多源互补集散式热源塔热泵系统的制作方法

文档序号:15630602发布日期:2018-10-12 20:30阅读:119来源:国知局

本发明涉及制冷空调系统设计和制造领域,尤其涉及利用土壤回路实现调峰、建筑内区热量及光热辅助实现溶液自主再生、集中式冷热源与分散末端相结合的多源互补集散式热源塔热泵系统。



背景技术:

目前建筑中普遍使用的供暖空调系统为冷水机组加锅炉、空气源热泵和水地源热泵。冷水机组加锅炉在冬季运行时冷水机组会闲置,设备使用率低。锅炉一次能源利用率低,且在使用过程中会污染环境。空气源热泵在夏季效率远低于水冷机组,在冬季运行时存在结霜问题,在夏热冬冷地区冬季寒冷潮湿的条件下,结霜尤为严重,严重影响供热的能力和效率。水地源热泵冬夏季效率均较高,但其初投资高,且受到地理地质条件限制。热源塔热泵系统具有设备利用率高、夏季效率与冷水机组相当、冬季无结霜问题、不受地质条件限制等优点,相比传统供暖空调系统具有较强优势,在夏热冬冷地区具有广泛的应用前景。

目前的热源塔热泵系统主要与全空气系统、水系统相结合,实现建筑供冷供热。全空气系统风道尺寸大,占用空间较大;送风所需动力大,输配系统能耗远高于水系统,且难以实现逐个房间的单独调控。水系统与全空气系统相比,虽然其输配能耗有明显降低,且能实现房间的单独控制,但其调节的相应速度要低于氟系统,由于二次换热,其效率也低于氟系统。因此,将热源塔热泵与氟系统相结合,有望在保证冷热源高效的同时,兼具分散末端的灵活性及部分负荷下的高效性。

除与末端的结合形式之外,热源塔热泵系统还存在以下问题:(1)热源塔热泵机组溶液再生需要的热量取自热泵机组过热段或过冷段,造成机组供热能力下降,亦或单独的热泵机组供应,增加了初投资;(2)极端天气下,系统供热能力与效率难以满足建筑要求。

因此,如何结合建筑自身特点实现溶液的自主再生,利用多源互补实现恶劣工况下的稳定高效运行,并耦合分散式氟末端设计出一种新型的集散式热源塔热泵系统成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。



技术实现要素:

发明目的:本发明的目的是提供一种解决热源塔系统因在最恶劣的工况的条件下供热需求不足,溶液再生方式影响热泵供热,且建筑各个房间要求独立控制室内温度和启停时间的问题,利用地埋管的调峰作用实现系统在恶劣工况下的稳定运行,并利用分散末端实现各个房间要求独立控制室内温度和启停时间,同时利用建筑内区的热量及太阳能光热实现溶液自主再生的多源互补集散式热源塔热泵系统。

