专利名称：高密度发热空间热泵耦合供热系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及空气调节技术，尤其是涉及一种高密度发热空间热泵耦合供热系统。
背景技术：
由于能源紧张、环境污染加重，各国家都提出节能减排政策，节能减排也是社会经济可持续发展的长远发展战略。采用技术上可行、经济上合理以及环境和社会可以承受的措施，减少能源的损失和浪费，有效合理地使用能源，减少环境有害物的排放。目前，在高密度发热空间内，一般需要安装空调系统，例如，通信机房内的通信设备在工作过程中，释放大量的热量，因而需要在通信机房内安装空调系统，降低通信机房内的温度，保证通信设备的正常工作。通信机房内的空调系统的能耗占通信机房总能耗的比重很大，通过调研发现，空调系统的能耗占整个通信机房总能耗的45%左右。通信机房具有高显热低潜热的负荷特性，空调系统主要是排出通信机房内的显热量，而将排出通信机房的大量冷凝热量直接排放到空气中，在消耗高位电能后产生低品味热能，加剧了城市的热岛效应。而需要供热的用户又通过消耗高品味电能来获取低品位热能，上述能量使用方式是极不合理的，不符合生态循环用能的理念以及节能减排的发展战略，急需改进。
实用新型内容本实用新型提供一种高密度发热空间热泵耦合供热系统，用以解决现有技术中的缺陷，能够为高密度发热空间提供供冷的同时，向有热负荷需求的空间供热，实现能量的循环有效利用。本实用新型提供了一种高密度发热空间热泵耦合供热系统，包括供冷循环系统、 冷媒循环系统、供热循环系统和控制系统；所述供冷循环系统包括依次连通的蒸发器、第一循环水泵和供冷末端装置；所述冷媒循环系统包括与所述蒸发器依次连通的热泵压缩机、冷凝器和膨胀阀；所述供热循环系统包括与所述冷凝器连通的第二循环水泵、供热末端装置和辅助散热装置；所述供热末端装置和所述辅助散热装置并联在所述供热循环系统的管道上；所述控制系统包括安装在所述供热末端装置和辅助散热装置的管道上的电动阀。优选地，所述辅助散热装置为冷却塔。优选地，所述供热末端装置包括若干个供热风机盘管。优选地，所述供热末端装置还包括生活热水蓄水箱。优选地，与所述生活热水蓄水箱连通的用户供水管道上安装有第三循环水泵。优选地，所述供冷末端装置为若干个供冷风机盘管。本实用新型提供的高密度发热空间热泵耦合供热系统，包括供冷循环系统、冷媒循环系统、供热循环系统和控制系统；通过所述供冷循环系统中的供冷末端装置对高密度发热空间提供冷量，通过所述热泵压缩机提高蒸发后的冷媒的温度和压力，加热所述供热循环系统中的循环水，供热循环系统中的循环水加热供热末端装置，对用户供热，同时设置与供热末端装置并联的辅助散热装置，以备无供热需求时，为高密度发热空间内的供冷末端装置正常运行提供冷量。 可以看出，本实用新型提供高密度发热空间热泵耦合供热系统，能够充分利用高密度发热空间的供冷循环系统的冷凝热量，为用户供热，实现能量的循环有效利用。
图1为本实用新型第一实施例提供的高密度发热空间热泵耦合供热系统的示意图；图2为本实用新型第二实施例提供的高密度发热空间热泵耦合供热系统的示意图。附图标记1-供冷风机盘管 2-第一循环水泵 3-蒸发器4-热泵压缩机 5-冷凝器 6-膨胀阀7-第二循环水泵 8-供热风机盘管 9-第一电动阀10-冷却塔 11-第二电动阀12-生活热水蓄水箱13-第三电动阀 14-第三循环水泵
