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CN101806476A - 一种冰蓄冷与污水源热泵相结合的空调系统 - Google Patents

一种冰蓄冷与污水源热泵相结合的空调系统 Download PDF

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CN101806476A
CN101806476A CN 201010136185 CN201010136185A CN101806476A CN 101806476 A CN101806476 A CN 101806476A CN 201010136185 CN201010136185 CN 201010136185 CN 201010136185 A CN201010136185 A CN 201010136185A CN 101806476 A CN101806476 A CN 101806476A
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CN
China
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motor
pump
driven valve
sewage
electric valve
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Pending
Application number
CN 201010136185
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English (en)
Inventor
董兴杰
谷波
刘月琴
叶水泉
曾淼
雷炳成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HANGZHOU RUNPAQ ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Shanghai Jiao Tong University
Original Assignee
HANGZHOU RUNPAQ ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY Co Ltd
Shanghai Jiao Tong University
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Abstract

本发明公开一种冰蓄冷与污水源热泵相结合的空调系统，包括载冷剂回路：由蒸发器出口端分两路：一路经蓄冰槽和第一电动阀，一路经第二电动阀后汇合；后再分两路：一路经第四电动阀和换热器，一路经第三电动阀后汇合；后接载冷剂泵入口端，载冷剂泵出口端接蒸发器入口端；空调水回路：循环水泵入口端接集水器，循环水泵出口端分两路：一路依次经第六电动阀、换热器、第七电动阀后进分水器；一路经第五电动阀后进冷凝器，后再分两路：一路经第八电动阀进分水器，一路依次经第十电动阀、冷却塔、冷却水泵和第九电动阀回到冷凝器；污水回路：自污水入口，一路依次经第十二电动阀、蓄冰槽、第十一电动阀进污水出口，一路经第十三电动阀进污水出口。