技术方案:本发明的多源互补集散式热源塔热泵系统,包括制冷剂回路、热源塔回路、土壤供能回路、溶液再生回路和光热辅助再生回路。其中,制冷剂回路包括压缩机、油分离器、单向阀、四通换向阀、第一板式换热器、第二板式换热器、第一室内换热器、第二室内换热器、第一膨胀阀、第二膨胀阀、第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第八电磁阀。制冷剂回路中,压缩机的输出端与四通换向阀的第一输入端相连,四通换向阀的第一输出端分别与第三电磁阀输入端和第七电磁阀输入端相连,第三电磁阀输出端与第一板式换热器制冷剂侧输入端相连,第一板式换热器制冷剂侧输出端与第四电磁阀的输入端相连,第四电磁阀的输出端和第七电磁阀输出端分别与第五电磁阀输入端和第八电磁阀输入端相连,第五电磁阀输出端与第二板式换热制冷剂侧输入端相连,第二板式换热器制冷剂侧输出端与第六电磁阀输入端相连,第六电磁阀输出端和第八电磁阀输出端分别与第一膨胀阀和第二膨胀阀相连,第一膨胀阀与第一室内换热器相连,第二膨胀阀与第二室内换热器相连,第一室内换热器与第一电磁阀输入端相连,第二室内换热器与第二电磁阀输入端相连,四通换向阀第二输入端分别于第一电磁阀输出端和第二电磁阀输出端相连,四通换向阀第二输出端与单向阀输入端相连,单向阀输出端与油分离器输入端相连,油分离器与压缩机输入端相连。热源塔回路包括热源塔、第一泵、第一板式换热器、第十一电磁阀、第十二电磁阀、第十三电磁阀、第十四电磁阀、第十五电磁阀。热源塔回路中,热源塔输出端与第十一电磁阀输入端相连,第十二电磁阀连接于第十一电磁阀与第一泵之间,第十三电磁阀连接于第一泵和第一板式换热器之间,第一板式换热器水(溶液)侧输出端与第十四电磁阀输入端相连,第十五电磁阀连接于第十四电磁阀和热源塔之间。土壤供能回路包括地埋管、第二板式换热器、第二泵、第九电磁阀、第十电磁阀。土壤功能回路中,地埋管输出端与第二泵输入端相连,第二泵输出端与第九电磁阀输入端相连,第九电磁阀输出端与第二板式换热器水侧输入端相连,第二板式换热器水侧输出端与第十电磁阀输入端相连,第十电磁阀输出端与地埋管输入端相连。溶液再生回路包括溶液再生装置、第三室内换热器、第四室内换热器、第三板式换热器、第三泵、第四泵、第十六电磁阀、第十七电磁阀、第十八电磁阀、第十九电磁阀、第二十电磁阀、第二十一电磁阀、第二十二电磁阀、第二十三电磁阀、第二十四电磁阀。溶液再生回路中,热源塔输出端与第十六电磁阀输入端相连,第十六电磁阀输出端与溶液再生装置溶液侧输入端相连,溶液再生溶液侧输出端与第十七电磁阀输入端相连,第十七电磁阀输出端与第三泵输入端相连,第十八电磁阀连接于第三泵与热源塔之间,溶液再生装置水侧输出端与第十九电磁阀输入端相连,第十九电磁阀输入端与第四泵输入端相连,第四泵输出端分别于第二十电磁阀和第二十一电磁阀相连,第二十电磁阀输出端与第三室内换热器输入端相连,第二十一电磁阀输出端与第四室内换热器输入端相连,第三室内换热器输出端和第四室内换热器输出端与第二十二电磁阀输入端和第二十四电磁阀输入端相连,第二十二电磁阀输出端与第三板式换热器第一输入端相连,第三板式换热器第一输出端和第二十三电磁阀输入端相连,第二十三电磁阀输出端和第二十四电磁阀输出端与溶液再生装置水侧输入端相连。光热辅助再生回路包括太阳能集热板、第三板式换热器、第五泵、第二十五电磁阀、第二十六电磁阀、第二十七电磁阀。光热辅助再生回路中,太阳能集热板输出端与第二十五电磁阀输入端相连,第二十五电磁阀输出端与第五泵输入端相连,第五泵输出端与第二十六电磁阀输入端相连,第二十六电磁阀输出端与第三板式换热器第二输入端相连,第三板式换热器第二输出端与第二十七电磁阀输入端相连,第二十七电磁阀输出端与太阳能集热板输入端相连。

进一步的,本发明系统中,建筑外区内和建筑内区内都包含多个室内换热器。

进一步的,本发明系统中,热源塔回路中的水泵为变频水泵,以匹配建筑外区内的负荷,达到节能的目的。

进一步的,本发明系统中,热源塔中溶液浓度低于设定值时,溶液再生装置开启,建筑内区热负荷作为溶液再生的热源。

进一步的,本发明系统中,溶液再生所需的热量增大时,太阳能集热板和建筑内区中的室内换热器串联,共同作为溶液再生的热源。

进一步的,本发明系统中,地埋管在夏季初当其中的循环介质温度低于设定值时或冬季初当其中的循环介质温度高于设定值时,直接通过第二板式换热器将冷量或热量供给用户。

进一步的,本发明系统中,热源塔在夏季室外湿球温度低于设定值或冬季室外干球温度高于设定值时单独作为机组的冷热源。热源塔和地埋管在夏季室外湿球温度高于设定值或冬季室外干球温度低于设定值时串联运行,共同作为机组的冷热源。