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。参照图1，图1为本实用新型第一实施例提供的高密度发热空间热泵耦合供热系统的示意图。如图1所示，在本实用新型的第一实施例中，高密度发热空间热泵耦合供热系统包括供冷循环系统、冷媒循环系统、供热循环系统和控制系统。供冷循环系统包括依次连通的蒸发器3、第一循环水泵2和供冷末端装置。冷媒循环系统包括与蒸发器3依次连通的热泵压缩机4、冷凝器5和膨胀阀6。供热循环系统包括与冷凝器5连通的第二循环水泵7、供热末端装置和辅助散热装置；供热末端装置和辅助散热装置并联在供热循环系统的管道上。控制系统包括第一电动阀9和第二电动阀11，第一电动阀9安装在供热末端装置与供热循环系统连通的管道上，第二电动阀11安装在辅助散热装置与供热循环系统连通的管道上。具体地，在本实施例中，供冷末端装置为若干个供冷风机盘管1，供热末端装置包括若干个供热风机盘管8 ；辅助散热装置选为冷却塔10，当然，辅助散热装置也可以选用其他的形式的散热器。 冷却塔10和供热风机盘管8并联在供热循环系统的管道上。按照高密度发热空间的发热量，设计冷却塔10的数量和性能，可以提高该高密度发热空间热泵耦合供热系统的可靠性，保证在热负荷需求不足的时候，不影响高密度发热空间的冷负荷需求。下面具体说明本实施例提供的高密度发热空间热泵耦合供热系统的设计依据和工作原理高密度发热空间具有显热量大、湿量小的特点。空调系统的空气处理过程近似为等湿降温过程，送风为大风量、小焓差。由于空调系统几乎不需要除湿作用，因此，可以将供冷循环系统内的循环水温度提高至15-18°C。此温度非常适合用作热泵压缩机4的低温热源，具有较高的能效比。第一循环水泵2泵送循环水，使得循环水在供冷循环系统内的循环流动，通过安装在高密度发热空间内的供冷风机盘管1，将高密度发热空间内的热量传递给供冷循环系统的循环水，同时使高密度发热空间内温度降至设计需求温度点。供冷循环系统中的循环水吸收了高密度发热空间的热量，循环至蒸发器3，与蒸发器3中的冷媒换热，冷媒吸收循环水的热量后气化蒸发，而后经热泵压缩机4做功，提高冷媒的温度和压力，高温高压冷媒在冷凝器5中与供热循环系统内的循环水换热，加热供热循环系统内的循环水至40-45°C，同时冷媒释放热量后冷凝为液态，通过膨胀阀6对冷媒进行节流降压和调节流量，循环至蒸发器3，进入下一个冷媒循环。通过第二循环水泵7泵送循环水，使得供热循环系统内的水循环流动，控制系统控制第一电动阀9开启，供热循环系统内的循环水流入供热风机盘管8，加热供热风机盘管 8，为用户提供热风，如果供热循环系统中的循环水的温度超过45°C，控制系统控制第二电动阀11开启，将多余的热量通过冷却塔10排出。本发明第一实施例提供的高密度发热空间热泵耦合供热系统，通过供冷循环系统中的供冷风机盘管1对高密度发热空间提供供冷，通过热泵压缩机4提高蒸发后的冷媒的温度和压力，加热供热循环系统中的循环水，供热循环系统中的循环水加热供热风机盘管8 对用户提供热风，能够循环利用能源，同时设置与供热风机盘管8端并联的冷却塔10，以备无供热需求时，为高密度发热空间内的供冷风机盘管1正常运行提供冷量。可以看出，本实用新型提供高密度发热空间热泵耦合供热系统，能够充分利用高密度发热空间的供冷循环系统的冷凝热量，为用户供热，实现能量的循环有效利用。参考图2，图2为本实用新型第二实施例提供的高密度发热空间热泵耦合供热系统的示意图。如图2所示，在第二实施例中，本实用新型提供的高密度发热空间热泵耦合供热系统的结构与第一实施例中的高密度发热空间热泵耦合供热系统的基本相同，不同点如下所述在本实施例中，供热末端装置包括若干个供热风机盘管8和生活热水蓄水箱12， 生活热水蓄水箱12与供冷循环系统连通的管道上内装有第三电动阀13，与生活热水蓄水箱12连通的用户供水管道上安装有第三循环水泵14。可以根据用户的生活习惯和气候特点，通过供热风机盘管8为用户提供热风，也可以同时通过生活热水蓄水箱12和第三循环水泵14为用户提供40-45°C的生活热水。例如，可以选择在寒冷地区的采暖期内提供热风，也可以在采暖期或者全年提供生活热水。同时，按照不存在供热的情况设计冷却塔10，以满足高密度发热空间冷负荷配置。