利用清洁能源的复合源热泵空调系统技术方案

本发明专利技术公开了利用清洁能源的复合源热泵空调系统及其控制方法，解决了现有空调系统不能充分利用自然能源来降低能耗的技术问题。本发明专利技术包括通过换热器进行热交换的自然水源循环管路和外循环管路，外循环管路并联有空气源热泵模块机组，外循环管路经过水源热泵机组的冷凝器和蒸发器连接有内循环管路，内循环管路与空调末端相连，内循环管路和外循环管路在与水源热泵机组的能量交换处具有共用的进水管路和共用的排水管路，使的自然水源供能的温度调节模式与空气源热泵模块机组供能的温度调节模式能够便捷地转换。本发明专利技术不仅兼顾冷暖两用，有效降低用户使用空调的综合成本，改善生活环境的同时保护了地下水资源免受破坏。活环境的同时保护了地下水资源免受破坏。活环境的同时保护了地下水资源免受破坏。

【技术实现步骤摘要】
利用清洁能源的复合源热泵空调系统


[0001]本专利技术涉及空调能源综合利用的
，特别是指利用清洁能源的复合源热泵空调系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]空气能热泵机组，在夏季制冷时，高温高压的气态冷媒与外界空气进行热量交换，受外界环境温度高的影响，风冷类热泵机组运行在高负荷状态，风冷类热泵机组能耗较大，能效较低，运行费用较高。而水源热泵机组，其散热侧与水进行热量交换，其换热效率高，可降低压缩机的负荷，进而使压缩机运行在高能效状态，其能效系数一般比风冷类热泵机组提高50%～70%，因此具有节能环保，降低运行费用的优势。
[0003]但水源热泵机组如果要在冬季制取空调热水，则必须采用地埋管或打井的方式从土壤源或地下水中采集热量，但地埋管或打井这两种方式均有施工复杂、投资费用高的缺点。并且，地埋管方式占地面积很大，在土地价格日益高昂的大城市土地经费投入高，而采用打井提取地下水的方式，如果施工不规范或不进行回灌等可能会带来地面沉降问题。因此，水源热泵机组在大城市受到一些限制。
[0004]为了降低耗能、提高能源利用率，空调领域有地源热泵、水源热泵、空气能热泵、水冷冷水机组、锅炉等相结合的系统模式，提高了系统的灵活性和能效比。但现实生活中还有好多能源可以加以利用，如污水热量、中水冷却、河流冷却等，如果能够在不同季节对不同的能源加以利用，则可以进一步提高能源利用率，进而降低现有空调系统的能耗。