Description

一种冰蓄冷与污水源热泵相结合的空调系统
技术领域
本发明涉及蓄能空调、水源热泵技术领域，特别是涉及一种冰蓄冷与污水源热泵相结合的空调系统。
背景技术
冰蓄冷空调是利用电网低负荷期的廉价电力通过制冷机制冷，将冷量以潜热的形式储藏于冰中，在电价昂贵的用电高峰期，将冰融化释放出冷量来满足空调冷负荷的要求，冰蓄冷空调一方面可以平衡电网负荷，另一方面可以为用户节省空调运行费用，因此具有良好的社会效益和经济效益。
水源热泵利用地表水、地下水、污水等作为热源或热汇的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。水源热泵通过输入少量的高品位能源(如电能)，实现低温位热能向高温位转移。水体分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季，把地能中的热量“取”出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。
水源热泵，尤其是污水源热泵，由于污水易堵，通常不直接进入热泵机组，而是通过换热器间接换热，对换热器的要求是污水通道大，不易堵塞，易清洗，蓄冰槽恰好满足污水换热器的要求，而且在冬季闲置不用，因此将蓄冰槽作为冬季污水换热器，可以提高蓄冰装置的使用率，减少专门配置污水换热器的投资。另外，一些工程因污水量不足，无法使用污水源热泵，或者在使用污水源热泵后，因污水量不足导致污水在提取热量后结冰，这在一般的换热器内是不允许的，而蓄冰装置本身就是作为蓄冰用的，因此允许结冰。对于大多数公共建筑，夜间不需供热或供热量小，而城市污水是连续的，当白天因污水不足使蓄冰装置结冰后，夜间继续提取污水热量，融化掉蓄冰装置上的冰，即原本只能白天提取污水热量的热泵系统变成24小时连续提取污水热量，提高污水的使用率。
发明内容
针对现有冰蓄冷系统蓄冰装置冬天闲置、污水源热泵冬天需专门设置污水换热器的缺陷，本发明的目的在于在冰蓄冷系统的基础上，不增加设备的情况下，利用城市污水，提供一种冰蓄冷与污水源热泵相结合的空调系统，通过阀门切换，既能实现夏季冰蓄冷系统运行，又能实现冬季污水源热泵系统运行，提高蓄冰槽的利用率。
为了达到上述发明的目的，本发明的技术方案以如下方式实现：
该冰蓄冷与污水源热泵相结合的空调系统，包括三工况热泵机组、蓄冰槽、换热器、循环水泵、载冷剂泵、冷却水泵、冷却塔(9)、集水器(1)和分水器(4)，以及
1)载冷剂回路：三工况热泵机组的蒸发器的出口端分两路：一路通过蓄冰槽和第一电动阀V1，另一路通过第二电动阀V2旁通后汇合；汇合后再分成两路：一路通过第四电动阀V4和换热器，另一路通过第三电动阀V3后汇合；汇合后接载冷剂泵的入口端，载冷剂泵的出口端接三工况热泵机组的蒸发器的入口端。
2)空调水回路：循环水泵的入口端接集水器，循环水泵的出口端分两路：一路依次经过第六电动阀V6、换热器、第七电动阀V7后进入分水器；另一路经过第五电动阀V5后进入三工况热泵机组的冷凝器，后再分两路：一路经过第八电动阀V8进入分水器，另一路依次经过第十电动阀V10、冷却塔、冷却水泵和第九电动阀V9回到冷凝器。
3)污水回路：自污水入口处分成两路，一路依次经过第十二电动阀V12、蓄冰槽、第十一电动阀V11进入污水出口，另一路经过第十三电动阀V13后进入污水出口。
与现有技术相比，本发明的优点是：不增加设备的情况下，利用城市污水，提供一种冰蓄冷与污水源热泵相结合的空调系统，通过阀门切换，既能实现夏季冰蓄冷系统运行，又能实现冬季污水源热泵系统运行，提高蓄冰槽的利用率。充分发挥蓄冰槽通道宽，不易堵塞、易清洗，允许结冰性能在冬天的使用。
附图说明
图1是本发明冰蓄冷与污水源热泵相结合的空调系统结构示意图。
具体实施方式
如图1所示是本发明的冰蓄冷与污水源热泵相结合的空调系统结构示意图。冰蓄冷与污水源热泵相结合的空调系统包括三工况热泵机组11、蓄冰槽10、换热器3、循环水泵2、载冷剂泵5、冷却水泵8、冷却塔9、集水器(1)和分水器(4)，以及
1)载冷剂回路：三工况热泵机组11的蒸发器6的出口端分两路：一路通过蓄冰槽10和第一电动阀V1，另一路通过第二电动阀V2旁通后汇合；汇合后再分成两路：一路通过第四电动阀V4和换热器3，另一路通过第三电动阀V3后汇合；汇合后接载冷剂泵5的入口端，载冷剂泵5的出口端接三工况热泵机组11的蒸发器6的入口端。
2)空调水回路：循环水泵2的入口端连接集水器1，循环水泵2的出口端分两路：一路依次经过第六电动阀V6、换热器3、第七电动阀V7后进入分水器4；另一路经过第五电动阀V5后进入三工况热泵机组11的冷凝器7，后再分两路：一路经过第八电动阀V8进入分水器4，另一路依次经过第十电动阀V10、冷却塔9、冷却水泵8和第九电动阀V9回到冷凝器7。
3)污水回路：自污水入口处分成两路，一路依次经过第十二电动阀V12、蓄冰槽10、第十一电动阀V11进入污水出口，另一路经过第十三电动阀V13后进入污水出口。
其中，三工况热泵机组可实现制冷、制冰、制热工况。
1、冬季运行
参看图1，关闭第二电动阀V2、第四电动阀V4、第六电动阀V6、第七电动阀V7、第九电动阀V9、第十电动阀V10和第十三电动阀V13，开启第一电动阀V1、第三电动阀V3、第五电动阀V5、第八电动阀V8、第十一电动阀V11和第十二电动阀V12。冷却水泵8和冷却塔9停止工作，载冷剂泵5、循环水泵2运行，三工况热泵机组11按制热工况运行。
载冷剂回路中，载冷剂由三工况热泵机组11的蒸发器6出来进入蓄冰槽10，提取蓄冰槽10中污水的热量后依次经第一电动阀V1、第三电动阀V3和载冷剂泵5回到三工况热泵机组11的蒸发器6。
空调水经集水器、第五电动阀V5后进入三工况热泵机组11的冷凝器7，在冷凝器7内温度升高后经第八电动阀V8进入分水器4。
污水经第十二电动阀V12进入蓄冰槽10，在蓄冰槽10内将热量传给载冷剂后经第十一电动阀V11回到污水干道。
本发明空调系统不仅能提取污水中的显热，而且可以提取污水中的潜热，总提取热量可以达到普通污水源热泵系统的3倍，可以将很多因污水流量不够或温度偏低不能使用污水源热泵系统的项目变得可行。当因白天提取污水中潜热使蓄冰装置10结冰后，夜间热泵系统停止运行，但污水仍然流经蓄冰槽10，将蓄冰槽10中的冰融化。
2、夏季运行
参看图1，关闭第五电动阀V5、第八电动阀V8、第十一电动阀V11和第十二电动阀V12，开启第六电动阀V6、第七电动阀V7、第九电动阀V9、第十电动阀V10、和第十三电动阀V13。
针对不同的运行工况，本发明中相应设备的运行状况和阀门开关状态如下表所示。
  序号   运行工况   运行设备   开启阀门   关闭阀门   调节阀门
1 制冰   三工况主机11、载冷剂泵5、冷却水泵8、冷却塔9；其中三工况主机11按制冰工况运行 V1、V3 V2、V4
2 制冰兼供冷   三工况主机11、载冷剂泵5、冷却水泵8、冷却塔9、循环水泵2；其中，三工况主机11按制冰工况运行 V1 V2 V3、V4
3 三工况主机供冷   三工况主机11、载冷剂泵5、冷却水泵8、冷却塔9、循环水泵2；三工况主机11按制冷工况运行 V2、V4 V1、V3
4 融冰供冷   载冷剂泵5、循环水泵2 V4 V3 V1、V2
  序号   运行工况   运行设备   开启阀门   关闭阀门   调节阀门
5 主机与融冰联合供冷   三工况主机11、载冷剂泵5、冷却水泵8、冷却塔9、循环水泵2；三工况主机11按制冷工况运行 V4 V3 V1、V2
3、过渡季节
当过渡季节不需空调时，所有设备停止运行，关闭第十一电动阀V11、第十二电动阀V12，开启第十三电动阀V13，污水顺着市政污水渠道流走，不经过蓄冰槽10。