多源互补集散式热源塔热泵系统,制冷剂回路中建筑外区内多个室内换热器与外区内的空气进行换热,室外机则包含两个换热器与室外冷热源进行换热。其基本流程为:夏季制冷时,低温低压的制冷剂在室内换热器中与室内空气进行换热后进入四通换向阀,从四通换向阀出来的制冷剂经过单向阀后进入油分离器,接着进入压缩机,低温低压的制冷剂经压缩机压缩后变成高温高压的制冷剂,高温高压的制冷剂从压缩机出来后经过四通换向阀、第三电磁阀后进入第一板式换热器,与从热源塔出来的水换热后,经第四电磁阀、第五电磁阀进入第二板式换热器,与从地埋管出来的水换热后经过第六电磁阀后进入建筑外区中的各个室内机,高温高压的制冷剂在室内机中经过膨胀阀后变成低温低压的制冷剂,低温低压的制冷剂进入室内换热器后与室内空气进行换热,完成制冷循环。冬季供热时,高温高压的制冷剂在室内换热器中与室内空气进行换热后经过膨胀阀变成低温低压的制冷剂,低温低压的制冷剂从建筑外区中的室内机中出来后经过第六电磁阀后进入第二板式换热器,与从地埋管出来的水换热后经过第五电磁阀、第四电磁阀进入第一板式换热器,与从热源塔出来的溶液换热,经过单向阀进入油分离器,接着进入压缩机,低温低压的制冷剂经压缩机压缩后变成高温高压的制冷剂,高温高压的制冷剂从压缩机出来后进入四通换向阀,从四通换向阀出来后分别进入建筑外区中多个室内机,高温高压的制冷剂在室内换热器中与室内空气进行换热,完成制热循环。

在本发明的多源互补集散式热源塔热泵系统中,在制冷工况和制热工况下有三种模式:土壤回路联供模式、热源塔热泵单供模式、土壤热泵与热源塔热泵联供模式。土壤回路联供模式:在夏季初时,室外温度不高,或在冬季初时,室外温度不低,建筑外区内所需冷量或者热量较少,此时室内机开启数量较少,地埋管可单独作为空调系统的冷热源。其基本流程为:制冷剂回路与土壤供能回路开启,其余回路关闭。在制冷剂回路中,第三电磁阀、第四电磁阀、第八电磁阀关闭,其余电磁阀开启,此时制冷剂只流经第二板式换热器,与从地埋管中出来的水进行换热,其余过程与上述描述的制冷剂回路基本过程一致。在土壤供能回路中,第九电磁阀、十电磁阀开启,第二泵开启,从地埋管中的水进入第二泵后,经第九电磁阀进入第二板式换热器与制冷剂进行换热,接着经过第十电磁阀进入地埋管,完成土壤供能循环。热源塔热泵单供模式:当夏季室外湿球温度低于设定值或冬季室外干球温度高于设定值,建筑外区内冷量或热量需求增大,室内机开启数量增多时,热源塔可单独作为空调系统的冷热源。其基本流程为:制冷剂回路与热源塔供能回路开启,其余回路关闭。在制冷剂回路中,第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀关闭,其余电磁阀开启,此时制冷剂只流经第一板式换热器,与从热源塔出来的水或者溶液进行换热,其余过程与上述描述的制冷剂回路基本过程一致。在热源塔供能回路中,第十一电磁阀、第十二电磁阀、第十三电磁阀、第十四电磁阀、第十五电磁阀开启,第一泵开启,从热源塔出来的水或溶液经第十一电磁阀、第十二电磁阀进入第一泵,水或溶液从第一泵出来后经第十三电磁阀进入第一板式换热器,与制冷剂换热后经第十四电磁阀、第十五电磁阀后进入热源塔,完成热源塔供能回路。土壤热泵与热源塔热泵串联模式:当夏季室外湿球温度高于设定值或冬季室外干球温度低于设定值,建筑外区内冷量或冷量需求继续增大,室内机开启数量继续增多时,热源塔的吸热能力已无法满足机组负荷,热源塔和地埋管同时作为空调系统的冷热源。其基本流程为:制冷剂回路、热源塔供能回路、土壤供能回路开启,其余回路关闭。在制冷剂回路中,第七电磁阀、第八电磁阀关闭,其余电磁阀开启,此时制冷剂同时经过第一板式换热器和第二板式换热器,与从热源塔出来的水或溶液和从地埋管中出来的水换热,其余过程与上述描述的制冷剂回路基本过程一致。热源塔供能回路基本过程与上述热源塔热泵单供模式中的热源塔供能回路基本过程一致。土壤供能回路基本过程与上述土壤回路联供模式中的土壤供能回路基本过程一致。

