CN2542970Y - 新型热泵蓄能空调装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种新型热泵蓄能空调装置，包括主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器组成的热泵机组和具有形成温度梯度的蓄能容器。该空调装置具有由冷凝水泵、冷凝器和蓄能容器构成的蓄热回路；由冷冻水泵、蓄能容器和蒸发器构成的蓄冷回路；由蓄能容器、放热放冷水泵和负载换热器构成的放热、放冷回路；由地下水池、潜水泵和外界热能换热器构成的地下水池热量补充回路；由冷冻水泵、外界热能换热器、蓄能容器和蒸发器构成的热能补充回路；由冷凝水泵、冷凝器、卫生热水换热器、冷却水塔、地下水池构成的冷却回路。本实用新型具有低能耗、低造价和低运行成本、高工作效率及符合环保要求的特点。

Description

新型热泵蓄能空调装置
技术领域
本实用新型涉及一种新型热泵蓄能空调装置。
背景技术
目前，为符合节能环保方面的要求，用电锅炉蓄热配以电制冷蓄冰形式的空调***越来越被广泛地应用。但是因为电锅炉属于高能耗设备，因其能效比低而导致的空调***运行成本高的问题变的尤为突出。另外，由于蓄冰***庞大且价格昂贵，限制了该类空调的应用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于针对上述问题，提供一种***体积小，价格较低，既可满足环保要求，又使其低能耗地高效工作，近而大大降低空调***运行成本的新型热泵蓄能空调装置。
为此，本实用新型利用主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器组成的水源热泵机组配以具有形成温度梯度结构的蓄能容器及地下水池构成的热泵蓄能空调装置。该空调装置具有由冷凝水泵、冷凝器和蓄能容器构成的蓄热回路；由冷冻水泵、蓄能容器和蒸发器构成的蓄冷回路；由蓄能容器、放热放冷水泵和负载换热器构成的放热放冷回路；由地下水池、潜水泵和外界热能换热器构成的地下水池热量补充回路；由冷冻水泵、外界热能换热器、蓄能容器和蒸发器构成的热能补充回路；由冷凝水泵、冷凝器、卫生热水换热器、冷却水塔、地下水池构成的冷却回路。
本新型热泵蓄能空调装置还包括具有由太阳能集热器、太阳能循环水泵、太阳能换热器构成的太阳能集热回路和由太阳能热量补充水泵、太阳能换热器、地下水池构成的地下水池温度补充回路。
本实用新型利用水源热泵机组配以具有温度梯度的蓄能容器完成供热供冷，其蓄热蓄冷时可选择各地区电厂低谷时间工作，在用电高峰时利用储存能量供热供冷。从而实现充分利用各地区峰谷电的价差，降低空调***的运行费用。而利用地下水池的地温和太阳能为***补充热量和冷量，又可大大提高热泵机组的工作效率，近而提高整个***的工作效能，并且本空调装置的蓄能容器体积相对较小，价格低廉，另外，本空调***的冷热媒介在各回路封闭循环，并相对隔离，对外界无***污染，符合环保要求。
附图说明
附图是本新型热泵蓄能空调装置结构示意图。
具体实施方式
如附图给出的，本蓄能空调包括主要由压缩机2、冷凝器3、膨胀阀10和蒸发器4组成的热泵机组和具有形成温度梯度结构的蓄能容器5、地下水池15、冷却水塔12、换热器7、13、16和配置的电动阀门及连接管道等。
冬季蓄热时由热泵机组冷凝器3排出的高温热水向蓄能容器5蓄热，其回路是：由冷凝器3经阀门F1至蓄能容器5，经阀门F10至冷凝水泵1至冷凝器3。蓄热工作最好选择各地区电厂低谷时间，比如夜间23：00～7：00之间，利用各地区峰谷电价差，以便节省运行费用。在冬季蓄热运行时，冷却水塔12一般情况下不使用，但当冷凝水温度高到一定程度时，可用于调节水温，其工作路途是：由蓄能容器5排出的热水经阀门F11至冷却水塔12至地下水池15。
在白天用电高峰期间，利用蓄能容器5内的高温水放热，其放热回路为：放热放冷水泵6至负载换热器7至蓄能容器5，经阀门F3至放热放冷水泵6。在放热放冷回路中设置有调节阀门F4回路，其与阀门F3配合，可改变水泵6吸入端的混流比。蓄能容积的大小，可根据蓄热蓄冷与放热放冷量设计。采暖和制冷过程可以单独利用蓄能***供热和制冷或用热泵机组直接供暖和制冷。用热泵机组直接供暖时，由冷凝器3经阀门F2至换热器7和阀门F10至水泵1回至冷凝器3；用热泵制冷时，由冷冻水泵11经阀门F9至换热器7和阀门F13至蒸发器4，回至冷冻水泵11。