通过调整第一电动阀9、第二电动阀11和第三电动阀13的开合，控制供热循环系统的循环水回路，以配合不同的用户需要，确定为供热模式、供热水模式或者并联模式。若用户侧暂无用热需求，则开启冷却塔10，此时，该高密度发热空间热泵耦合供热系统为常规空调冷水机组运行模式。显然，本实施例中的高密度发热空间热泵耦合供热系统的技术效果与上述第一实施例中的高密度发热空间热泵耦合供热系统的技术效果基本相同，在此不再赘述。需要说明的是，可以按照高密度发热空间的发热量(所需冷负荷)，设计配置热泵压缩机4、冷却塔10以及供冷风机盘管1的数量和功率，按照供热需求方式和需求量设计配置供热风机盘管8和生活热水蓄水箱12的数量和功率，其间的不平衡量，由冷却塔10承担。另外，控制系统的设计，对热泵压缩机4的低温热源和高温热源两侧进行分别控制，低温热源侧注意保证循环水的温度及流量，确保满足高密度发热空间的冷负荷需求。高温热源侧则控制循环水的温度变化，以全年稳定供热量来设计供热负荷，对高于稳定供热量的，可以用作加热生活热水。控制系统回水温度不变，当系统供热水温度过高时，开启冷却塔10辅助散热。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制； 尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解: 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求1.一种高密度发热空间热泵耦合供热系统，其特征在于，包括供冷循环系统、冷媒循环系统、供热循环系统和控制系统；所述供冷循环系统包括依次连通的蒸发器、第一循环水泵和供冷末端装置；所述冷媒循环系统包括与所述蒸发器依次连通的热泵压缩机、冷凝器和膨胀阀；所述供热循环系统包括与所述冷凝器连通的第二循环水泵、供热末端装置和辅助散热装置；所述供热末端装置和所述辅助散热装置并联在所述供热循环系统的管道上；所述控制系统包括若干个电动阀，所述电动阀分别安装在与所述供热末端装置和辅助散热装置连通的管道上。
2.根据权利要求1所述的高密度发热空间热泵耦合供热系统，其特征在于，所述辅助散热装置为冷却塔。
3.根据权利要求1所述的高密度发热空间热泵耦合供热系统，其特征在于，所述供热末端装置包括若干个供热风机盘管。
4.根据权利要求1或3所述的高密度发热空间热泵耦合供热系统，其特征在于，所述供热末端装置还包括生活热水蓄水箱。
5.根据权利要求4所述的高密度发热空间热泵耦合供热系统，其特征在于，与所述生活热水蓄水箱连通的用户供水管道上安装有第三循环水泵。
6.根据权利要求1-3任一项所述的高密度发热空间热泵耦合供热系统，其特征在于， 所述供冷末端装置为若干个供冷风机盘管。
专利摘要本实用新型公开了一种高密度发热空间热泵耦合供热系统，包括供冷循环系统、冷媒循环系统、供热循环系统和控制系统；所述供冷循环系统包括依次连通的蒸发器、第一循环水泵和供冷末端装置；所述冷媒循环系统包括与所述蒸发器依次连通的热泵压缩机、冷凝器和膨胀阀；所述供热循环系统包括与所述冷凝器连通的第二循环水泵、供热末端装置和辅助散热装置；所述供热末端装置和所述辅助散热装置并联在所述供热循环系统的管道上；所述控制系统包括安装在所述供热末端装置和辅助散热装置的管道上的电动阀。本实用新型提供高密度发热空间热泵耦合供热系统，能够充分利用高密度发热空间的供冷循环系统的冷凝热量，为用户供热，实现能量的循环有效利用。
文档编号F24F11/02GK202092263SQ201120190989
公开日2011年12月28日 申请日期2011年6月8日 优先权日2011年6月8日
发明者吕晓辰, 朱清宇, 杨灵艳, 沈亮, 肖龙, 钱程 申请人:中国建筑科学研究院