在本发明的多源互补集散式热源塔热泵系统中,当热源塔中溶液吸收空气中的水分,溶液浓度低于设定值时,溶液再生回路开启,其余回路关闭。在大型建筑,由于建筑体积大,内部热量无法排出,此时,建筑内区的热量作为溶液再生的热源进行溶液再生。建筑内区内包含多个室内换热器,以水作为介质在建筑内区空气和溶液之间进行热量传递。

在本发明的多源互补集散式热源塔热泵系统中,溶液再生有两种模式:建筑内区单供模式和建筑内区与太阳能集热板串联模式。建筑内区单供模式:当建筑内区出水温度高于设定值时,此时建筑内区中的热量单独作为溶液再生的热源。其基本过程为:溶液再生回路开启,其余回路关闭。在溶液再生回路中,第二十二电磁阀、第二十三电磁阀关闭,其余电磁阀开启,第三泵、第四泵开启。溶液从热源塔出来后经过第十六电磁阀从溶液再生装置溶液侧输入端进入溶液再生装置,溶液在溶液再生装置中被加热,浓度变高,接着从溶液再生装置溶液侧输出端出来经第十七电磁阀后进入第三泵,溶液经第三泵泵入热源塔。同时水在溶液再生装置因被溶液吸收热量温度降低,水从溶液再生装置水侧输出端处出来后经第十九电磁阀后进入第四泵,水有第四泵泵入建筑内区各个室内机,溶液在各个室内机的室内换热器中与建筑内区中的空气换热,水的温度升高,水从室内换热器中出来后经第二十四电磁阀从溶液再生装置水侧输入端进入溶液再生装置,与溶液再生装置中的溶液进行换热,水的温度降低,完成溶液再生循环。建筑内区与太阳能集热板串联模式:当建筑内区出水温度低于设定值时,建筑内区的热量无法满足溶液再生的需求,此时建筑内区与太阳能集热板同时作为溶液再生的热源。其基本过程为:溶液再生回路、光热辅助再生回路开启,其余回路关闭。在溶液再生回路中,第二十四电磁阀关闭,其余电磁阀开启,第三泵、第四泵开启。此时水从建筑内区中的室内换热器中出来后经过第二十二电磁阀后进入第三板式换热器,与从太阳能集热板中出来的水换热后经第二十三电磁阀从溶液再生装置水侧输入端进入溶液再生装置,其余过程与上述建筑内区单供模式中的溶液再生回路基本过程一致。在光热辅助再生回路中,第二十五电磁阀、第二十六电磁阀、第二十七电磁阀开启,第五泵开启。此时,水从太阳能集热板出来后经第二十五电磁阀进入第五泵,水由第五泵泵入第三板式换热器,与从建筑内区中出来的水换热后经第二十七电磁阀进入太阳能集热板,完成光热辅助再生循环。

有益效果:与现有技术相比,本发明具有以下优点:

1、本发明将多个分散末端与热源塔热泵结合,保证冷热源系统高效运行的同时,实现逐个房间的单独灵活控制,提高部分负荷下的效率。

2、本发明结合建筑自身特点,充分利用建筑内区热量,实现溶液的自主再生,保证系统稳定运行,提高系统效率。

3、本发明的太阳能集热装置在溶液再生热量需求增大时,与建筑内区室内换热器串联为溶液再生装置提供热量,实现了溶液再生装置在需求增大的情况下能正常稳定运行。

4、本发明的热源塔和地埋管在夏季室外湿球温度高于设定值或冬季室外干球温度低于设定值时串联运行,共同作为机组的冷热源,实现了机组在恶劣工况下得正常稳定运行。

5、本发明的地埋管在夏季初当其中循环介质温度低于设定值及冬季初循环介质温度高于设定值时,单独通过换热器将热量或者冷量供给用户,热源塔则无需运行,大大降低了能耗。

附图说明

图1是本发明多源互补集散式热源塔热泵系统的示意图。

图中:压缩机1;油分离器2;单向阀3;四通换向阀4;四通换向阀第一输入端4a;四通换向阀第一输出端4b;四通换向阀第二输出端4c;四通换向阀第二输入端4d;第一室内换热器5;第二室内换热器6;第一板式换热器7;第一板式换热器制冷剂侧输入端7a;第一板式换热器制冷剂侧输出端7b;第一板式换热器水(溶液)侧输入端7c;第一板式换热器水(溶液)侧输出端7d;第二板式换热器8;第二板式换热器制冷剂侧输入端8a;第二板式换热器制冷剂侧输出端8b;第二板式换热器水侧输入端8c;第二板式换热器水侧输出端8d;地埋管9;热源塔10;热源塔输出端10a;热源塔第一输入端10b;热源塔第二输入端10c;溶液再生装置11;溶液再生装置溶液侧输入端11a;溶液再生装置溶液侧输出端11b;溶液再生装置水侧输入端11c;溶液再生装置水侧输出端11d;第三板式换热器12;第三板式换热器第一输入端12a;第三板式换热器第一输出端12b;第三板式换热器第二输入端12c;第三板式换热器第二输出端12d;太阳能集热板13;第三室内换热器14;第四室内换热器15;第一膨胀阀16;第二膨胀阀17;第一泵18;第二泵19;第三泵20;第四泵21;第五泵22;第一电磁阀23;第二电磁阀24;第三电磁阀25;第四电磁阀26;第五电磁阀27;第六电磁阀28;第七电磁阀29;第八电磁阀30;第九电磁阀31;第十电磁阀32;第十一电磁阀33;第十二电磁阀34;第十三电磁阀35;第十四电磁阀36;第十五电磁阀37;第十六电磁阀38;第十七电磁阀39;第十八电磁阀40;第十九电磁阀41;第二十电磁阀42;第二十一电磁阀43;第二十二电磁阀44;第二十三电磁阀45;第二十四电磁阀46,第二十五电磁阀47,第二十六电磁阀48,第二十七电磁阀49。

