一种适用于海水顶托作用区的江水源热泵及控制方法与流程

本发明属于水源热泵领域，尤其涉及一种适用于海水顶托作用区的江水源热泵及控制方法。

背景技术：

随着沿海地区的快速发展，沿海地区面临着巨大的能源供给压力，因此江水源热泵应用日益增加。江水源热泵在提供舒适的同时，也面临着一些水质和腐蚀的问题，特别在入海口地区。

在入海口处，当发生潮汐时，海水水位上升从入海口倒灌入河道内，海水和江水密度不同，江水在上，海水在下，产生顶托作用。此时，江水源抽取的水源是海水，由于海水盐度高，会对取水管道和热泵机组里的换热器产生严重的腐蚀，导致热泵机组的使用寿命和性能大大缩减，增加经济成本。

人们主要通过选择耐腐蚀性的管道，解决管道的不耐腐蚀的问题。这种技术一定程度上解决了江水源热泵技术存在的问题，但是还不能够解决热泵机组里换热器的腐蚀问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种适用于海水顶托作用区的江水源热泵及控制方法。

本发明是这样实现的，一种适用于海水顶托作用区的江水源热泵，其包括热泵机组，所述热泵机组的入水口与出水口分别连接有进水管路和排水管路，所述江水源热泵还包括蓄水池冷却系统和控制系统；所述的蓄水池冷却系统包括蓄水池、排水循环泵、稀释水泵、排水循环冷却喷头、设置于所述蓄水池内的浮球阀、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、排水循环管路以及稀水管路；所述第一电磁阀、第二电磁阀依次设置于所述进水管路上，所述第三电磁阀设置于所述排水管路上，所述稀水管路的两端连接分别连接蓄水池及第一电磁阀、第二电磁阀之间的进水管路，所述稀释水泵和第四电磁阀设置于所述稀水管路上，所述排水循环管路的一端设置所述排水循环冷却喷头，所述排水循环管路的另一端连接于所述热泵机组的出水口与第三电磁阀之间的排水管路，所述第五电磁阀和排水循环泵设置于所述排水循环管路上；所述排水循环冷却喷头设置于蓄水池上方；所述控制系统包括盐度传感器和控制器，所述盐度传感器设置于热泵机组的入口处，所述控制器分别电连接第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀及盐度传感器。

优选地，所述江水源热泵还包括自来水冷却管网和与自来水冷却管网连接的自来水补水管，所述自来水冷却管网设置于所述蓄水池内。

优选地，所述自来水冷却管网为蛇形，所述自来水冷却管网布置于蓄水池中部。

优选地，所述江水源热泵还包括设置于进水管道上的旋流除砂器。

优选地，所述浮球阀安装于所述蓄水池距离顶部高度的1/4至1/5处。

所述适用于海水顶托作用区的江水源热泵的控制方法，所述控制方法为：利用盐度传感器实时监测获取江水源热泵机组入口处盐度值，当盐度值小于等于0.5％时，则系统进入正常工作状况，海水自进水管路经过热泵机组直接从排水管路排出；当盐度值大于0.5％小于2.5％时，则系统进入补水-稀释状况，稀释水泵将蓄水池的水通过稀水管路进入至进水管路；当盐度值大于等于2.5％时，则系统进入自循环状况，稀释水泵将蓄水池的水通过稀水管路进入至进水管路，然后经过热泵机组及自排水循环管路进入排水循环冷却喷头。

优选地，系统进入正常工作状况的控制方法具体为：控制器控制第一电磁阀、第二电磁阀和第三电磁阀开启，控制第四电磁阀和第五电磁阀关闭。

优选地，系统进入补水-稀释状况的控制方法具体为：浮球阀自动获取蓄水池液位高度：

若蓄水池液位高度大于设定的浮球阀的低位值，并且小于或等于设定的浮球阀的高位值，则控制器控制第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀开启，控制第五电磁阀关闭；取水泵取水经过吸水口，再经过第一电磁阀，同时稀水管路系统进行补水与海水进行稀释，达到盐度值小于等于0.5％后，进入江水源热泵机组，然后经过排水管路，流经第三电磁阀，进入排水口排出；

若蓄水池液位高度小于或等于设定的浮球阀的低位值，则控制器控制第三电磁阀关小，控制第一电磁阀、第二电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀开启；取水泵取水经过吸水口，再经过第一电磁阀，同时稀水管路系统进行补水与海水进行稀释，达到盐度值小于等于0.5％后，进入江水源热泵机组，然后一部分循环水经过排水管路，流经第三电磁阀，进入排水口排出，另一部分经过排水循环管路，流经第五电磁阀和排水循环泵，进入排水循环冷却喷头，排水循环冷却喷头由上至下对自来水冷却管网进行喷淋，喷淋的水经过自来水冷却管网冷却降温后进入蓄水池；

