CN205717678U - 一种冰蓄冷热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及制冷设备技术领域，尤其涉及一种冰蓄冷热泵系统。本实用新型提供了一种冰蓄冷热泵系统，包括换热器、制冷机组和分别与制冷机组连接的室外侧循环回路、室内侧循环回路及除霜回路；室外侧循环回路包括第一回路及第二回路，制冷机组包括蒸发器及冷凝器，冷凝器与冷却塔连接，构成第一回路；第一回路上设有多个与冷却塔并联设置的风冷换热器，蒸发器与多个风冷换热器连接，构成第二回路。本申请通过将风冷换热器与冰蓄冷空调系统相结合，能实现夏季供冷与冬季供热功能；同时，本申请能对现有冰蓄冷系统进行供热改造，且具有投资少、功耗低、工程量小、系统稳定可靠等特点，实用性强，特别适用于供热需求时间短、负荷小的南方地区。

Description

一种冰蓄冷热泵系统

技术领域

本实用新型涉及制冷设备技术领域，尤其涉及一种冰蓄冷热泵系统，具体涉及一种能冬季供热的冰蓄冷热泵系统。

背景技术

蓄冷技术是制冷技术的补充和调节，主要目的是缓解峰谷时段电力负荷不平衡的矛盾，是电力部门“削峰填谷”的最佳途径。随着环境保护和节约能源意识的增强，自2010起，我国采取多种措施推进冰蓄冷技术的发展，众多新建的大型建筑均设计安装冰蓄冷节能装置。

冰蓄冷系统在降低机组容量、利用峰谷电价差等方面具有优势，但是大部分冰蓄冷系统在冬季闲置，建筑采用其它方式供热，造成一定的资源浪费。为此，有学者等将地源热泵技术和冰蓄冷技术进行嫁接，设计出一套新型的地源热泵与冰蓄冷空调联合运行系统，既可使用户使用到冬季廉价的地热能资源，又可使用户使用到具有良好舒适性的冰蓄冷空调制冷。通过对实际工程项目的经济性分析得出：在供热模式下，相对于燃煤锅炉供热，可为用户节省7.4％的运行费用；在制冷模式下，相对于常规空调系统，可为用户节省42.7％～71.4％的运行费用。但是，由于地源热泵较高的初期投资较大，不适合中小型制冷系统使用，且水源热泵系统易受地理环境限制，不能推广使用。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是：提供一种投资少、工程量小且稳定可靠的冰蓄冷热泵系统，以解决现有的地源热泵与冰蓄冷空调联合运行系统存在投资金额大且易受地理环境限制的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种冰蓄冷热泵系统，其包括换热器、制冷机组和分别与所述制冷机组连接的室外侧循环回路、室内侧循环回路及除霜回路；所述室外侧循环回路包括第一回路及第二回路，所述制冷机组包括蒸发器及冷凝器，所述冷凝器与冷却塔连接，构成所述第一回路；所述第一回路上设有多个与所述冷却塔并联设置的风冷换热器，所述蒸发器分别与多个并联设置的所述风冷换热器连接，构成所述第二回路。

