[發(fā)明專利]一種基于熱源塔的溶液-水-制冷劑雙級集散式熱泵系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911147029.1
• 申請日: 2019-11-21
• 公開（公告）號: CN111023226A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張小松;季建周;黃世芳;謝凌云;成建宏
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18;F25B30/06;F25B41/04;F25B41/06;F25B47/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 徐紅梅

本發(fā)明公開了一種基于熱源塔的溶液?水?制冷劑雙級集散式熱泵系統(tǒng)，包括依次相連的溶液回路、第一級熱泵回路、水回路、第二級熱泵回路和多個(gè)制冷劑回路。本發(fā)明采用集中的溶液循環(huán)從室外空氣中吸收顯熱和潛熱，避免了常規(guī)空氣源熱泵的結(jié)霜問題，在部分負(fù)荷下可充分利用熱源塔換熱面積，提高供熱能力；雙級熱泵可減小壓縮機(jī)單級壓比，確保系統(tǒng)在零下20℃等惡劣的室外環(huán)境下安全穩(wěn)定運(yùn)行；采用低溫水作為主要熱輸送環(huán)節(jié)的介質(zhì)，增加單位介質(zhì)的載熱能力，大幅降低載熱環(huán)節(jié)的熱損失，減少泄露帶來的風(fēng)險(xiǎn)；采用制冷劑循環(huán)作為最后的熱量輸配環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)房間單獨(dú)調(diào)控，提高部分負(fù)荷下的系統(tǒng)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)及制造領(lǐng)域，尤其涉及一種基于熱源塔的溶液-水-制冷劑雙級集散式熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)

節(jié)能減排是當(dāng)前國家可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略之一，而建筑節(jié)能更是重中之重。

如今建筑中使用的冷熱源大多為冷水機(jī)組加鍋爐、空氣源熱泵和水地源熱泵。冷水機(jī)組加鍋爐在冬季運(yùn)行時(shí)冷水機(jī)組會閑置，設(shè)備使用率低，其次鍋爐一次能源利用率低，在使用過程中會污染環(huán)境。空氣源熱泵在夏季效率遠(yuǎn)低于水冷機(jī)組，在冬季運(yùn)行時(shí)存在結(jié)霜問題，在夏熱冬冷地區(qū)冬季寒冷潮濕的條件下，結(jié)霜尤為嚴(yán)重，嚴(yán)重影響供熱的能力和效率。水地源熱泵冬夏季效率均較高，但其初投資高，且受到地理地質(zhì)條件限制。

而熱源塔熱泵系統(tǒng)正在逐漸普及，其主要與全空氣系統(tǒng)、水系統(tǒng)相結(jié)合來實(shí)現(xiàn)建筑供冷供熱，具有設(shè)備利用率高、夏季效率與冷水機(jī)組相當(dāng)、冬季無結(jié)霜問題、不受地質(zhì)條件限制等優(yōu)點(diǎn)，相比傳統(tǒng)供暖空調(diào)系統(tǒng)具有較強(qiáng)優(yōu)勢。

但是目前的熱源塔熱泵系統(tǒng)還存在著一些缺陷：全空氣系統(tǒng)風(fēng)道尺寸大，占用空間較大，送風(fēng)所需動(dòng)力大，輸配系統(tǒng)能耗遠(yuǎn)高于水系統(tǒng)，且難以實(shí)現(xiàn)逐個(gè)房間的單獨(dú)調(diào)控；水系統(tǒng)與全空氣系統(tǒng)相比，雖然其輸配能耗有明顯降低，且能實(shí)現(xiàn)房間的單獨(dú)控制，但其調(diào)節(jié)的相應(yīng)速度要慢；并且在極端天氣下，熱源塔熱泵系統(tǒng)的供熱能力與效率難以滿足建筑要求。

公開號為CN106196695A的發(fā)明專利公開了一種基于熱源塔的水源多聯(lián)機(jī)供熱供冷系統(tǒng)，其對常規(guī)熱源塔熱泵系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，將熱源塔與多聯(lián)機(jī)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了單個(gè)房間的單獨(dú)調(diào)控，提升部分負(fù)荷下系統(tǒng)性能。但其應(yīng)用于冬季室外溫度較低的地區(qū)時(shí)均存在壓縮機(jī)壓比過高，供熱能力不足，效率低的問題。

公開號為CN106288486B的發(fā)明專利提出了一種通過熱源塔與空氣源熱泵和小型水源熱泵耦合的一體化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了冬夏兩季的小壓比運(yùn)行，建筑內(nèi)外區(qū)負(fù)荷可分別調(diào)控。但是其使用了大量的水源熱泵機(jī)組來實(shí)現(xiàn)各區(qū)域的單獨(dú)調(diào)節(jié)，初投資成本高，控制難度大，部分負(fù)荷下效率較低，且寒冷地區(qū)冬季空氣源熱泵易結(jié)霜導(dǎo)致效率低下。

因此，設(shè)計(jì)一套適用于寒冷地區(qū)、小壓比運(yùn)行、控制方便的基于熱源塔的溶液-水-制冷劑雙級集散式熱泵系統(tǒng)成為本領(lǐng)域技術(shù)人員迫切需要解決的一個(gè)問題。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種采用集中的溶液循環(huán)從空氣中取熱，避免了常規(guī)空氣源熱泵的結(jié)霜問題，在部分負(fù)荷下充分利用熱源塔換熱面積的，使用雙級熱泵減小壓縮機(jī)單級壓比，確保系統(tǒng)在零下20℃等惡劣的室外環(huán)境下安全穩(wěn)定運(yùn)行的，采用低溫水作為主要熱輸送環(huán)節(jié)的介質(zhì)，增加單位介質(zhì)的載熱能力，大幅降低載熱環(huán)節(jié)的熱損失，減少了泄露帶來的風(fēng)險(xiǎn)的，采用制冷劑循環(huán)作為最后的熱量輸配環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)各個(gè)房間單獨(dú)調(diào)控，提高部分負(fù)荷下的系統(tǒng)效率的基于熱源塔的溶液-水-制冷劑雙級集散式熱泵系統(tǒng)。

技術(shù)方案：為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：