优选地，系统进入自循环状况的控制方法具体为：控制器控制第二电磁阀、第四电磁阀和第五电磁阀开启，控制第一电磁阀和第三电磁阀关闭，浮球阀自动获取蓄水池液位高度：

若蓄水池液位高度大于设定的浮球阀的低位值，并且小于或等于设定的浮球阀的高位值，则稀释水泵从蓄水池取水后，流经第四电磁阀，经过第二电磁阀，进入江水源热泵机组，然后经过排水循环管路，流经第五电磁阀和排水循环泵，进入排水循环冷却喷头，排水循环冷却喷头由上至下对自来水冷却管网进行喷淋，喷淋的水经过自来水冷却管网冷却降温后进入蓄水池，

若蓄水池液位高度小于或等于设定的浮球阀的低位值，则稀释水泵从蓄水池取水后，流经第四电磁阀，经过第二电磁阀，进入江水源热泵机组，然后经过排水循环管路，流经第五电磁阀和排水循环泵，进入排水循环冷却喷头，排水循环冷却喷头由上至下对自来水冷却管网进行喷淋，喷淋的水经过自来水冷却管网冷却降温后进入蓄水池。

优选地，所述浮球阀的低位值为蓄水池高度的20％至30％；所述浮球阀的高位值为蓄水池高度的70％至80％。综上所述，本发明的优点及积极效果为：

1、本发明提出的江水源热泵系统简单，可以满足不同水质的要求，提高系统的安全性和可靠性；

2、本发明提出的江水源热泵系统控制方法，操作简单，可靠；

3、充分利用自来水管网的冷量对排水进行喷淋冷却，具有一定的节能效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的适用于海水顶托作用区的江水源热泵的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的适用于海水顶托作用区的江水源热泵的控制方法的流程示意图。

图中：1、吸水器；2、取水泵；3、旋流除砂器；4、第一电磁阀；5、第二电磁阀；6、热泵机组；7、第三电磁阀；8、排水口；9、蓄水池；10、稀释水泵；11、第四电磁阀；12、排水循环泵；13、第五电磁阀；14、排水循环冷却喷头；15、控制器；16、盐度传感器；17、自来水冷却管网、18、自来水补水管；19、浮球阀；20、进水管路；21、排水管路；22、排水循环管路；23、稀水管路。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种适用于海水顶托作用区的江水源热泵及控制方法，下面结合附图1、图2对本发明作详细的描述。

该适用于海水顶托作用区的江水源热泵包括常规的取水口1及进水管路20、取水泵2、旋流除砂器3、江水源热泵机组6以及排水口8及排水管路21，所述的常规江水源热泵系统的基础上，添加蓄水池冷却系统和控制系统；通过蓄水池冷却系统可实现对蓄水池中水的冷却，并通过控制系统对蓄水池冷却系统进行远程控制，通过对不同电磁阀的开启和关闭实现水的快速冷却以及降温。

在本技术方案中，所述的蓄水池冷却系统包括蓄水池9、排水循环泵12、稀释水泵10、排水循环冷却喷头14、浮球阀19、第一电磁阀4、第二电磁阀5、第三电磁阀7、第四电磁阀11、第五电磁阀13、排水循环管路22以及稀水管路23；所述第一电磁阀4、第二电磁阀5依次设置于所述进水管路20上，所述第三电磁阀7设置于所述排水管路21上，所述稀水管路23的两端连接分别连接蓄水池9及第一电磁阀4、第二电磁阀5之间的进水管路20，所述稀释水泵10和第四电磁阀11设置于所述稀水管路23上，所述排水循环管路22的一端设置所述排水循环冷却喷头14，通过设置排水循环冷却喷头可实现对自来水冷却管网的全面喷淋和降温，所述排水循环管路22的另一端连接于所述热泵机组的出水口与第三电磁阀7之间的排水管路21，所述第五电磁阀和排水循环泵设置于所述排水循环管路22上；所述排水循环冷却喷头设置于蓄水池上方。

在本技术方案中，所述的控制系统包括盐度传感器16和控制器15，所述盐度传感器16设置于热泵机组6的入口处，所述控制器15分别电连接第一电磁阀4、第二电磁阀5、第三电磁阀7、第四电磁阀11、第五电磁阀13及盐度传感器16。

进一步，江水源热泵还包括自来水冷却管网17和与自来水冷却管网17连接的自来水补水管18，所述自来水冷却管网17设置于所述蓄水池9内，自来水通过自来水补水管18向自来水冷却管网17中补充水量。