具体实施方式

本发明包括制冷剂回路、热源塔回路、土壤供能回路、溶液再生回路和光热辅助再生回路。其中,制冷剂回路包括压缩机1、油分离器2、单向阀3、四通换向阀4、第一板式换热器7、第二板式换热器8、第一室内换热器5、第二室内换热器6、第一膨胀阀16、第二膨胀阀17、第一电磁阀23、第二电磁阀24、第三电磁阀25、第四电磁阀26、第五电磁阀27、第六电磁阀28、第七电磁阀29、第八电磁阀30。制冷剂回路中,压缩机1的输出端与四通换向阀的第一输入端4a相连,四通换向阀的第一输出端4b分别与第三电磁阀29输入端和第七电磁阀32输入端相连,第三电磁阀29输出端与第一板式换热器制冷剂侧输入端7a相连,第一板式换热器制冷剂侧输出端7b与第四电磁阀30的输入端相连,第四电磁阀30的输出端和第七电磁阀32输出端分别与第五电磁阀27输入端和第八电磁阀28输入端相连,第五电磁阀27输出端与第二板式换热制冷剂侧输入端8a相连,第二板式换热器制冷剂侧输出端8b与第六电磁阀28输入端相连,第六电磁阀28输出端和第八电磁阀30输出端分别与第一膨胀阀16和第二膨胀阀17相连,第一膨胀阀16与第一室内换热器5相连,第二膨胀阀17与第二室内换热器6相连,第一室内换热器5与第一电磁阀27输入端相连,第二室内换热器6与第二电磁阀28输入端相连,四通换向阀第二输入端4c分别于第一电磁阀27输出端和第二电磁阀28输出端相连,四通换向阀第二输出端4d与单向阀3输入端相连,单向阀3输出端与油分离器2输入端相连,油分离器2与压缩机1输入端相连。热源塔回路包括热源塔10、第一泵18、第一板式换热器7、第十一电磁阀33、第十二电磁阀34、第十三电磁阀35、第十四电磁阀36、第十五电磁阀37。热源塔回路中,热源塔输出端10a与第十一电磁阀33输入端相连,第十二电磁阀34连接于第十一电磁阀33与第一泵18之间,第十三电磁阀35连接于第一泵18和第一板式换热器7之间,第一板式换热器水(溶液)侧输出端7d与第十四电磁阀36输入端相连,第十五电磁阀37连接于第十四电磁阀36和热源塔10之间。土壤供能回路包括地埋管9、第二板式换热器8、第二泵19、第九电磁阀31、第十电磁阀32。土壤供能回路中,地埋管9输出端与第二泵19输入端相连,第二泵19输出端与第九电磁阀31输入端相连,第九电磁阀31输出端与第二板式换热器水侧输入端8c相连,第二板式换热器水侧输出端8d与第十电磁阀32输入端相连,第十电磁阀32输出端与地埋管9输入端相连。溶液再生回路包括溶液再生装置11、第三室内换热器14、第四室内换热器15、第三板式换热器12、第三泵20、第四泵21、第十六电磁阀38、第十七电磁阀39、第十八电磁阀40、第十九电磁阀41、第二十电磁阀42、第二十一电磁阀43、第二十二电磁阀44、第二十三电磁阀45、第二十四电磁阀46。溶液再生回路中,热源塔输出端10a与第十六电磁阀38输入端相连,第十六电磁阀38输出端与溶液再生装置溶液侧输入端11a相连,溶液再生溶液侧输出端11b与第十七电磁阀39输入端相连,第十七电磁阀39输出端与第三泵20输入端相连,第十八电磁阀40连接于第三泵20与热源塔10之间,溶液再生装置水侧输出端11d与第十九电磁阀41输入端相连,第十九电磁阀41输入端与第四泵21输入端相连,第四泵21输出端分别于第二十电磁阀42和第二十一电磁阀43相连,第二十电磁阀42输出端与第三室内换热器14输入端相连,第二十一电磁阀43输出端与第四室内换热器15输入端相连,第三室内换热器14输出端和第四室内换热器15输出端与第二十二电磁阀44输入端和第二十四电磁阀46输入端相连,第二十二电磁阀44输出端与第三板式换热器第一输入端12a相连,第三板式换热器第一输出端12b和第二十三电磁阀输入端45相连,第二十三电磁阀45输出端和第二十四电磁阀46输出端与溶液再生装置水侧输入端11c相连。光热辅助再生回路包括太阳能集热板13、第五泵22、第二十五电磁阀47、第二十六电磁阀48、第二十七电磁阀49。光热辅助再生回路中,太阳能集热板13输出端与第二十五电磁阀47输入端相连,第二十五电磁阀47输出端与第五泵22输入端相连,第五泵22输出端与第二十六电磁阀48输入端相连,第二十六电磁阀48输出端与第三板式换热器第二输入端12c相连,第三板式换热器第二输出端12d与第二十七电磁阀49输入端相连,第二十七电磁阀49输出端与太阳能集热板13输入端相连。