蓄热过程中热泵机组的蒸发器要向外界吸收热量，其工作回路是：由地下水池15内的潜水泵14至外界热能换热器13至地下水池15，此时蒸发器向地下水池提取地温热能，其途径由冷冻水泵11经阀门F8、外界热能换热器13、蓄热罐5，经阀门F16至蒸发器4，回至冷冻水泵11。由于提取热量的过程中，地下水池15的水温在不断下降，为补充其下降的温度，设置由冷冻水泵11至外界热能换热器13至蓄能容器5和蒸发器4构成的热能补充回路，向蒸发器提供热量补充***，同时利用该过程可以稳定或降低冷凝温度，稳定或提升蒸发温度，用于提高热泵机组的效率。
本热泵蓄能空调装置的供热与制冷转换由图中各相关电动阀门的关、开来完成。其夏季制冷时，冷冻水经水泵11、阀门F9至蓄能容器5，经阀门F5至蒸发器4，回至冷冻水泵11，向蓄能容器5蓄冷。当蓄冷介质采用盐水或乙二醇水溶液时，其蓄能容器中的介质温度可达-24℃或者更低，以减小蓄能容器的体积，但温度太低时制冷机组的效率也会随之下降，应适当全面考虑。
当使用热泵机组直接制冷时，冷凝器冷却***的工作回路是先由地下水池15的冷水经潜水泵14经阀门F14至冷凝器3，再由冷凝器3经阀门F7至卫生热水换热器16，将大部分冷凝热储存在卫生水箱中后再经阀门F15回至地下水池15。只有当地下水池15的水温上升超过25℃时，阀门F15关闭，阀门F12开启，冷却水塔12工作，先将大部分热量散发到空气中之后，再流回地下水池15，以降低水池水温。如果在炎热地区冷却塔水温过高时，也可以直接用蓄冷罐中的冷水经阀门F10和水泵1直接冷却冷凝器，但水泵要由温度变频控制水泵流量。卫生热水***由卫生热水泵17经换热器16和卫生热水储水箱18组成。
本空调装置的用户负载8为暖气片或风机盘管，工作回路是由负载水泵9至负载换热器7至用户负载8构成。
本空调装置在太阳日照好的地区，可以增加太阳能供热***，其由太阳能集热器22经太阳能循环水泵21至太阳能换热器20构成太阳能集热回路。地下水池水经水泵19至太阳能换热器20至地下水池15构成地下水池水温太阳能补充回路。如果地下水池水质良好，换热器20也可以不用，由水泵21直接通过水池与太阳能集热器22循环。
本空调装置中的地下水池15可以是地下消防水池、自来水池、人工水池或地下水井及各种土壤换热器组成的能提供地下热源的装置。
本空调装置的蓄能容器适合采用多个缠绕玻璃钢保温罐串联或土建保温水池构成，但需要一定高度，而且水池内必须加设隔板以形成温度梯度。所用的连接管道可选用耐盐、耐高温的工程塑料管或玻璃钢管道，如果地下水池是自来水池时，***中要加装隔离食品级不锈钢换热器。如果在本***中使用普通清水热泵机组时，要在热泵机组的冷凝器和蒸发器加装耐盐水的换热器。

Claims (2)

1、一种新型热泵蓄能空调装置，包括主要由压缩机(2)、冷凝器(3)、膨胀阀(10)和蒸发器(4)组成的热泵机组和具有形成温度梯度结构的蓄能容器(5)，其特征是它具有由冷凝水泵(1)、冷凝器(3)和蓄能容器(5)构成的蓄热回路；由冷冻水泵(11)、蓄能容器(5)和蒸发器(4)构成的蓄冷回路；由蓄能容器(5)、放热放冷水泵(6)和负载换热器(7)构成的放热放冷回路；由地下水池(15)、潜水泵(14)和外界热能换热器(13)构成的地下水池热量补充回路；由冷冻水泵(11)、外界热能换热器(13)、蓄能容器5和蒸发器4构成的热能补充回路；由冷凝水泵(1)、冷凝器(3)、卫生热水换热器(16)、冷却水塔(12)、地下水池(15)构成的冷却回路。
2、根据权利要求1所述的新型热泵蓄能空调装置，其特征是它具有由太阳能集热器(22)、太阳能循环水泵(21)、太阳能换热器(20)构成的太阳能集热回路和由太阳能热量补充水泵(19)、太阳能换热器(20)、地下水池(15)构成的地下水池温度补充回路。
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