一种多水质超低温、宽温带混水源热泵空调系统的制作方法

文档序号:14919464发布日期:2018-07-11 02:57阅读:140来源:国知局

本实用新型涉及热泵空调循环系统技术领域,尤其涉及一种多水质超低温、宽温带混水源热泵空调系统。



背景技术:

冬季采暖和热水设备符合环保要求的仅有燃气锅炉和热泵。燃气越来越紧张,价格越来越高。热泵成立许多企业的首选。北方冬天不稳定的气温,直接影响了空气源热泵的使用和推广。水源热泵因水源温度稳定变化不大,节能、环保、高效等,受很多企业的青睐。

水源热泵系统是以浅层地表水、井水、生活和工业废水为低温热源,由水源换热机组、热交换系统、高温热源或低温冷源利用系统和中央控制系统组成,水源热泵系统作为一种可再生能源的应用系统,具有良好的节能和环境保护效益,与空气源热泵相比,相当于减少30%以上的电力消耗,与电供暖相比,相当于减少70%以上的电力消耗。因此水源热泵技术越来越受到人们的重视,并得到国家相关部门的大力推广利用。

为保护环境,节约资源,减少排放,北方采暖地区大力推广环保节能的热泵空调采暖技术。但现有水源热泵热水机组水源温度范围小,大于20℃和小于10℃的不能直接利用;水源品质单一,仅能单选废水、清水、污水、海水。水源换热机组的极限温差小,需要水源水量大,提热能力小,进出水温差小于10℃;缺少节水控制系统,不适用缺水地区;设备管路、系统、换热器换热效率衰减严重,需要及时定期清洗;污水等水源需要前置,预处理,变为废水,方可使用,有污染、腐蚀的水源不能使用。



技术实现要素:

基于背景技术存在的技术问题,本实用新型提出了一种多水质、超低温、宽温带混水源热泵空调系统。

本实用新型的技术方案是:

一种多水质、超低温、宽温带混水源热泵空调系统,包括多水质混水源隔离换热机组、污水混水源隔离换热机组和清水混水源换热机组,所述多水质混水源隔离换热机组的进水端连接有两第一隔离水泵,所述第一隔离水泵的进水口连接有第一隔离换热器,所述第一隔热换热器的进水口连接有两第一混水泵,所述第一混水泵的进水口与污水源进口相连,所述多水质混水源隔离换热机组的出水端与第一隔离换热器的防冻液入口相连,所述第一隔离换热器的出水口与污水源出口相连,且第一隔离换热器的出水口与污水源出口间安装有第一排水温控电动阀,所述第一排水温控电动阀的进水口与污水源进口间安装有第一混水阀,且第一排水温控电动阀并联有第一排水旁通阀,所述多水质混水源隔离换热机组的出水端还连接有第二隔离换热器,所述第二隔离换热器的防冻液出口与第一隔离水泵的进水口相连,且第二隔离换热器的防冻液出口还连接有第一防冻液水箱,所述第二隔离换热器的进水口连接有两第二混水泵,所述第二混水泵的进水口与清水源进口相连,所述第二隔离换热器的出水口与清水源出口相连,且第二隔离换热器的出水口与清水源出口间安装有第二排水温控电动阀,所述第二排水温控电动阀的进水口与清水源进口间安装有第二混水阀,且第二排水温控电动阀并联有第二排水旁通阀;

所述污水混水源隔离换热机组的隔离端进水端连接有两第二隔离水泵,所述第二隔离水泵的进水口连接有第三隔离换热器,所述第三隔离换热器的进水口连接有两第三混水泵,所述第三混水泵的进水口与污水源进口相连,所述第三隔离换热器出水口与污水源出口相连,且第三隔离换热器的出水口与污水源出口间安装有第三排水温控电动阀,所述第三排水温控电动阀的进水口与污水源进口间安装有第三混水阀,且第三排水温控电动阀并联有第三排水旁通阀,所述污水混水源隔离换热机组的的出水端与第三隔离换热器的防冻液进口相连,所述第三隔离换热器的防冻液出口连接有第二防冻液水箱;

