專利名稱：新型熱泵蓄能空調(diào)裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種新型熱泵蓄能空調(diào)裝置。
背景技術：
目前，為符合節(jié)能環(huán)保方面的要求，用電鍋爐蓄熱配以電制冷蓄冰形式的空調(diào)系統(tǒng)越來越被廣泛地應用。但是因為電鍋爐屬于高能耗設備，因其能效比低而導致的空調(diào)系統(tǒng)運行成本高的問題變的尤為突出。另外，由于蓄冰系統(tǒng)龐大且價格昂貴，限制了該類空調(diào)的應用。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對上述問題，提供一種系統(tǒng)體積小，價格較低，既可滿足環(huán)保要求，又使其低能耗地高效工作，近而大大降低空調(diào)系統(tǒng)運行成本的新型熱泵蓄能空調(diào)裝置。
為此，本實用新型利用主要由壓縮機、冷凝器、膨脹閥、蒸發(fā)器組成的水源熱泵機組配以具有形成溫度梯度結構的蓄能容器及地下水池構成的熱泵蓄能空調(diào)裝置。該空調(diào)裝置具有由冷凝水泵、冷凝器和蓄能容器構成的蓄熱回路；由冷凍水泵、蓄能容器和蒸發(fā)器構成的蓄冷回路；由蓄能容器、放熱放冷水泵和負載換熱器構成的放熱放冷回路；由地下水池、潛水泵和外界熱能換熱器構成的地下水池熱量補充回路；由冷凍水泵、外界熱能換熱器、蓄能容器和蒸發(fā)器構成的熱能補充回路；由冷凝水泵、冷凝器、衛(wèi)生熱水換熱器、冷卻水塔、地下水池構成的冷卻回路。
本新型熱泵蓄能空調(diào)裝置還包括具有由太陽能集熱器、太陽能循環(huán)水泵、太陽能換熱器構成的太陽能集熱回路和由太陽能熱量補充水泵、太陽能換熱器、地下水池構成的地下水池溫度補充回路。
本實用新型利用水源熱泵機組配以具有溫度梯度的蓄能容器完成供熱供冷，其蓄熱蓄冷時可選擇各地區(qū)電廠低谷時間工作，在用電高峰時利用儲存能量供熱供冷。從而實現(xiàn)充分利用各地區(qū)峰谷電的價差，降低空調(diào)系統(tǒng)的運行費用。而利用地下水池的地溫和太陽能為系統(tǒng)補充熱量和冷量，又可大大提高熱泵機組的工作效率，近而提高整個系統(tǒng)的工作效能，并且本空調(diào)裝置的蓄能容器體積相對較小，價格低廉，另外，本空調(diào)系統(tǒng)的冷熱媒介在各回路封閉循環(huán)，并相對隔離，對外界無排泄污染，符合環(huán)保要求。


附圖是本新型熱泵蓄能空調(diào)裝置結構示意圖。
具體實施方式
如附圖給出的，本蓄能空調(diào)包括主要由壓縮機2、冷凝器3、膨脹閥10和蒸發(fā)器4組成的熱泵機組和具有形成溫度梯度結構的蓄能容器5、地下水池15、冷卻水塔12、換熱器7、13、16和配置的電動閥門及連接管道等。
冬季蓄熱時由熱泵機組冷凝器3排出的高溫熱水向蓄能容器5蓄熱，其回路是由冷凝器3經(jīng)閥門F1至蓄能容器5，經(jīng)閥門F10至冷凝水泵1至冷凝器3。蓄熱工作最好選擇各地區(qū)電廠低谷時間，比如夜間2300～700之間，利用各地區(qū)峰谷電價差，以便節(jié)省運行費用。在冬季蓄熱運行時，冷卻水塔12一般情況下不使用，但當冷凝水溫度高到一定程度時，可用于調(diào)節(jié)水溫，其工作路途是由蓄能容器5排出的熱水經(jīng)閥門F11至冷卻水塔12至地下水池15。
在白天用電高峰期間，利用蓄能容器5內(nèi)的高溫水放熱，其放熱回路為放熱放冷水泵6至負載換熱器7至蓄能容器5，經(jīng)閥門F3至放熱放冷水泵6。在放熱放冷回路中設置有調(diào)節(jié)閥門F4回路，其與閥門F3配合，可改變水泵6吸入端的混流比。蓄能容積的大小，可根據(jù)蓄熱蓄冷與放熱放冷量設計。采暖和制冷過程可以單獨利用蓄能系統(tǒng)供熱和制冷或用熱泵機組直接供暖和制冷。用熱泵機組直接供暖時，由冷凝器3經(jīng)閥門F2至換熱器7和閥門F10至水泵1回至冷凝器3；用熱泵制冷時，由冷凍水泵11經(jīng)閥門F9至換熱器7和閥門F13至蒸發(fā)器4，回至冷凍水泵11。
蓄熱過程中熱泵機組的蒸發(fā)器要向外界吸收熱量，其工作回路是由地下水池15內(nèi)的潛水泵14至外界熱能換熱器13至地下水池15，此時蒸發(fā)器向地下水池提取地溫熱能，其途徑由冷凍水泵11經(jīng)閥門F8、外界熱能換熱器13、蓄熱罐5，經(jīng)閥門F16至蒸發(fā)器4，回至冷凍水泵11。由于提取熱量的過程中，地下水池15的水溫在不斷下降，為補充其下降的溫度，設置由冷凍水泵11至外界熱能換熱器13至蓄能容器5和蒸發(fā)器4構成的熱能補充回路，向蒸發(fā)器提供熱量補充系統(tǒng)，同時利用該過程可以穩(wěn)定或降低冷凝溫度，穩(wěn)定或提升蒸發(fā)溫度，用于提高熱泵機組的效率。
