一种吸收式热泵供暖系统的制作方法

本文发明属于建筑供暖技术领域，涉及一种多用途的蓄热型吸收式热泵供暖系统。

背景技术：

随着我国现代化企业的大规模发展以及居民生活水平的提高，全国每天的用电量不断增加，因此修建了越来越多的发电站。但用电量在每个时段的分布是不均匀的，大多集中在白天，而发电量在每个时段是均匀的，因此造成了夜晚电能的供需不匹配。将夜间低价电综合利用以解决供暖问题是目前供暖行业的发展趋势。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种吸收式热泵供暖系统，具体多种运行模式，实现了利用夜间电价低的优势将电能转化为高压水箱中的热能存储起来，可将夜间低价电能加以综合利用。

本发明提供一种吸收式热泵供暖系统，包括：水循环环路、吸收式热泵环路、热泵供暖环路以及冷冻水循环环路，其中：

水循环环路包括：高压水箱、第十五阀、第二泵、第二十一阀、发生器、第二十二阀，以及第十八阀；高压水箱中的高温水依次通过第十五阀、第二泵、第二十一阀流入发生器内的换热器，高温水经换热后将发生器中的稀溶液蒸发产生气体工质，换热后的低温水依次通过第二十二阀和第十八阀流回高压水箱；

吸收式热泵环路包括：发生器、冷凝器、节流阀、蒸发器、吸收器、第四泵、第二十三阀，以及溶液换热器；气体工质从发生器流入冷凝器，在冷凝器中转化成液体工质并放热，将流经冷凝器的用户水加热，液体工质从冷凝器流出后经节流阀进入蒸发器转化成气体工质，蒸发器中的气体工质流入吸收器将其中的浓溶液稀释并放热，将流经吸收器的用户水加热；吸收器中稀释形成的稀溶液通过第四泵和溶液换热器流回到发生器，发生器中蒸发形成的浓溶液通过溶液换热器和第二十三阀流入吸收器；

热泵供暖环路包括：用户、第十一阀、第十二阀、第一泵、吸收器以及冷凝器；低温水从用户的出水口流出依次通过第十二阀、吸收器以及冷凝器，在吸收器和冷凝器内加热后通过第一泵和第十一阀流入用户的进水口；

冷冻水循环环路包括：蒸发器、第二十阀、第二十四阀、第二十五阀、第三泵，以及地源热泵；蒸发器流出的冷冻水通过第二十四阀、第三泵和第二十阀流入地源热泵的地下埋管，冷冻水经地下埋管加热通过第二十五阀后，流回到蒸发器。

在本发明的吸收式热泵供暖系统中，所述供暖系统还包括由第十三阀、第十四阀、第十五阀、第十八阀、第二泵、高压水箱和用户组成的高压水箱供暖环路；高压水箱的高温水通过第十五阀、第二泵和第十四阀流入用户的进水口，低温水从用户的出水口流出依次通过第十三阀和第十八阀流回高压水箱。

在本发明的吸收式热泵供暖系统中，所述供暖系统还包括由第十五阀、第十六阀、第十七阀、第十八阀、第十九阀、第二泵、地源热泵和高压水箱组成的高压水箱排热环路；高压水箱中温度较低的热水通过第十五阀、第二泵、第十七阀和第十九阀流入地源热泵，补充吸收式热泵环路运行时土壤损失的热量，降温后的水通过第十六阀和第十八阀流回高压水箱，同时降低水箱中的水温。

在本发明的吸收式热泵供暖系统中，所述供暖系统还包括由第十三阀、第十四阀、第十六阀、第十七阀、第二十阀、第三泵、地源热泵和用户组成的供冷环路；地源热泵中的低温水通过第十六阀和第十三阀流入用户的出水口，供冷后的水从用户的入水口流出后，通过第十四阀、第十七阀、第三泵、第二十阀流回地源热泵。

在本发明的吸收式热泵供暖系统中，所述高压水箱的上侧有出水管，在水箱的下侧设置进水管。

在本发明的吸收式热泵供暖系统中，高压水箱的顶部设有压力表、压力调节装置、温度计以及安全阀，高压水箱的底部有放水管。

在本发明的吸收式热泵供暖系统中，所述高压水箱的外部有保温层，保温材料可为保温棉或聚氨酯发泡。

在本发明的吸收式热泵供暖系统中，所述稀溶液和浓溶液可为溴化锂溶液、氨水溶液或氯化锂溶液。

在本发明的吸收式热泵供暖系统中，所述地源热泵的地埋管为竖直埋管或水平埋管。

在本发明的吸收式热泵供暖系统中，所述的发生器和吸收器内部设有换热器。

本发明的供暖系统实现了利用夜间电价低的优势将电能转化为高压水箱中的热能存储起来，冬季可利用高压水箱向用户供暖或者驱动吸收式热泵，利用吸收式热泵向用户供暖；夏季可利用地源热泵向用户供冷。本发明的供暖系统充分利用低谷电价的政策的优势以及溴化锂吸收式热泵和地源热泵的特点，实现了供暖与制冷的双重需求，同时也提高了用户生活的舒适性，并有利于节约资源保护环境。且具有运行费用低，节能环保，设备不易损坏等特点。