制冷剂回路中建筑外区内多个室内换热器与外区内的空气进行换热,室外机则包含两个换热器与室外冷热源进行换热。其基本流程为:夏季制冷时,低温低压的制冷剂在第一室内换热器5、第二室内换热器6中与室内空气进行换热后进入四通换向阀4,从四通换向阀4出来的制冷剂经过单向阀3后进入油分离器2,接着进入压缩机1,低温低压的制冷剂经压缩机1压缩后变成高温高压的制冷剂,高温高压的制冷剂从压缩机1出来后经过四通换向阀4、第三电磁阀25后进入第一板式换热器7,与从热源塔10出来的水换热后,经第四电磁阀26、第五电磁阀27进入第二板式换热器8,与从地埋管9出来的水换热后经过第六电磁阀28后进入建筑外区中的各个室内机,高温高压的制冷剂在室内机中经过第一膨胀阀16、第二膨胀阀17后变成低温低压的制冷剂,低温低压的制冷剂进入第一室内换热器5、第二室内换热器6后与室内空气进行换热,完成制冷循环。冬季供热时,高温高压的制冷剂在第一室内换热器5、第二室内换热器6中与室内空气进行换热后经过第一膨胀阀16、第二膨胀阀17变成低温低压的制冷剂,低温低压的制冷剂从建筑外区中的室内机中出来后经过第六电磁阀28后进入第二板式换热器8,与从地埋管9出来的水换热后经过第五电磁阀27、第四电磁阀26进入第一板式换热器7,与从热源塔10出来的溶液换热,经过单向阀3进入油分离器2,接着进入压缩机1,低温低压的制冷剂经压缩机1压缩后变成高温高压的制冷剂,高温高压的制冷剂从压缩机1出来后进入四通换向阀4,从四通换向阀4出来后分别进入建筑外区中多个室内机,高温高压的制冷剂在第一室内换热器5、第二室内换热器6中与室内空气进行换热,完成制热循环。

在该热源塔热泵系统中,在制冷工况和制热工况下有三种模式:土壤回路联供模式、热源塔热泵单供模式、土壤热泵与热源塔热泵联供模式。土壤回路联供模式:在夏季初时,室外温度不高,或在冬季初时,室外温度不低,建筑外区内所需冷量或者热量较少,此时室内机开启数量较少,地埋管9可单独作为空调系统的冷热源。其基本流程为:制冷剂回路与土壤供能回路开启,其余回路关闭。在制冷剂回路中,第三电磁阀25、第四电磁阀26、第八电磁阀30关闭,其余电磁阀开启,此时制冷剂只流经第二板式换热器8,与从地埋管9中出来的水进行换热,其余过程与上述描述的制冷剂回路过程一致。在土壤供能回路中,第九电磁阀31、第十电磁阀32开启,第二泵19开启,从地埋管9中的水进入第二泵19后,经第九电磁阀31进入第二板式换热器8与制冷剂进行换热,接着经过第十电磁阀32进入地埋管9,完成土壤供能循环。热源塔热泵单供模式:当夏季室外湿球温度低于设定值或冬季室外干球温度高于设定值,建筑外区内冷量或热量需求增大,室内机开启数量增多时,热源塔10可单独作为空调系统的冷热源。其基本流程为:制冷剂回路与热源塔供能回路开启,其余回路关闭。在制冷剂回路中,第五电磁阀27、第六电磁阀28、第七电磁阀29关闭,其余电磁阀开启,此时制冷剂只流经第一板式换热器7,与从热源塔10出来的水或者溶液进行换热,其余过程与上面描述的制冷剂回路基本过程一致。在热源塔供能回路中,第十一电磁阀33、第十二电磁阀34、第十三电磁阀35、第十四电磁阀36、第十五电磁阀37开启,第一泵18开启,从热源塔10出来的水或溶液经第十一电磁阀33、第十二电磁阀34进入第一泵18,水或溶液从第一泵18出来后经第十三电磁阀35进入第一板式换热器7,与制冷剂换热后经第十四电磁阀36、第十五电磁阀37后进入热源塔10,完成热源塔供能回路。土壤热泵与热源塔热泵串联模式:当夏季室外湿球温度高于设定值或冬季室外干球温度低于设定值,建筑外区内冷量或冷量需求继续增大,室内机开启数量继续增多时,热源塔10的吸热能力已无法满足机组负荷,热源塔10和地埋管9同时作为空调系统的冷热源。其基本流程为:制冷剂回路、热源塔供能回路、土壤供能回路开启,其余回路关闭。在制冷剂回路中,第七电磁阀29、第八电磁阀30关闭,其余电磁阀开启,此时制冷剂同时经过第一板式换热器7和第二板式换热器8,与从热源塔10出来的水或溶液和从地埋管9中出来的水换热,其余过程与上述描述的制冷剂回路基本过程一致。热源塔供能回路基本过程与上述热源塔热泵单供模式中的热源塔供能回路基本过程一致。土壤供能回路基本过程与上述土壤回路联供模式中的土壤供能回路基本过程一致。