本熱泵蓄能空調(diào)裝置的供熱與制冷轉(zhuǎn)換由圖中各相關電動閥門的關、開來完成。其夏季制冷時，冷凍水經(jīng)水泵11、閥門F9至蓄能容器5，經(jīng)閥門F5至蒸發(fā)器4，回至冷凍水泵11，向蓄能容器5蓄冷。當蓄冷介質(zhì)采用鹽水或乙二醇水溶液時，其蓄能容器中的介質(zhì)溫度可達-24℃或者更低，以減小蓄能容器的體積，但溫度太低時制冷機組的效率也會隨之下降，應適當全面考慮。
當使用熱泵機組直接制冷時，冷凝器冷卻系統(tǒng)的工作回路是先由地下水池15的冷水經(jīng)潛水泵14經(jīng)閥門F14至冷凝器3，再由冷凝器3經(jīng)閥門F7至衛(wèi)生熱水換熱器16，將大部分冷凝熱儲存在衛(wèi)生水箱中后再經(jīng)閥門F15回至地下水池15。只有當?shù)叵滤?5的水溫上升超過25℃時，閥門F15關閉，閥門F12開啟，冷卻水塔12工作，先將大部分熱量散發(fā)到空氣中之后，再流回地下水池15，以降低水池水溫。如果在炎熱地區(qū)冷卻塔水溫過高時，也可以直接用蓄冷罐中的冷水經(jīng)閥門F10和水泵1直接冷卻冷凝器，但水泵要由溫度變頻控制水泵流量。衛(wèi)生熱水系統(tǒng)由衛(wèi)生熱水泵17經(jīng)換熱器16和衛(wèi)生熱水儲水箱18組成。
本空調(diào)裝置的用戶負載8為暖氣片或風機盤管，工作回路是由負載水泵9至負載換熱器7至用戶負載8構成。
本空調(diào)裝置在太陽日照好的地區(qū)，可以增加太陽能供熱系統(tǒng)，其由太陽能集熱器22經(jīng)太陽能循環(huán)水泵21至太陽能換熱器20構成太陽能集熱回路。地下水池水經(jīng)水泵19至太陽能換熱器20至地下水池15構成地下水池水溫太陽能補充回路。如果地下水池水質(zhì)良好，換熱器20也可以不用，由水泵21直接通過水池與太陽能集熱器22循環(huán)。
本空調(diào)裝置中的地下水池15可以是地下消防水池、自來水池、人工水池或地下水井及各種土壤換熱器組成的能提供地下熱源的裝置。
本空調(diào)裝置的蓄能容器適合采用多個纏繞玻璃鋼保溫罐串聯(lián)或土建保溫水池構成，但需要一定高度，而且水池內(nèi)必須加設隔板以形成溫度梯度。所用的連接管道可選用耐鹽、耐高溫的工程塑料管或玻璃鋼管道，如果地下水池是自來水池時，系統(tǒng)中要加裝隔離食品級不銹鋼換熱器。如果在本系統(tǒng)中使用普通清水熱泵機組時，要在熱泵機組的冷凝器和蒸發(fā)器加裝耐鹽水的換熱器。
權利要求1.一種新型熱泵蓄能空調(diào)裝置，包括主要由壓縮機(2)、冷凝器(3)、膨脹閥(10)和蒸發(fā)器(4)組成的熱泵機組和具有形成溫度梯度結構的蓄能容器(5)，其特征是它具有由冷凝水泵(1)、冷凝器(3)和蓄能容器(5)構成的蓄熱回路；由冷凍水泵(11)、蓄能容器(5)和蒸發(fā)器(4)構成的蓄冷回路；由蓄能容器(5)、放熱放冷水泵(6)和負載換熱器(7)構成的放熱放冷回路；由地下水池(15)、潛水泵(14)和外界熱能換熱器(13)構成的地下水池熱量補充回路；由冷凍水泵(11)、外界熱能換熱器(13)、蓄能容器5和蒸發(fā)器4構成的熱能補充回路；由冷凝水泵(1)、冷凝器(3)、衛(wèi)生熱水換熱器(16)、冷卻水塔(12)、地下水池(15)構成的冷卻回路。
2.根據(jù)權利要求1所述的新型熱泵蓄能空調(diào)裝置，其特征是它具有由太陽能集熱器(22)、太陽能循環(huán)水泵(21)、太陽能換熱器(20)構成的太陽能集熱回路和由太陽能熱量補充水泵(19)、太陽能換熱器(20)、地下水池(15)構成的地下水池溫度補充回路。
專利摘要本實用新型提供了一種新型熱泵蓄能空調(diào)裝置，包括主要由壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發(fā)器組成的熱泵機組和具有形成溫度梯度的蓄能容器。該空調(diào)裝置具有由冷凝水泵、冷凝器和蓄能容器構成的蓄熱回路；由冷凍水泵、蓄能容器和蒸發(fā)器構成的蓄冷回路；由蓄能容器、放熱放冷水泵和負載換熱器構成的放熱、放冷回路；由地下水池、潛水泵和外界熱能換熱器構成的地下水池熱量補充回路；由冷凍水泵、外界熱能換熱器、蓄能容器和蒸發(fā)器構成的熱能補充回路；由冷凝水泵、冷凝器、衛(wèi)生熱水換熱器、冷卻水塔、地下水池構成的冷卻回路。本實用新型具有低能耗、低造價和低運行成本、高工作效率及符合環(huán)保要求的特點。
文檔編號F24F12/00GK2542970SQ0223305
公開日2003年4月2日 申請日期2002年4月23日 優(yōu)先權日2002年4月23日
發(fā)明者王全齡 申請人:王全齡