附图说明

图1是本发明的吸收式热泵供暖系统的结构示意图；

图2是本发明的高压水箱向用户供暖的示意图；

图3是本发明的吸收式热泵向用户供暖的示意图；

图4是本发明的高压水箱向地源热泵排热的示意图；

图5是本发明的地源热泵向用户供冷的示意图。

具体实施方式

现阶段由于居民生活用电和企业的生产用电多集中在白天，而夜晚随着居民休息及企业停产，因此容易出现白天用电高峰期电不够用；夜晚用电低谷期电量剩余的现象。为解决电的产用平衡，国家出台了峰谷电价的政策，即夜晚用电少电价低，白天用电多电价高。本发明设计的吸收式热泵供暖系统中设有高压水箱，利用夜间较低的电价来将电能转化为热能，在加以综合利用。

如图1为本发明的一种吸收式热泵供暖系统的示意图，包括高压水箱2、地源热泵3、发生器4、吸收器5、冷凝器6、蒸发器7、溶液换热器8、水泵以及多个阀等部件。本发明的吸收式热泵供暖系统具体多种运行模式：高压水箱直接向用户供暖模式、吸收式热泵向用户供暖模式、高压水箱向地源热泵排热模式以及地源热泵向用户供冷模式，可在冬季为用户供暖，夏季向用户供冷，具有运行费用低，节能环保，设备不易损坏等特点。下面结合图2至图5对系统的不同运行模式进行说明。

如图2所示为高压水箱向用户供暖的示意图，高压水箱直接向用户供暖模式通过高压水箱供暖环路实现，图中用加粗的管路表示。高压水箱供暖环路包括第十三阀13、第十四阀14、第十五阀15、第十八阀18、第二泵27、高压水箱2和用户1。当高压水箱2蓄能结束，存储的水温较高时，打开第十三阀13、第十四阀14、第十五阀15和第十八阀18，同时关闭第十一阀11、第十二阀12、第十六阀16、第十七阀17、第二十一阀21、和第二十二阀22，高压水箱2的高温水通过第十五阀15、第二泵27和第十四阀14流入用户1的进水口，低温水从用户1的出水口流出依次通过第十三阀13和第十八阀18流回高压水箱。通过第二泵27将高压水箱2的高温水送至用户1，为用户1供暖，将供暖后的低温水送回至高压水箱2。夜晚低电价时段，高压水箱2生成高温水储存电能，并承担向用户1供热的责任，同时储存足够的热能以备第二天电价高的时候使用。

白天电价相对较高，直接将电能转化为热能来供暖是不合理的，因此利用夜晚高压水箱2存储的热能供热。当高压水箱2中的高温水持续向用户供热，水温下降到一定程度后，可采用吸收式热泵模式向用户供暖。如图3所示为吸收式热泵向用户供暖模式的示意图，如图所示供暖系统包括：水循环环路、吸收式热泵环路、热泵供暖环路以及冷冻水循环环路，图中用加粗的管路表示。

其中，水循环环路包括：高压水箱2、第十五阀15、第二泵27、第二十一阀21、发生器4、第二十二阀22以及第十八阀18。关闭第十三阀13、第十四阀14、第十六阀16和第十七阀17，打开第十五阀15、第十八阀18、第二十一阀21、第二十二阀22，启动第二泵27。高压水箱2中的高温水流出后依次通过第十五阀15、第二泵27、第二十一阀21流入发生器4的换热器，高温水经换热后将发生器4中的稀溶液蒸发后产生气体工质，换热后的低温水依次通过第二十二阀22和第十八阀18流回高压水箱2。水循环环路实现高压水箱2向发生器4供热，以产生气体工质。具体实施时，换热器采用盘管式换热器。

吸收式热泵环路包括：发生器4、冷凝器6、节流阀10、蒸发器7、吸收器5、第四泵29、第二十三阀23以及溶液换热器8。气体工质从发生器4流出后进入冷凝器6，在冷凝器6中转化成液体工质并放热将流经冷凝器6的用户水加热，液体工质从冷凝器6流出后经节流阀10进入蒸发器7转化成气体工质，蒸发器7中的气体工质流入吸收器5将其中的浓溶液稀释并放热，将流经吸收器5的用户水加热。吸收器5中的浓溶液经稀释形成稀溶液，该稀溶液通过第四泵29和溶液换热器8回到发生器4，发生器4中蒸发形成的浓溶液通过第二十三阀23流入吸收器5；这样就确保吸收器5中就一直有浓溶液，发生器4中一直有稀溶液。上述的稀溶液和浓溶液可为溴化锂溶液，也可是氨水溶液，或氯化锂溶液等吸收式热泵常用的工质。在吸收器5内部设有换热器，换热器将浓溶液稀释放出的热量传递给用户水并将水温提高。具体实施时，工质在冷凝器6中走管程，用户水在冷凝器6走壳程。