在本发明的多源互补集散式热源塔热泵系统中,当热源塔10中溶液吸收空气中的水分,溶液浓度低于设定值时,溶液再生回路开启,其余回路关闭。在大型建筑,由于建筑体积大,内部热量无法排出,此时,建筑内区的热量作为溶液再生的热源进行溶液再生。建筑内区内包含多个室内换热器,以水作为介质在建筑内区空气和溶液之间进行热量传递。

在本发明的多源互补集散式热源塔热泵系统中,溶液再生有两种模式:建筑内区单供模式和建筑内区与太阳能集热板串联模式。建筑内区单供模式:当建筑内区出水温度高于设定值时,此时建筑内区中的热量单独作为溶液再生的热源。其基本过程为:溶液再生回路开启,其余回路关闭。在溶液再生回路中,第二十二电磁阀44、第二十三电磁阀45关闭,其余电磁阀开启,第三泵20、第四泵21开启。溶液从热源塔10出来后经过第十六电磁阀38从溶液再生装置溶液侧输入端11a进入溶液再生装置11,溶液在溶液再生装置11中被加热,浓度变高,接着从溶液再生装置溶液侧输出端11b出来经第十七电磁阀39后进入第三泵20,溶液经第三泵20泵入热源塔10。同时水在溶液再生装置11因被溶液吸收热量温度降低,水从溶液再生装置水侧输出端11d处出来后经第十九电磁阀41后进入第四泵21,水有第四泵21泵入建筑内区各个室内机,溶液在各个室内机的第三室内换热器14、第四室内换热器15中与建筑内区中的空气换热,水的温度升高,水从第三室内换热器14、第四室内换热器15中出来后经第二十四电磁阀46从溶液再生装置水侧输入端11c进入溶液再生装置11,与溶液再生装置11中的溶液进行换热,水的温度降低,完成溶液再生循环。建筑内区与太阳能集热板串联模式:当建筑内区出水温度低于设定值时,建筑内区的热量无法满足溶液再生的需求,此时建筑内区与太阳能集热板同时作为溶液再生的热源。其基本过程为:溶液再生回路、光热辅助再生回路开启,其余回路关闭。在溶液再生回路中,第二十四电磁阀46关闭,其余电磁阀开启,第三泵20、第四泵21开启。此时水从建筑内区中的第三室内换热器14、第四室内换热器15中出来后经过第二十二电磁阀44后进入第三板式换热器12,与从太阳能集热板13中出来的水换热后经第二十三电磁阀45从溶液再生装置水侧输入端11c进入溶液再生装置11,其余过程与上述建筑内区单供模式中的溶液再生回路基本过程一致。在光热辅助再生回路中,第二十五电磁阀47、第二十六电磁阀48、第二十七电磁阀49开启,第五泵24开启。此时,水从太阳能集热板13出来后经第二十五电磁阀47进入第五泵24,水由第五泵24泵入第三板式换热器12,与从建筑内区中出来的水换热后经第二十七电磁阀49进入太阳能集热板13,完成光热辅助再生循环。

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