所述清水混水源换热机组的进水端连接有第四混水泵,所述第四混水泵的进水口端连接有进水阀,所述清水混水源换热机组出水端连接有排水阀,所述进水阀、排水阀和清水混水源换热机组的进水端、出水端间安装有第四混水阀,所述清水混水源换热机组的另一出水端依次连接有高负载采暖水泵和低负载采暖水泵,所述高负载采暖水泵和低负载采暖水泵的出水口连接有待供暖端,所述待供暖端的进水口与清水混水源换热机组的另一进水端相连;

所述多水质混水源隔离换热机组的另一进水端、污水混水源隔离换热机组的另一进水端均与清水混水源换热机组的另一出水端相连,所述多水质混水源隔离换热机组的另一出水端、污水混水源隔离换热机组的另一出水端均与清水混水源换热机组的另一进水端相连。

优选的,所述多水质混水源隔离换热机组、污水混水源隔离换热机组和清水混水源换热机组均为超低温混水源换热机组,且均包括蒸发器、冷凝器、压缩机和循环水泵,所述蒸发器为耐-15℃低温的抗冻降膜式蒸发器,且蒸发器上设有回油装置,所述冷凝器为耐腐蚀壳管式冷凝器,且冷凝器上连接有膨胀阀,所述压缩机为极限温差大于105℃的螺杆压缩机或离心压缩机。

优选的,所述多水质混水源隔离换热机组的进水端安装有软接头、压力表和温度计,所述多水质混水源隔离换热机组的另一进水端安装有软接头和阀门,所述多水质混水源隔离换热机组的出水端安装有软接头、水流开关、压力表和温度计,所述多水质混水源隔离换热机组的另一出水端安装有软接头、阀门、水流开关、压力表和温度计。

优选的,所述污水混水源隔离换热机组的进水端安装有软接头、压力表和温度计,所述污水混水源隔离换热机组的另一进水端安装有软接头和阀门,所述污水混水源隔离换热机组的出水端安装有软接头、水流开关、压力表和温度计,所述污水混水源隔离换热机组的另一出水端安装有软接头、阀门、水流开关、压力表和温度计。

优选的,所述清水混水源换热机组的进水端安装有软接头和温度计,所述清水混水源换热机组的另一进水端安装有软接头、阀门、水流开关、压力表和温度计,所述清水混水源换热机组的出水端安装有软接头、水流开关、压力表和温度计,所述清水混水源换热机组的另一出水端安装有软接头和阀门。

优选的,所述第一隔离水泵、第一混水泵、第二混水泵、第二隔离水泵、第三混水泵、第四混水泵、高负载采暖水泵和低负载采暖水泵的进水口均安装有软接头,且第一隔离水泵、第一混水泵、第二混水泵、第二隔离水泵、第三混水泵、第四混水泵、高负载采暖水泵和低负载采暖水泵的出水口均安装有软接头和单向阀。

优选的,所述第一隔离换热器、第二隔离换热器、第三隔离换热器和清水混水源换热机组的管路上安装有感应清洗装置,所述第一隔离换热器、第二隔离换热器、第三隔离换热器的进水口均安装有压力表和温度计,所述第一隔离换热器、第二隔离换热器、第三隔离换热器的出水口均安装有水流开关、压力表和温度计。

优选的,所述第一隔离水泵、第一混水泵、第二混水泵、第二隔离水泵、第三混水泵和第四混水泵和采暖水泵为并联的多级水泵。

本实用新型的有益效果:

多水质混水源隔离换热机组、污水混水源隔离换热机组和清水混水源换热机组均为超低温混水源换热机组,蒸发器冷凝器进出口水源极限温差较大,适应能力强;通过隔离换热器可利用不同种类的水源(污水、废水、有腐蚀、有毒的水等),且通过温控电动阀、排水旁通阀、混水阀和混水泵的配合可以充分利用水源中的热能,同时不污染其他水源,通过防冻液水箱可提供防冻液,同时为温差变化的防冻液提供缓冲;通过混水泵和排水温控电动阀的配合实现较高温度的排出水继续循环换热,可控制排出水的温度,充分利用热源;通过感应清洗装置可粉碎溶解水中杂物,动态清洗清理换热器和设备、系统管道表面的污垢,第一隔离水泵、第一混水泵、第二混水泵、第二隔离水泵、第三混水泵和第四混水泵和采暖水泵为并联的多级水泵,水泵流量大小不同,可实现一用一备、大小流量和大中小三种配置模式,满足节能运行的要求。

采用超低温混水源换热机组,通过压缩机、混水泵、温控电动阀、混水阀和隔离换热器协同作用,相比于常规机组压缩机极限温差70-80℃,水源进水温度10-20℃,热水出水温度才有保障,且进出水的极限温差小于50-55℃,本机组压缩机吸排气的极限温差105℃以上;混水泵将水源进水温度范围扩大到-9--+80℃,进出水的极限温差达80℃以上.;常规机组出水温低于6℃时不能正常运行,蒸发器内部可能冻坏,隔离换热器采用防冻液,保证在-12℃可以正常运行,因此可实现压缩吸排气极限温差大于100-105℃,在水源进水温度20℃到80℃,出水温度6℃到-12℃的范围内,实现热水出水温度达到45-65℃。

本实用新型的多水质超低温、宽温带混水源热泵空调系统在水源缺乏水源量不足的地区,能最大限度利用水源热能。比传统可多提取70%-300%以上的热能;可以将清水污水废水各种高低温热能提取,供我们采暖使用;可以将各种高于20℃的流体中的废热充分利用起来;换热机组安全性高,无蒸发器冻坏和淤泥堵塞的风险,故障最低;采暖运行耗能比传统节省一半以上;污水源仅需要简单的过滤,就可进入热泵系统使用。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的限制。在附图中:

图1为本实用新型提出的一种多水质超低温、宽温带混水源热泵空调系统的管路布局图。

图中:1-多水质混水源隔离换热机组、101-第一隔离水泵、102-第一隔离换热器、1021-第二隔离换热器、103-第一混水泵、1031-第二混水泵、104-第一混水阀、1041-第二混水阀、105-第一排水温控电动阀、1051-第二排水温控电动阀、106第一排水旁通阀、1061-第二排水旁通阀、107-第一防冻液水箱;

2-污水混水源隔离换热机组、201-第二隔离水泵、202-第三隔离换热器、203-第三混水泵、204-第三混水阀、205-第三排水温控电动阀、206-第三排水旁通阀、207-第二防冻液水箱;

3-清水混水源换热机组、301-第四混水泵、302-第四混水阀、303-进水阀、304-排水阀、305-采暖水泵;

4-软接头、5-阀门、6-温度计、7-压力表、8-水流开关、9-单向阀、10-感应清洗装置;

A-进水端、B-出水端。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步解说。

一种多水质超低温、宽温带混水源热泵空调系统,包括多水质混水源隔离换热机组1、污水混水源隔离换热机组2和清水混水源换热机组3,多水质混水源隔离换热机组1的进水端A1连接有两第一隔离水泵101,第一隔离水泵101的进水口连接有第一隔离换热器102,第一隔热换热器102的进水口连接有两第一混水泵103,第一混水泵103的进水口与污水源进口相连,多水质混水源隔离换热机组1的出水端B1与第一隔离换热器102的防冻液入口相连,第一隔离换热器102的出水口与污水源出口相连,且第一隔离换热器102的出水口与污水源出口间安装有第一排水温控电动阀105,第一排水温控电动阀105的进水口与污水源进口间安装有第一混水阀104,且第一排水温控电动阀105并联有第一排水旁通阀106,多水质混水源隔离换热机组1的出水端B1还连接有第二隔离换热器1021,第二隔离换热器1021的防冻液出口与第一隔离水泵101的进水口相连,且第二隔离换热器1021的防冻液出口还连接有第一防冻液水箱107,第二隔离换热器1021的进水口连接有两第二混水泵1031,第二混水泵1031的进水口与清水源进口相连,第二隔离换热器1021的出水口与清水源出口相连,且第二隔离换热器1021的出水口与清水源出口间安装有第二排水温控电动阀1051,第二排水温控电动阀1051的进水口与清水源进口间安装有第二混水阀1041,且第二排水温控电动阀1051并联有第二排水旁通阀1061;