其中，所述冷凝器分别与多个并联设置的所述风冷换热器连接，构成所述除霜回路。

其中，所述第二回路、第一回路及除霜回路上均设有水泵和阀门。

其中，所述室内侧循环回路包括室内供冷回路及室内供热回路。

其中，所述室内供冷回路包括冷机供冷回路、蓄冷回路及蓄冷供冷回路。

其中，所述蒸发器与所述换热器连接，构成所述冷机供冷回路；所述蒸发器与冰槽连接，构成所述蓄冷回路；所述冰槽与所述换热器连接，构成所述蓄冷供冷回路。

其中，所述冷机供冷回路、蓄冷回路及蓄冷供冷回路上均设有水泵和阀门。

其中，所述室内供热回路包括机组供热回路、蓄热回路及蓄热供热回路。

其中，所述冷凝器与所述换热器连接，构成所述机组供热回路；所述冷凝器与热水箱连接，构成所述蓄热回路；所述热水箱与所述换热器连接，构成所述蓄热供热回路。

其中，所述机组供热回路、蓄热回路及蓄热供热回路上均设有水泵和阀门。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有如下优点：本实用新型提供了一种冰蓄冷热泵系统，其包括换热器、制冷机组和分别与制冷机组连接的室外侧循环回路、室内侧循环回路及除霜回路；室外侧循环回路包括第一回路及第二回路，制冷机组包括蒸发器及冷凝器，冷凝器与冷却塔连接，构成第一回路；第一回路上设有多个与冷却塔并联设置的风冷换热器，蒸发器与多个风冷换热器连接，构成第二回路。本实用新型通过将风冷换热器与冰蓄冷空调系统相结合，能实现夏季供冷与冬季供热功能，提高了现有的冰蓄冷系统的利用率；同时，本申请能对现有的冰蓄冷系统进行供热改造，且具有投资少、功耗低、工程量小、系统稳定可靠等特点，实用性强，特别适用于供热需求时间短、负荷小的南方地区，是解决长江流域的供热问题有效新途径。

附图说明

图1是本实用新型实施例一种冰蓄冷热泵系统的运行系统原理示意图；

图2是本实用新型实施例一种冰蓄冷热泵系统中机组供热载冷剂循环回路运行系统示意图；

图3是本实用新型实施例一种冰蓄冷热泵系统中蓄热载冷剂循环回路运行系统示意图；

图4是本实用新型实施例一种冰蓄冷热泵系统中除霜回路运行系统示意图；

图5是本实用新型实施例一种冰蓄冷热泵系统中蓄热供热载冷剂循环回路运行系统示意图；

图6是本实用新型实施例一种冰蓄冷热泵系统中蓄供同步工况下热水箱与换热器串联时的运行系统示意图；

图7是本实用新型实施例一种冰蓄冷热泵系统中蓄供同步工况下热水箱与换热器并联时的运行系统示意图；

图8是本实用新型实施例一种冰蓄冷热泵系统中蓄冷载冷剂循环回路运行系统示意图；

图9是本实用新型实施例一种冰蓄冷热泵系统中冷机供冷载冷剂循环回路运行系统示意图；

图10是本实用新型实施例一种冰蓄冷热泵系统中蓄冷供冷载冷剂循环回路运行系统示意图。

图中：1：冷凝器；2：蒸发器；3：冷却塔；4：热水箱或冰槽；5：风冷换热器；6：换热器；7：除霜管路。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型实施例提供了一种冰蓄冷热泵系统，该冰蓄冷热泵系统包括换热器6、制冷机组和分别与制冷机组连接的室外侧循环回路、室内侧循环回路及除霜回路；室外侧循环回路包括第一回路及第二回路，制冷机组包括蒸发器2及冷凝器1，冷凝器1的出口通过管路与冷却塔3的进口连接，冷却塔3的出口通过管路与冷凝器1的进口连接，以构成第一回路；第一回路上设有多个与冷却塔3并联设置的风冷换热器5，可根据具体的所需实施条件，来相应选择风冷换热器5的数量，蒸发器2的出口通过管路分别与多个并联设置的风冷换热器5的进口连接，多个并联设置的风冷换热器5的出口分别通过管路与蒸发器2的进口连接，以构成第二回路。本实用新型通过将风冷换热器5与冰蓄冷空调系统相结合，能同时实现夏季供冷与冬季供热功能，有效解决了现有的冰蓄冷系统只能进行夏季供冷的问题，有效提高了现有的冰蓄冷系统的利用率，避免资源的浪费；其中，风冷换热器5属于风冷空气源热泵，投资金额少且不受地理环境限制，特别的，本申请能对现有的冰蓄冷系统进行供热改造，且具有投资少、功耗低、工程量小、系统稳定可靠等特点，实用性强，特别适用于供热需求时间短、负荷小的南方地区，是解决长江流域的供热问题有效新途径。

具体地，冷凝器1的出口通过除霜管路7分别与多个风冷换热器5的进口连接，多个风冷换热器5的出口均通过除霜管路7分别与冷凝器1的出口连接，以构成除霜回路。在本实施例中，本申请中冰蓄冷热泵系统的室外机结霜后需要对其进行除霜，优选地，以风冷换热器H2除霜为例具体说明，可参见图4，即除霜工况下的回路为：将从冷凝器1流出的载冷剂分流一部分进入除霜管路7，并依次经过水泵P2、阀门V3、风冷换热器H2、阀门V17及阀门V9流回冷凝器1。

