一种热源塔与河水源并联的高效供冷供暖系统

1.本实用新型涉及供冷供暖技术领域，特别涉及一种热源塔与河水源并联的高效供冷供暖系统。


背景技术：

2.在目前建筑制冷空调系统中，广泛使用的供冷\热方式为冷水机组 锅炉（燃煤、燃气或燃油）和热泵机组（空气源热泵、地源热泵和水源热泵）两种，其供冷/热方式各有其优缺点和适用范围。
3.热源塔热泵是一种以室外空气为冷热源，由热源塔热交换系统、热源塔热泵机组、建筑物内系统组成的可为建筑物提供供冷供热和加热生活热水的系统。其冬天利用冰点低于零度的载体介质，高效提取低温环境下相对湿度较高的空气中的低品位热能，实现低温热能向高温热能的传递，达到制热目的；夏季利用水蒸发散热原理，将热量排到大气中实现制冷。热源塔热泵作为一种新型热泵形式，机组设计灵活，不受地质条件与场地限制，运行能效高，运行成本低，具有良好的适应性和节能性。
4.然而热源塔热泵系统属于空气源热泵的一种，依然存在一定局限性，比如冬天空气温度低于零下或是夏天温度高于35℃的极端天气中，热源塔运行效率低，且冬季存在供热量极具衰减的问题。
5.水源热泵是一种利用地球表面或浅层水源(如地表水、河流、湖泊)或者利用人工再生水源(工业废水、地热水等)等低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的电能输入实现供冷供暖的目的。但是常规河水源热泵由于水质问题，其直接将河水送入热泵主机中，对系统产生较大影响。在夏季空气温度较高以及冬天温度较低的情况下，热源塔难以正常工作，然而河水总能保持夏季温度低，冬天不结冰的状态。
6.通过以上对现有建筑供冷/热设备的介绍和分析可知，对于临近水源的地区现有供冷/热方式存在一定的改进空间，热泵机中系统的内水通过板式换热器进行换热，利用热源塔溶液进入热泵机进行换热，可以极大程度避免河水对系统的影响，亦可以实现水源热泵与热源塔热泵并联工作，达到高效供冷和供暖的目的。