污水混水源隔离换热机组2的进水端A3连接有两第二隔离水泵201,第二隔离水泵201的进水口连接有第三隔离换热器202,第三隔离换热器202的进水口连接有两第三混水泵203,第三混水泵203的进水口与污水源进口相连,第三隔离换热器202出水口与污水源出口相连,且第三隔离换热器202的出水口与污水源出口间安装有第三排水温控电动阀205,第三排水温控电动阀205的进水口与污水源进口间安装有第三混水阀204,且第三排水温控电动阀205并联有第三排水旁通阀206,污水混水源隔离换热机组2的的出水端B3与第三隔离换热器202的防冻液进口相连,第三隔离换热器202的防冻液出口连接有第二防冻液水箱207;

清水混水源换热机组3的进水端A5连接有第四混水泵301,第四混水泵301的进水口端连接有进水阀303,清水混水源换热机组3出水端B5连接有排水阀304,进水阀303、排水阀304和清水混水源换热机组3的进水端A5、出水端B5间安装有第四混水阀302,进水阀303、排水阀304的出水端与井泵相连,清水混水源换热机组3的另一出水端B6连接有采暖水泵305,采暖水泵305出水口连接有待供暖端,待供暖端的进水口与清水混水源换热机组3的另一进水端A6相连;

多水质混水源隔离换热机组1的另一进水端A2、污水混水源隔离换热机组2的另一进水端A4均与清水混水源换热机组3的另一出水端B6相连,多水质混水源隔离换热机组1的另一出水端B2、污水混水源隔离换热机组2的另一出水端B4均与清水混水源换热机组3的另一进水端A6相连。

多水质混水源隔离换热机组1、污水混水源隔离换热机组2和清水混水源换热机组3均为超低温混水源换热机组,且均包括蒸发器、冷凝器、压缩机和循环水泵,所述蒸发器为耐-15℃低温的抗冻降膜式蒸发器,且蒸发器上设有回油装置,所述冷凝器为耐腐蚀壳管式冷凝器,且冷凝器上连接有膨胀阀,所述压缩机为极限温差大于105℃的螺杆压缩机或离心压缩机,其中,压缩机的定制要求:壳体要求采用球磨铸钢,温度小于-20℃,吸气温度小于-15℃无开裂现象;冷冻油由高压侧导油管与送进低压侧,平衡油温。高温150℃,无异常现象;冷冻油满足高温低温运行;负载容量100%时,吸气侧温度-12℃,排气侧温度可达95℃以上。

多水质混水源隔离换热机组1的进水端A1安装有软接头4、压力表7和温度计6,多水质混水源隔离换热机组1的另一进水端A2安装有软接头4和阀门5,多水质混水源隔离换热机组1的出水端B1安装有软接头4、水流开关8、压力表7和温度计6,多水质混水源隔离换热机组1的另一出水端B2安装有软接头4、阀门5、水流开关8、压力表7和温度计6。

污水混水源隔离换热机组2的进水端A3安装有软接头4、压力表7和温度计6,污水混水源隔离换热机组2的另一进水端A4安装有软接头4和阀门5,污水混水源隔离换热机组2的出水端B3安装有软接头4、水流开关8、压力表7和温度计6,污水混水源隔离换热机组2的另一出水端B4安装有软接头4、阀门5、水流开关8、压力表7和温度计6。

清水混水源换热机组3的进水端A5安装有软接头4和温度计6,清水混水源换热机组3的另一进水端A6安装有软接头4、阀门5、水流开关8、压力表7和温度计6,清水混水源换热机组3的出水端B5安装有软接头4、水流开关8、压力表7和温度计6,清水混水源换热机组3的另一出水端B6安装有软接头4和阀门5。