优选的，自来水冷却管网17为蛇形，布置于蓄水池9的中部,通过在蓄水池中对自来水冷却管网蛇形布置有利于蓄水池中水的冷却，提高了冷却的效果和效率。

示例中，浮球阀19安装于所述蓄水池6高度的1/5处，当蓄水池中液面到达1/5处时，浮球阀浮起，实现蓄水池液位高度的获取。

本发明的一种适用于海水顶托作用区的江水源热泵的控制方法，所述控制方法步骤如下：

步骤1、设定“正常工作状况”，“补水-稀释状况”和“自循环状况”，设定盐度传感器16的盐度值(0，a1，a2)；设定浮球阀19的高位值和低位值，设定浮球阀19的高位值为蓄水池9高度的80％，低位值为蓄水池9高度的20％。其中，a1为0.5％，a2为2.5％。

步骤2、系统开机后，盐度传感器16实时监测获取江水源热泵机组6入口处盐度值，当盐度值小于等于0.5％时，则系统进入“正常工作状况”。控制器15控制第一电磁阀4、第二电磁阀5和第三电磁阀7开启，控制第四电磁阀11和第五电磁阀12关闭。取水泵2取水经过吸水口1，经旋流除砂器3旋流和过滤后，再经过第一电磁阀4和第二电磁阀5后，进入江水源热泵机组6，然后经过排水管路21，流经第三电磁阀7，进入排水口8排出。

步骤3、系统开机后，实时监测获取江水源热泵机组6入口处盐度值，当盐度值在(0.5％，2.5％)时,则系统进入“补水-稀释状况”。与此同时，浮球阀19自动获取蓄水池9液位高度，若蓄水池9液位高度大于设定的浮球阀19的低位值，并且小于或等于设定的浮球阀19的高位值，则进入步骤31，若蓄水池9液位高度小于或等于设定的浮球阀19的低位值，则进入步骤32。

步骤31、蓄水池9不需通过自来水补水管网17进行补水。此时，控制器15控制第一电磁阀4、第二电磁阀5、第三电磁阀7和第四电磁阀11开启，控制第五电磁阀12关闭。取水泵2取水经过吸水口1，经旋流除砂器3旋流和过滤后，再经过第一电磁阀4，同时稀水管路23系统进行补水与海水进行稀释，达到盐度值小于等于0.5％后，进入江水源热泵机组6，然后经过排水管路21，流经第三电磁阀7，进入排水口8排出；

步骤32、蓄水池9需通过自来水补水管网17进行补水。此时，控制器15控制第三电磁阀7关小，控制第一电磁阀4、第二电磁阀5、第四电磁阀11和第五电磁阀12开启。取水泵2取水经过吸水口1，经旋流除砂器3旋流和过滤后，再经过第一电磁阀4，同时稀水管路23系统进行补水与海水进行稀释，达到盐度值小于等于0.5％后，进入江水源热泵机组6，然后一部分循环水经过排水管路21，流经第三电磁阀7，进入排水口8排出，另一部分经过排水循环管路22，流经第五电磁阀12和排水循环泵13，进入排水循环冷却喷头14，排水循环冷却喷头14由上至下对自来水冷却管网17进行喷淋，冷却降温后进入蓄水池9。以此实现节能。

步骤4、系统开机后，实时监测获取江水源热泵机组6入口处盐度值，当盐度值在大于等于2.5％时,则系统进入“自循环状况”。控制器控制第二电磁阀5、第四电磁阀11和第五电磁阀12开启，控制第一电磁阀4和第三电磁阀7关闭，与此同时，浮球阀19自动获取蓄水池9液位高度，若蓄水池9液位高度大于设定的浮球阀19的低位值，并且小于或等于设定的浮球阀19的高位值，则进入步骤41，若蓄水池9液位高度小于或等于设定的浮球阀的低位值，则进入步骤42。

步骤41、蓄水池9不需通过自来水补水管网17进行补水；此时，稀释水泵10从蓄水池9取水后，流经第四电磁阀11，经过第二电磁阀5，进入江水源热泵机组6，然后经过排水循环管路22，流经第五电磁阀12和排水循环泵13，进入排水循环冷却喷头14，排水循环冷却喷头14由上至下对自来水冷却管网17进行喷淋，冷却降温后进入蓄水池。

步骤42、蓄水池9需通过自来水补水管网17进行补水。此时，稀释水泵10从蓄水池9取水后，流经第四电磁阀11，经过第二电磁阀5，进入江水源热泵机组6，然后经过排水循环管路22，流经第五电磁阀12和排水循环泵13，进入排水循环冷却喷头14，排水循环冷却喷头14由上至下对自来水冷却管网17进行喷淋，冷却降温后进入蓄水池9。以此实现节能。

优选的，所述浮球阀19的低位值为蓄水池高度的20％至30％；所述浮球阀19的高位值为所述浮球阀的高位值为蓄水池高度的70％至80％。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。