Claims (1)

1.一种冰蓄冷与污水源热泵相结合的空调系统，包括三工况热泵机组(11)、蓄冰槽(10)、换热器(3)、循环水泵(2)、载冷剂泵(5)、冷却水泵(8)、冷却塔(9)、集水器(1)和分水器(4)，其特征在于：还包括
1)载冷剂回路：三工况热泵机组(11)的蒸发器(6)的出口端分两路：一路通过蓄冰槽(10)和第一电动阀(V1)，另一路通过第二电动阀(V2)旁通后汇合；汇合后再分成两路：一路通过第四电动阀(V4)和换热器(3)，另一路通过第三电动阀(V3)后汇合；汇合后接载冷剂泵(5)的入口端，载冷剂泵(5)的出口端接三工况热泵机组(11)的蒸发器(6)的入口端；
2)空调水回路：循环水泵(2)的入口端接集水器(1)，循环水泵(2)的出口端分两路：一路依次经过第六电动阀(V6)、换热器(3)、第七电动阀(V7)后进入分水器(4)；另一路经过第五电动阀(V5)后进入三工况热泵机组(11)的冷凝器(7)，后再分两路：一路经过第八电动阀(V8)进入分水器(4)，另一路依次经过第十电动阀(V10)、冷却塔(9)、冷却水泵(8)和第九电动阀(V9)回到冷凝器(7)；
3)污水回路：自污水入口处分成两路，一路依次经过第十二电动阀(V12)、蓄冰槽(10)、第十一电动阀(V11)进入污水出口，另一路经过第十三电动阀(V13)后进入污水出口。
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PB01 Publication
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C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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