第一隔离水泵101、第一混水泵103、第二混水泵1031、第二隔离水泵201、第三混水泵203、第四混水泵301、高负载采暖水泵305和低负载采暖水泵306的进水口均安装有软接头4,且第一隔离水泵101、第一混水泵103、第二混水泵1031、第二隔离水泵201、第三混水泵203、第四混水泵301、采暖水泵305的出水口均安装有软接头4和单向阀9。

第一隔离换热器102、第二隔离换热器1021、第三隔离换热器202和清水混水源换热机组3的管路上安装有感应清洗装置10,第一隔离换热器102、第二隔离换热器1021、第三隔离换热器202的进水口均安装有压力表7和温度计6,第一隔离换热器102、第二隔离换热器1021、第三隔离换热器202的出水口均安装有水流开关8、压力表7和温度计6,其中感应清洗装置10为专利号ZL201520083936.5(功能感应除垢装置)公开的一种管道清洗装置。

第一隔离水泵101、第一混水泵103、第二混水泵1031、第二隔离水泵201、第三混水泵203和第四混水泵301和采暖水泵305为并联的多级水泵,并联的水泵负载能力不同,一用一备,使用时可调节大小流量,实现大中小三种流量模式。

工作原理:

通过多水质混水源隔离换热机组1,污水源和清水源的水分别通过第一混水泵103和第二混水泵1031抽入到第一隔离换热器102和第二隔离换热器1021中,并通过第一防冻液水箱107中的防冻液与进入的水源进行热交换,升温后的防冻液经过管道A1由第一隔离水泵101抽入到多水质混水源隔离换热机组1中,并与机组中的蒸发器中的制热剂热交换后通过管道B1排出,同时经热交换后的水源(清水和污水)排出对应的隔离换热器,通过第一排水温控电动阀105和第二排水温控电动阀1051根据排出水温度自动控制排出水的量,当排出水温度较高时,通过对应的第一排水旁通阀106和第二排水旁通阀1061从对应的排水温控电动阀中将排出水继续利用,并通过第一混水阀104和第二混水阀1041中与水源进口混合,调整为适合热交换的最佳温度,继续进行热交换;同理污水混水源隔离换热机组2按照同样的步骤对污水源进行隔离换热;清水混水源换热机组3将清水直接在机组中与制热剂进行热交换,无需隔离换热,且换热后的水温度仍然较高,则通过第四混水泵301和第四混水阀302与水源进口的水混合继续换热;多水质混水源隔离换热机组1和污水混水源隔离换热机组2经热交换的防冻液通过第一隔离水泵101和第二隔离水泵201抽入到对应的机组当中,与机组中的制热剂换热,换热后的制冷热剂在机组中再与定量的循环水进行换热后,通过管道B2、B4将换热后的循环水抽入到清水混水源换热机组3中,三个机组当中的换热原理一致,均是高温高压的制热剂气体从压缩机出来进入冷凝器,制热剂向循环水中放出热量而冷却成高压液体,并使循环水水温升高,制热剂再通过胀大阀胀大成低温低压液体,进入蒸发器吸收防冻液中的热量,蒸发成低压蒸汽,并使防冻液中的温度下降,低压制热剂蒸汽又进入压缩机压缩成高温高压气体,如此循环在冷凝器中取得高温的循环水;通过高负载采暖水泵305和低负载采暖水泵306经过管道B6给用户进行换热,且换热后的循环水通过管道A6流回清水混水源换热机组3,并通过管道A2、A4流回多水质混水源隔离换热机组1和污水混水源隔离换热机组2,继续进行循环热交换,同理,通过管道A5、B5也可实现清水源的换热,感应清洗装置10可根据探测水中结垢或有机粘物的相关物质释放的信号,产生对应的感应清洗微波震荡信号,乳化碎化有机物和无机物,实现动态清洗防垢防堵的目标。

以上,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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