特别的，本实施例中的换热器6可以为板式换热器，也可以为管式换热器或容积式换热器或板管式换热器等等。

具体地，第二回路、第一回路及除霜回路上均设有水泵和阀门。在本实施例中，第二回路为：载冷剂从蒸发器2流出，经过阀门V8、水泵P1及多个室外换热器5后经阀门V6流回蒸发器2。第一回路为：载冷剂从冷凝器1流出，经过阀门V5、水泵P1、阀门V1、阀门V20和阀门V11流回冷凝器1。

具体地，室内侧循环回路包括室内供冷回路及室内供热回路。通过设置室内供冷回路及室内供热回路使得本申请中的冰蓄冷热泵系统既能夏季供冷也能冬季供热，充分提高了现有的冰蓄冷系统的利用率，以减少资源的浪费。

具体地，室内供冷回路包括冷机供冷回路、蓄冷回路及蓄冷供冷回路；且冷机供冷回路、蓄冷回路及蓄冷供冷回路上均设有水泵和阀门。当热负荷较大时，蓄冷量不足以提供全天所需制冷量时，切换为冷机直接供冷工况，即蒸发器2的出口通过管路与换热器6的进口连接，换热器6的出口通过管路与蒸发器2的进口连接，以构成冷机供冷回路，在本实施例中，冷机供冷载冷剂循环回路可参见图9，具体为：载冷剂从蒸发器2流出，经过阀门V10、水泵P3、阀门V14、换热器6、阀门13和阀门V4流回；当系统利用电价低谷的夜晚进行蓄冷工况时，即蒸发器2的出口通过管路与冰槽4的进口连接，冰槽4的出口通过管路与蒸发器2的进口连接，以构成蓄冷回路，在本实施例中，蓄冷载冷剂循环回路可参见图8，具体为：载冷剂从蒸发器2流出，经过阀门V10、水泵P3、冰槽4、阀门V16和阀门V4流回；利用谷电价(即电价较低)时蓄冷量提供峰电价(即电价较高)时的供冷需求，此时冷机停止工作，冰槽4与换热器6连接，构成蓄冷供冷回路，在本实施例中，蓄冷供冷载冷剂循环回路可参见图10，具体为：由冰槽4、阀门V15、换热器6、阀门V13、阀门V12及水泵P3构成蓄冷供冷回路。

具体地，室内供热回路包括机组供热回路、蓄热回路及蓄热供热回路；且机组供热回路、蓄热回路及蓄热供热回路上均设有水泵和阀门。

当热负荷较大时，蓄热量不足以提供全天所需供热量时，切换为机组直接供热工况，即冷凝器1的出口通过管路与换热器6的进口连接，换热器6的出口通过管路与冷凝器1的进口连接，以构成机组供热回路，在本实施例中，机组供热载冷剂循环回路可参见图2，具体为：载冷剂从冷凝器1流出后经阀门V7、水泵P3、阀门V14、换热器6、阀门V13和阀门V9流回，构成供热回路；当系统利用电价低谷的夜晚进行蓄热工况时，即冷凝器1的出口通过管路与热水箱4的进口连接，热水箱4的出口通过管路与冷凝器1的进口连接，以构成蓄热回路，在本实施例中，蓄热载冷剂循环回路可参见图3，具体为：载冷剂从冷凝器1流出后经阀门V7、水泵P3、热水箱4、阀门V16和阀门V9流回；利用谷电价(即电价较低)时蓄热量提供峰电价(即电价较高)时的供热需求，此时机组停止工作，热水箱4与换热器6连接，构成蓄热供热回路，在本实施例中，蓄热供热载冷剂循环回路可参见图5，具体为：由热水箱4、阀门V15、换热器6、阀门V13、阀门V12及水泵P3构成蓄热供热回路。