技术实现要素：

7.本实用新型针对现有技术中的不足，提供一种热源塔与河水源并联的高效供冷供暖系统。
8.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.一种热源塔与河水源并联的高效供冷供暖系统，包括第一热泵机、第二热泵机、用户侧水泵、源侧水泵、第一板式换热器、河水侧水泵、悬沙过滤器、入口过滤器、热源塔出口端、热源塔进口端；
10.所述用户侧水泵一端通过管道接空调回水端，用户侧水泵另一端通过管道连接阀门v11进口端，阀门v11出口端通过管道连接第二热泵机进口端，第二热泵机出口端通过管
道连接阀门v12进口端，阀门v12出口端通过管道接空调供水端；
11.所述热源塔出口端通过管道连接阀门v2进口端，阀门v2出口端通过管道连接源侧水泵，源侧水泵通过管道连接阀门v13进口端，阀门v13出口端通过管道连接第一热泵机进口端，第一热泵机出口端通过管道连接阀门v14进口端，阀门v14出口端通过管道连接源侧水泵，源侧水泵通过管道连接阀门v1进口端，阀门v1出口端连接热源塔进口端；
12.所述阀门v13进口端通过管道连接阀门v17进口端，阀门v17出口端通过管道连接阀门v11出口端；阀门v13出口端通过管道连接阀门v15进口端，阀门v15出口端通过管道连接阀门v11进口端；阀门v14出口端通过管道连接阀门v18进口端，阀门v18出口端通过管道连接阀门v12进口端；阀门v14进口端通过管道连接阀门v16进口端，阀门v16出口端通过管道连接阀门v12出口端；
13.所述入口过滤器进口端通过管道连接河水源进水端，入口过滤器出口端通过管道连接悬沙过滤器进口端，悬沙过滤器出口端通过管道连接河水侧水泵进口端，河水侧水泵出口端通过管道连接阀门v7进口端，阀门v7出口端通过绕过第一板式换热器的管道连接阀门v8进口端，阀门v8出口端通过管道连接到河水源出水端；阀门v2出口端通过管道连接阀门v6进口端，阀门v6出口端通过绕过第一板式换热器的管道连接阀门v5进口端，阀门v5出口端通过管道连接阀门v1进口端。
14.为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
15.进一步地，所述阀门v13出口端通过管道连接第三热泵机进口端，第三热泵机出口端通过管道连接阀门v14进口端；
16.阀门v11出口端通过管道连接第四热泵机进口端，第四热泵机出口端通过管道连接阀门v12进口端。
17.进一步地，所述河水侧水泵出口端通过管道连接阀门v9进口端，阀门v9出口端通过绕过第二板式换热器的管道连接阀门v10进口端，阀门v10出口端通过管道连接到河水源出水端。
18.进一步地，所述阀门v2出口端通过管道连接阀门v4进口端，阀门v4出口端通过绕过第二板式换热器的管道连接阀门v3进口端，阀门v3出口端通过管道连接阀门v1进口端。
19.本实用新型的有益效果是：
20.1、本专利提出的一种热源塔与河水源并联的高效供冷供暖系统，在冬天温度低夏天温度高且临水的地区，可以实现系统夏季高效供冷，冬季高效供暖，具有很好的节能效果。
21.2、本专利提出的一种热源塔与河水源并联的高效供冷供暖系统，其考虑到冬天极端天气温度低的特点，加入河水源热泵与热源塔并联工作，且摒除了传统热源塔热泵系统在极端天气供热能力不足的问题，大大提升了冬季供热量及供热效率。
22.3、本专利提出的一种热源塔与河水源并联的高效供冷供暖系统，其通过热源塔与河水源并联运行，消除了由于河水水质脏以及冬季河水温度低而可能产生的结冰问题，能源利用率大大提高。
23.4、河水仅作为换热作用，不掺进于整个系统的内水中，因此可以减少对整个系统的工作影响。
附图说明
24.图1是本实用新型整体结构连接示意图。
25.图中：1、第一热泵机，2、第二热泵机，3、用户侧水泵，4、源侧水泵，5、第一板式换热器，6、河水侧水泵，7、悬沙过滤器，8、入口过滤器，9、热源塔出口端，10、热源塔进口端，11、空调回水端，12、空调供水端，13、河水源进水端，14、河水源出水端，15、第三热泵机，16、第四热泵机，17、第二板式换热器。
具体实施方式
26.下面结合附图详细说明本实用新型。
27.一种热源塔与河水源并联的高效供冷供暖系统，其通过设置热泵机组（第一热泵机1和第二热泵机2组成一个热泵机组，第三热泵机15和第四热泵机16组成一个热泵机组）、用户侧水泵3、源侧水泵4，并结合常规热源塔、河水侧水泵6、板式换热器进行有效的集成，河水入口配有河水入口过滤器8、悬沙过滤器7、阀门等保证系统有效运行。
28.该系统以节能为导向，在春秋两季以及夏天与冬天的不极端温度下运行热源塔系统；在夏季温度较高以及冬天温度极低的情况下，由于河水总能保持夏季温度低，冬天不结冰的状态，极端天气情况下可以打开板式换热器运行河水源热泵以保证系统高效运行。
29.由于热源塔热泵与河水源热泵并联，在温度高于35℃以及低于0℃的极端条件下，打开阀门，引入温度适宜的河水，经过河水入口过滤器8以及悬沙过滤器7过滤后进入河水侧水泵6，通过板式换热器供能，保证系统高效运行。
30.下面以具体的实施例进行说明。参考图1。
31.整个系统包括两个闭式循环，分别为用户侧循环与源侧循环（用户侧循环类似于家用空调的室内机，源侧循环类似于家用空调的室外机，形成冷热循环维持整个系统的稳定）。