技术实现思路

[0005]针对上述
技术介绍
中的不足，本专利技术提出利用清洁能源的复合源热泵空调系统及其控制方法，解决了现有空调系统不能充分利用自然能源来降低能耗的技术问题。
[0006]本专利技术的技术方案是这样实现的：利用清洁能源的复合源热泵空调系统，包括通过换热器进行热交换的自然水源循环管路和外循环管路，外循环管路并联有空气源热泵模块机组，外循环管路经过水源热泵机组的冷凝器和蒸发器连接有内循环管路，内循环管路与空调末端相连，外循环管路的进水端并联设置有制冷外循环进水开关阀和制热外循环进水开关阀、回水端并联设置有制冷外循环回水开关阀和制热外循环回水开关阀，内循环管路的进水端并联设置有制热内循环进水开关阀和制冷内循环进水开关阀、回水端并联设置有制热内循环回水开关阀和制冷内循环回水开关阀，制热内循环回水开关阀和制冷外循环进水开关阀之间设置有通向冷凝器的共用进水管路A，制热内循环进水开关阀和制冷外循环回水开关阀之间设置有连接共用进水管路A的共用排水管路B，制冷内循环回水开关阀和制热外循环进水开关阀之间设置有通向蒸发器的共用进水管路C，制冷内循环进水开关阀和制热外循环回水开关阀之间设置有连接共用进水管路C的共用排水管路D。
[0007]进一步地，所述自然水源循环管路包括通过过滤板与河水或湖水相连的蓄水沉淀池，蓄水沉淀池内设置有通过自动排污过滤器与所述换热器的一次侧进水端相连的提升
泵，换热器的一次侧回水端与自然水源相连。
[0008]进一步地，所述换热器的二次侧回水端及空气源热泵模块机组的出水端连接有第一储能水箱，空气源热泵模块机组的出水端与第一储能水箱之间设置有制热外循环供水开关阀，换热器的二次侧回水端与第一储能水箱之间设置有制冷外循环供水开关阀，第一储能水箱通过冷热源外循环泵与制热外循环进水开关阀和制冷外循环进水开关阀相连。
[0009]进一步地，所述制热外循环回水开关阀和制冷外循环回水开关阀通过第二储能水箱分别与换热器的二次侧进水端及空气源热泵模块机组的进水端相连，第二储能水箱与换热器的二次侧进水端之间设置有制冷外循环回水二次开关阀，第二储能水箱与空气源热泵模块机组的进水端之间设置有制热外循环回水二次开关阀。
[0010]进一步地，所述空调末端连接在内循环管路的进水端和回水端之间，空调末端包括风机盘管和/或组合式空调箱和/或预冷空调箱和/或全新风机组，内循环管路的进水端和回水端之间设置有冷热源内循环泵。
[0011]进一步地，所述自然水源循环管路的回水端和/或换热器的各个进水端和回水端和/或空气源热泵模块机组的进水端和出水端和/或第一储能水箱的出水端和/或第二储能水箱的进水端和/或冷热源外循环泵的进水端和出水端和/或冷热源内循环泵的进水端和出水端和/或空调末端的进水端和出水端设置有开关阀。
[0012]进一步地，所述共用进水管路A、共用排水管路B、共用进水管路C和共用排水管路D上均设置有开关阀。
[0013]进一步地，各个开关阀为手动阀或与上位机相连的电磁阀。
[0014]利用清洁能源的复合源热泵空调系统的控制方法，包括
①
夏季制冷模式和
②
冬季制热模式，
①
夏季制冷模式时，关闭下列部件：空气源热泵模块机组、制热外循环供水开关阀、制热外循环进水开关阀、制热外循环回水开关阀、制热外循环回水二次开关阀、制热内循环进水开关阀、制热内循环回水开关阀，且打开下列部件：提升泵、制冷外循环供水开关阀、冷热源外循环泵、制冷外循环进水开关阀、制冷外循环回水开关阀、制冷外循环供水开关阀、制冷外循环回水二次开关阀、制冷内循环进水开关阀、制冷内循环回水开关阀、冷热源内循环泵，其他各个开关阀均打开；
②
冬季制热模式时，关闭下列部件：提升泵、制冷外循环供水开关阀、制冷外循环进水开关阀、制冷外循环回水开关阀、制冷外循环供水开关阀、制冷外循环回水二次开关阀、制冷内循环进水开关阀、制冷内循环回水开关阀、冷热源内循环泵，且打开下列部件：空气源热泵模块机组、制热外循环供水开关阀、冷热源外循环泵、制热外循环进水开关阀、制热外循环回水开关阀、制热外循环回水二次开关阀、制热内循环进水开关阀、制热内循环回水开关阀、冷热源内循环泵，其他各个开关阀均打开。
[0015]进一步地，还包括
③
过渡季节制冷模式和
④
过渡季节制热模式：
③
过渡季节制冷模式的控制与
①
夏季制冷模式的控制相同；
④
过渡季节制热模式时与冬季制热模式相同；或者
④