热泵供暖环路包括：用户1、第十一阀11、第十二阀12、第一泵26、吸收器5以及冷凝器6。用户低温水从用户1的出水口流出依次通过第十二阀12、吸收器5以及冷凝器6，用户低温水在吸收器5和冷凝器6内加热后变成高温水通过第一泵26和第十一阀11流入用户1的进水口向用户供暖，供暖后的低温水回到吸收器5与冷凝器6中继续吸热，实现供热循环。

冷冻水循环环路包括：蒸发器7、第二十阀20、第二十四阀24、第二十五阀25、第三泵28以及地源热泵3。蒸发器7流出的冷水通过第二十四阀24、第三泵28和第二十阀20流入地源热泵3的地下埋管，冷水经地下埋管加热后通过第二十五阀25流回到蒸发器7。蒸发器7内部的压力很低，冷水经地下埋管加热后通入蒸发器7使得蒸发器内的液体工质蒸发成气体工质。工质在蒸发器7中走壳程，经地源热泵3加热后的水在蒸发器7中走管程。地源热泵3的地下埋管为竖直埋管，也可为水平埋管以及其他形式的埋管。

图4是本发明的高压水箱2向地源热泵3排热的示意图。高压水箱2持续向发生器4供热，内部水温继续下降，当水温下降很低时，停止吸收式热泵的运行。此时可将高压水箱2中温度较低的热水通入地源热泵3，补充吸收式热泵环路运行时土壤损失的热量，同时进一步降低高压水箱2蓄热前的水温，以扩大高压水箱的蓄热温差，从而加大高压水箱的蓄能密度。高压水箱的排热过程通过高压水箱排热环路实现，图中用加粗的管路表示。高压水箱排热环路由第十五阀15、第十六阀16、第十七阀17、第十八阀18、第十九阀19、第二泵27、地源热泵3和高压水箱2组成。打开第十五阀15、第十六阀16、第十七阀17、第十八阀18和第十九阀19，关闭第十三阀13、第十四阀14、第二十阀20、第二十一阀21、第二十二阀22，第二十四阀24和第二十五阀25，启动第二泵27。高压水箱2中温度较低的热水通过第十五阀15、第二泵27、第十七阀17和第十九阀19流入地源热泵3，补充吸收式热泵环路运行时土壤损失的热量，同时降低水箱中的水温，降温后的水通过第十六阀16和第十八阀18流回高压水箱2。

图5是本发明的地源热泵向用户供冷的示意图。北方的夏季也有一定时间段的供冷需求，本系统可通过供冷环路向用户供冷，图中用加粗的管路表示供冷环路。供冷环路包括第十三阀13、第十四阀14、第十六阀16、第十七阀17、第二十阀20、第三泵28、地源热泵3和用户1组成。打开第十三阀13、第十四阀14、第十六阀16、第十七阀17、第二十阀20，关闭第十一阀11、第十二阀12、第十五阀15、第十八阀18、第十九阀19、第二十一阀21、第二十二阀22、第二十四阀24、第二十五阀25，启动第三泵28。地源热泵3中的低温水通过第十六阀16和第十三阀13流入用户的出水口，供冷后的水从用户的入水口流出后，通过第十四阀14、第十七阀17、第三泵28、第二十阀20流回地源热泵3。通过上述供冷环路将地源热泵3的低温水送至用户，满足用户的制冷需求。

以上为本发明的吸收式热泵供暖系统的4种运行模式，具体实施时，系统的高压水箱2的上侧设有出水管，在水箱的下侧设置进水管。在高压水箱2的顶部设有压力表、压力调节装置、温度计以及安全阀，高压水箱的底部有放水管。高压水箱的外部有保温层，保温材料可为保温棉或聚氨酯发泡。

本发明的供暖系统实现了利用夜间电价低的优势将电能转化为高压水箱中的热能存储起来，冬季可利用高压水箱向用户供暖或者驱动吸收式热泵，利用吸收式热泵向用户供暖；夏季可利用地源热泵向用户供冷。本发明的供暖系统充分利用低谷电价的政策的优势以及吸收式热泵和地源热泵的特点，实现了供暖与制冷的双重需求，同时也提高了用户生活的舒适性，并有利于节约资源保护环境。且具有运行费用低，节能环保，设备不易损坏等特点。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为详细，但不能理解为对本发明的专利范围的限制。在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形与改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。