(jī)房用地面積，降低投資和運(yùn)行費(fèi)用。

參照?qǐng)D2，其揭示了本發(fā)明水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)的第二實(shí)施例，本實(shí)施例之水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)與第一實(shí)施例之水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)類(lèi)似，其不同之處在于：由于冷熱負(fù)荷不均，空調(diào)冷負(fù)荷遠(yuǎn)大于空調(diào)熱負(fù)荷，增加設(shè)置了僅具有夏季散熱冷卻功能冷卻塔510。冷媒與水側(cè)換熱單元30的進(jìn)水口通過(guò)三通閥70與熱源塔410和冷卻塔510的出水口連接，冷媒和水側(cè)換熱單元30的出水口通過(guò)三通閥60與熱源塔410和冷卻塔510的進(jìn)水口連接。

當(dāng)水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)處于供冷工況工作時(shí)，冷媒在室內(nèi)機(jī)單元20經(jīng)室內(nèi)機(jī)換熱器220吸收多余熱量后蒸發(fā)并流出進(jìn)入四通換向閥120進(jìn)入壓縮機(jī)110，經(jīng)壓縮后的高溫高壓冷媒經(jīng)四通換向閥120進(jìn)入冷媒和水側(cè)換熱單元30釋放出熱量而降溫，相應(yīng)的，從熱源塔單元40和冷卻塔單元50的冷卻水出口流出的較低溫度冷卻水經(jīng)三通閥70匯集流入冷媒和水側(cè)換熱單元30吸收冷媒釋放出熱量而溫度升高回流至三通閥60分配至熱源塔單元40和冷卻塔510進(jìn)行降溫，將熱量排放至空氣中，此時(shí)熱源塔的功能與冷卻塔一致。流出冷媒與水側(cè)換熱單元30的低溫高壓冷媒經(jīng)膨脹閥210變?yōu)榈蜏氐蛪豪涿?，并進(jìn)入室內(nèi)機(jī)換熱器220再次吸收多余熱量而蒸發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)的供冷功能。

當(dāng)水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)處于供熱工況工作時(shí)，停止冷卻塔運(yùn)行，利用冰點(diǎn)低于零度的抗凍鹽溶液從熱源塔單元40的冷卻水出口流出經(jīng)三通閥70（關(guān)閉三通閥70與冷卻塔510的出口通道）進(jìn)入冷媒和水側(cè)換熱單元30釋放出熱量而溫度下降經(jīng)三通閥60（關(guān)閉三通閥70與冷卻塔510的進(jìn)口通道）回流至熱源塔單元40，在熱源塔410中由鹽溶液吸收空氣熱量提高溫度再次與冷媒進(jìn)行熱交換，此時(shí)熱源塔的功能與傳統(tǒng)冷卻塔不同。相應(yīng)的，冷媒在室內(nèi)機(jī)單元20經(jīng)室內(nèi)機(jī)換熱器220釋放熱量后液化并流出進(jìn)入膨脹閥210，降壓后的低溫低壓冷媒進(jìn)入冷媒和水側(cè)換熱單元30吸收熱量，流出冷媒與水側(cè)換熱單元30的低溫低壓冷媒經(jīng)四通換向閥120進(jìn)入壓縮機(jī)110，經(jīng)壓縮后的高溫高壓冷媒進(jìn)入室內(nèi)機(jī)換熱器220再次釋放熱量而液化，從而實(shí)現(xiàn)水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)的供熱功能。

本實(shí)施例水源多聯(lián)機(jī)供冷供熱系統(tǒng)的冷熱源制取方法，是將冷媒與冷卻水在冷媒與水側(cè)換熱單元30中進(jìn)行熱交換而釋放或吸收熱量，對(duì)應(yīng)地，冷卻水進(jìn)入熱源塔410通過(guò)風(fēng)機(jī)420、換熱填料440與空氣進(jìn)行熱交換，在空氣中排放熱量或吸收熱量，通過(guò)熱源塔的排熱和吸熱實(shí)現(xiàn)一套冷卻水系統(tǒng)進(jìn)行供冷供熱滿(mǎn)足室內(nèi)舒適性要求。因此本發(fā)明方法和系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)水源多聯(lián)機(jī)夏季供冷冬季供熱需求，且節(jié)省機(jī)房用地面積，降低投資和運(yùn)行費(fèi)用。

以上僅為本發(fā)明優(yōu)先選用的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專(zhuān)利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效功效變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍內(nèi)。