过渡季节制热模式时，关闭下列部件：空气源热泵模块机组、制热外循环供水开关阀、制冷外循环进水开关阀、制冷外循环回水开关阀、制热外循环回水二次开关阀、制冷内循环进水开关阀、制冷内循环回水开关阀，且打开下列部件：提升泵、制冷外循环供水开关阀、冷热源外循环泵、制热外循环进水开关阀、制热外循环回水开关阀、制冷外循环回水
二次开关阀、制热内循环进水开关阀、制热内循环回水开关阀、冷热源内循环泵，其他各个开关阀均打开。
[0016]本专利技术在热泵系统技术应用的基础上，在夏季时，可通过利用河水或湖水带走机组冷凝器中的热量，而湖/河水的平均取水水温在22℃左右，能有效提升主机能效，实现和大自然共存的动态平衡，合理利用自然冷源；在过渡季节如需制冷或制热时，则可利用高效的湖水源或河水源等自然能源，可根据检测的水温，优先开启
③
过渡季节制冷模式和
④
过渡季节制热模式；在冬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用清洁能源的复合源热泵空调系统，其特征在于：包括通过换热器（9）进行热交换的自然水源循环管路和外循环管路，外循环管路并联有空气源热泵模块机组（33），外循环管路经过水源热泵机组的冷凝器（10）和蒸发器（11）连接有内循环管路，内循环管路与空调末端（21）相连，外循环管路的进水端并联设置有制冷外循环进水开关阀（6）和制热外循环进水开关阀（5）、回水端并联设置有制冷外循环回水开关阀（8）和制热外循环回水开关阀（7），内循环管路的进水端并联设置有制热内循环进水开关阀（4）和制冷内循环进水开关阀（3）、回水端并联设置有制热内循环回水开关阀（2）和制冷内循环回水开关阀（1），制热内循环回水开关阀（2）和制冷外循环进水开关阀（6）之间设置有通向冷凝器（10）的共用进水管路A（29），制热内循环进水开关阀（4）和制冷外循环回水开关阀（8）之间设置有连接共用进水管路A（29）的共用排水管路B（30），制冷内循环回水开关阀（1）和制热外循环进水开关阀（5）之间设置有通向蒸发器（11）的共用进水管路C（31），制冷内循环进水开关阀（3）和制热外循环回水开关阀（7）之间设置有连接共用进水管路C（31）的共用排水管路D（32）。2.根据权利要求1所述的利用清洁能源的复合源热泵空调系统，其特征在于：所述自然水源循环管路包括通过过滤板（12）与河水或湖水相连的蓄水沉淀池（13），蓄水沉淀池（13）内设置有通过自动排污过滤器（24）与所述换热器（9）的一次侧进水端相连的提升泵（14），换热器（9）的一次侧回水端与自然水源相连。3.根据权利要求1所述的利用清洁能源的复合源热泵空调系统，其特征在于：所述换热器（9）的二次侧回水端及空气源热泵模块机组（33）的出水端连接有第一储能水箱（15），空气源热泵模块机组（33）的出水端与第一储能水箱（15）之间设置有制热外循环供水开关阀（16），换热器（9）的二次侧回水端与第一储能水箱（15）之间设置有制冷外循环供水开关阀（17），第一储能水箱（15）通过冷热源外循环泵（22）与制热外循环进水开关阀（5）和制冷外循环进水开关阀（6）相连。4.根据权利要求3所述的利用清洁能源的复合源热泵空调系统，其特征在于：所述制热外循环回水开关阀（7）和制冷外循环回水开关阀（8）通过第二储能水箱（18）分别与换热器（9）的二次侧进水端及空气源热泵模块机组（33）的进水端相连，第二储能水箱（18）与换热器（9）的二次侧进水端之间设置有制冷外循环回水二次开关阀（19），第二储能水箱（18）与空气源热泵模块机组（33）的进水端之间设置有制热外循环回水二次开关阀（20）。5.根据权利要求4所述的利用清洁能源的复合源热泵空调系统，其特征在于：所述空调末端（21）连接在内循环管路的进水端和回水端之间，所述空调末端（21）包括风机盘管（25）和/或组合式空调箱（26）和/或预冷空调箱（27）和/或全新风机组（28），内循环管路的进水端和回水端之间设置有冷热源内循环泵（23）。6.根据权利要求5所述的利用清洁能源的复合源热泵空调系统，其特征在于：所述自然水源循环管路的回水端和/或换热器（9）的各个进水端和回水端和/或空气源热泵模块机组（33）的进水端和出水端和/或第一储能水箱（15）的出水端和/或第二储能水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张红晓，韦彦琼，司彦超，张纪，杨勇丰，李勇，
申请(专利权)人：河南三张节能环保工程有限公司，
类型：发明
国别省市：