特别的，图6与图7均为蓄供同步工况，即白天供热负荷较小时，利用此时机组较高的效率让机组一边蓄热，一边供热；其中图6为热水箱4与换热器6串联模式，图7为热水箱4与换热器6并联模式。图6中的载冷剂回路为：载冷剂从冷凝器1流出后经阀门V7、水泵P3、热水箱4、阀门V15、换热器6、阀门V13和阀门V9流回，构成蓄供同步回路。图7中的载冷剂回路为：载冷剂从冷凝器1流出后经阀门V7及水泵P3后一部分经热水箱4、阀门V16及阀门V9流回；另一部分经阀门V14、换热器6、阀门V13及阀门V9流回。特别的，在本实施例中，附图标记4在不同的工况下充当不同的功能箱，当夏季需制冷时，附图标记4为冰槽；当冬季需制热时，附图标记4为热水箱。

特别的，在本实施例中，当需冬季制热时，冷却塔可与风冷换热器共同参与第二回路，即此刻冷却塔不喷水，只需风扇运转即可。

综上所述，本实用新型提供了一种冰蓄冷热泵系统，其包括换热器、制冷机组和分别与制冷机组连接的室外侧循环回路、室内侧循环回路及除霜回路；室外侧循环回路包括第一回路及第二回路，制冷机组包括蒸发器及冷凝器，冷凝器与冷却塔连接，构成第一回路；第一回路上设有多个与冷却塔并联设置的风冷换热器，蒸发器与多个风冷换热器连接，构成第二回路。本实用新型通过将风冷换热器与冰蓄冷空调系统相结合，能实现夏季供冷与冬季供热功能，提高了现有的冰蓄冷系统的利用率；同时，本申请能对现有的冰蓄冷系统进行供热改造，且具有投资少、功耗低、工程量小、系统稳定可靠等特点，实用性强，特别适用于供热需求时间短、负荷小的南方地区，是解决长江流域的供热问题有效新途径。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种冰蓄冷热泵系统，其特征在于：包括换热器、制冷机组和分别与所述制冷机组连接的室外侧循环回路、室内侧循环回路及除霜回路；所述室外侧循环回路包括第一回路及第二回路，所述制冷机组包括蒸发器及冷凝器，所述冷凝器与冷却塔连接，构成所述第一回路；所述第一回路上设有多个与所述冷却塔并联设置的风冷换热器，所述蒸发器分别与多个并联设置的所述风冷换热器连接，构成所述第二回路。

2.根据权利要求1所述的冰蓄冷热泵系统，其特征在于：所述冷凝器分别与多个并联设置的所述风冷换热器连接，构成所述除霜回路。

3.根据权利要求1所述的冰蓄冷热泵系统，其特征在于：所述第一回路、第二回路及除霜回路上均设有水泵和阀门。

4.根据权利要求1所述的冰蓄冷热泵系统，其特征在于：所述室内侧循环回路包括室内供冷回路及室内供热回路。

5.根据权利要求4所述的冰蓄冷热泵系统，其特征在于：所述室内供冷回路包括冷机供冷回路、蓄冷回路及蓄冷供冷回路。

6.根据权利要求5所述的冰蓄冷热泵系统，其特征在于：所述蒸发器与所述换热器连接，构成所述冷机供冷回路；所述蒸发器与冰槽连接，构成所述蓄冷回路；所述冰槽与所述换热器连接，构成所述蓄冷供冷回路。

7.根据权利要求5所述的冰蓄冷热泵系统，其特征在于：所述冷机供冷回路、蓄冷回路及蓄冷供冷回路上均设有水泵和阀门。

8.根据权利要求4所述的冰蓄冷热泵系统，其特征在于：所述室内供热回路包括机组供热回路、蓄热回路及蓄热供热回路。

9.根据权利要求8所述的冰蓄冷热泵系统，其特征在于：所述冷凝器与所述换热器连接，构成所述机组供热回路；所述冷凝器与热水箱连接，构成所述蓄热回路；所述热水箱与所述换热器连接，构成所述蓄热供热回路。

10.根据权利要求8所述的冰蓄冷热泵系统，其特征在于：所述机组供热回路、蓄热回路及蓄热供热回路上均设有水泵和阀门。