32.该系统主要包括如下工作模式：1、热源塔制冷模式 2、热源塔制热模式 3、河水源制冷模式 4、河水源制热模式；第1、2模式下用于春秋两季以及夏天与冬天的不极端温度下运行热源塔系统；第3、4模式下用于在夏季温度较高以及冬天温度极低的极端温度情况下。
33.1、热源塔制冷模式：阀门v1、阀门v2、阀门v11、阀门v12、阀门v13、阀门v14打开，其余关闭。空调回水端11流出10℃的冷水经过用户侧水泵3和阀门v11进入第二热泵机2和第四热泵机16的进口端，被降温到5℃，然后从第二热泵机2和第四热泵机16的出口端流过阀门v12，然后走向空调供水端12，经过用户室内温度吸收温度后，再将10
°
c的冷水从空调回水端11回入第二热泵机2和第四热泵机16，完成冷侧循环（用户侧）。第一热泵机1和第三热泵机15中37
°
的源侧系统内水（热水）经过阀门v14、源侧水泵4和阀门v1，进入热源塔进口端10，经过热源塔换热被降温到32
°
通过热源塔出口端9流出热源塔，再经过阀门v2、源侧水泵4、阀门v13，流入第一热泵机1和第三热泵机15的进口端，温度升高到37℃流出进入热源塔，完成热侧循环(源侧）。
34.2、热源塔制热模式：打开阀门v1、v2、v15、v16、v17、v18，其余阀门关闭。空调回水端11流出42℃的热水经过用户侧水泵3和阀门v15进入进入第一热泵机1和第三热泵机15的进口端，被升温到47℃，然后从第一热泵机1和第三热泵机15的出口端流过阀门v16，然后走向空调供水端12，经过用户室内吸受温度后，再回出42
°
c的热水从空调回水端11回入第一
热泵机1和第三热泵机15，完成热侧循环（用户侧）。第二热泵机2和第四热泵机16中-3℃的源侧系统内水（溶液）（此温度下水会结冰，故称溶液）从出口端经过阀门v18、源侧水泵4和阀门v1流入热源塔进口端10，经过热源塔换热被升温到0
°
c，通过热源塔出口端9流出热源塔，经过阀门v2、源侧水泵4和阀门v17进入第二热泵机2和第四热泵机16的进口端，溶液（此温度下水会结冰，故称溶液）被降温到-3℃流出进入热源塔，完成冷侧循环(源侧）。
35.3、河水源制冷模式：阀门v3、v4、v5、v6、v7、v8、v9、v10、v11、v12、v13、v14打开，其余关闭。空调回水端11流出10℃的冷水经过用户侧水泵3和阀门v11进入第二热泵机2和第四热泵机16的进口端，被降温到5℃，然后从第二热泵机2和第四热泵机16的出口端流过阀门v12，然后走向空调供水端12，经过用户室内温度吸热后，再将10
°
c的冷水从空调回水端11回入第二热泵机2和第四热泵机16，完成冷侧循环（用户侧）。河水处的河水源进水端13流入25℃的冷水，经过入口过滤器8以及悬沙过滤器7，进入河水侧水泵6，经过阀门v7、v8、v9、v10，通过第一板式换热器5和第二板式换热器17与源侧的系统内水进行换热，河水被升温到30℃从河水源出水端14流出，37℃的源侧系统内水经过阀门v3、v4、v5、v6通过第一板式换热器5和第二板式换热器17与河水换热，被降温到32℃流出，经过源侧水泵4、阀门v13到第一热泵机1和第三热泵机15进口端，再次被加热到37
°
c，从第一热泵机1和第三热泵机15出口端流出，经过阀门v14、源侧水泵4流回到第一板式换热器5和第二板式换热器17处，完成热侧循环（源侧）。
36.4、河水源制热模式：阀门v3、v4、v5、v6、v7、v8、v9、v10、v15、v16、v17、v18打开，其余关闭。空调回水端11流出42℃的热水经过用户侧水泵3和阀门v15进入第一热泵机1和第三热泵机15的进口端，被升温到47℃，然后从第一热泵机1和第三热泵机15的出口端流过阀门v16，然后走向空调供水端12，经过用户室内吸受温度后，再将42
°
c的热水从空调回水端11回入第一热泵机1和第三热泵机15，完成热侧循环（用户侧）。河水处的河水源进水端13流入4℃的冷水，经过入口过滤器8以及悬沙过滤器7，进入河水侧水泵6，经过阀门v7、v8、v9、v10，通过第一板式换热器5和第二板式换热器17与源侧系统内水进行换热，河水被降温到1℃从河水源出水端14流出。-3
°
的系统内水（溶液）（此温度下水会结冰，故称溶液）经过阀门v3、v4、v5、v6通过第一板式换热器5和第二板式换热器17与河水换热，被升温到0℃流出，经过源侧水泵4、阀门v17流入第二热泵机2和第四热泵机16进口端，被降温到-3
°
，从第二热泵机2和第四热泵机16出口端流出，经过阀门v18、源侧水泵4流回到流出回到第一板式换热器5和第二板式换热器17处，完成冷侧循环（源侧）。
37.其中，系统内水包括在用户侧循环的内水，即：空调回水端11—热泵机组—空调供水端12—空调回水端11；还包括在源侧循环的内水，即：热泵机组—热源塔—热泵机组，或者热泵机组—板式换热器—热泵机组。在第1、2、3、4模式下，用户侧循环的系统内水都是一样的，即都是从空调回水端11—热泵机组—空调供水端12—空调回水端11。在第1、2模式下通过热源塔进行换热，因此源侧的系统内水走向是：热泵机组—热源塔—热泵机组。在第3、4模式下通过河水进行换热，因此源侧的系统内水走向是热泵机组—板式换热器—热泵机组。
38.需要注意的是，实用新型中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
39.以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。