一种增大高区供回水温差的空调系统的制作方法

1.本技术涉及区域能源技术领域，尤其涉及超高层建筑中一种增大高区供回水温差的空调系统。


背景技术：

2.目前，随着节能减排力度增强，许多国家面临能源短缺等问题，而为满足人们在生产制造过程中或是日常生活中的需求，常常需要供热或者制冷。
3.现有技术在对空调用户供能时，高低区采用串联间接连接的结构，低区采用常规冷热源空调系统，冷冻水供回水温度7/12℃左右，空调热水供回水温度60/50℃左右；高区空调系统采用换热器进行热交换，冷冻水供回水温度8.5/13.5℃左右，空调热水供回水温度55/45℃左右。
4.常规制能时，能量输送至高区时，高区难以满足较大的供回水温差，同时冷却塔(风冷冷凝器)或者制热机组多数设在裙房屋面及地面的低区范围内，占地空间较大，且影响周围环境和美观。


技术实现要素：

5.本实用新型实施例通过提供一种增大高区供回水温差的空调系统，解决现有技术中供回水温差小、流量大、输送能耗高的问题，充分利用高空自然条件和闲置空间的优势，同时解决了冷却塔(风冷冷凝器)或者制热机组设在裙房屋面及地面时，占地空间较大，且影响环境及美观的问题，本实用新型实施例实现了一次冷热源设置在高区不经常使用的场所，同时利用水源热泵机组，将高区空调用户回水中提取的能量用于低区的供冷或者供热，使得高区具有较大的供回水温差，同时还不影响低区的功能，本实用新型实施例能增大高区(一次冷热源)的供回水温差、降低高区系统的总流量和运行能耗又能保证到达低区(二冷次热源)的空调供回水温度不被换热温差折减，提高了系统换热效率。
6.本实用新型实施例提供了一种增大高区供回水温差的空调系统，包括高区空调用户、一次冷热源、水源一次侧循环泵、水源热泵机组、低区空调循环泵、高区空调循环泵和低区空调用户；
7.所述一次冷热源包括一次冷源和一次热源；所述一次冷热源设置在高区，所述水源热泵机组设置在高低区连接处；所述一次冷热源和/或所述高区空调用户的出水口经过所述水源一次侧循环泵连接所述水源热泵机组的一次侧进水口；所述水源热泵机组一次侧出水口经过所述高区空调循环泵接入所述一次冷热源进水口；所述水源热泵机组二次侧的出水口连接所述低区空调用户的进水口，所述低区空调用户的出水口经所述低区空调循环泵连接至所述水源热泵机组二次侧的进水口；或者所述高区空调用户与位于高区的所述一次冷热源单独形成供水回水循环。
8.在一种可能的实现方式中，所述一次冷热源的出水口通过第一管路连接至靠近所述水源一次侧循环泵处，所述第一管路上设有多个进水分路，多个进水分路连接至多个所
述高区空调用户的进水口，多个所述高区空调用户的出水口通过多个出水分路连接在第二管路上，且所述第二管路和所述第一管路在靠近所述水源一次侧循环泵处汇合后，通过所述水源一次侧循环泵连接所述水源热泵机组一次侧进水口，所述水源热泵机组的一次侧出水口又通过第三管路及高区空调循环泵后接入所述一次冷热源的进水口；
9.所述第一管路在靠近所述水源一次侧循环泵处设有第一阀门，所述第三管路和所述第二管路在靠近所述水源一次侧循环泵处连通，且在连通管路上设有第二阀门，所述第二管路在靠近所述水源一次侧循环泵设有第三阀门，所述第二阀门靠近所述高区空调用户，所述第一阀门远离所述高区空调用户，所述第三阀门位于所述第一阀门和所述第二阀门之间。
10.在一种可能的实现方式中，所述水源热泵机组二次侧出口管路汇合后接入第四管路，所述第四管路上设有多个分支管路，多个所述分支管路接入多个所述低区空调用户的进口；
11.多个所述低区空调用户的出口连接在第五管路上，所述第五管路通过所述低区空调循环泵接入所述水源热泵机组二次侧的进水口。
12.在一种可能的实现方式中，所述第一管路、第二管路和第三管路在靠近所述高区空调用户处和靠近所述水源一次侧循环泵处均连接有温度计，并根据各点的温度调整阀门的开度。
13.在一种可能的实现方式中，所述水源热泵机组包括蒸发器和冷凝器，并可根据工况自动切换位置；
14.夏季，所述低区空调循环泵的出水管路连通所述水源热泵机组的所述蒸发器，所述水源热泵机组的所述蒸发器连通所述低区空调用户，并与所述低区空调用户形成供冷循环；
15.冬季，所述低区空调循环泵的出水管路连通所述水源热泵机组的所述冷凝器，所述水源热泵机组的所述冷凝器连通所述低区空调用户，并与所述低区空调用户形成供热循环。
16.在一种可能的实现方式中，所述一次冷源包括水冷机组，所述一次热源包括风冷热泵机组。
17.本实用新型实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
18.本实用新型实施例通过采用水源热泵机组将高区空调系统与低区空调系统连接，利用将高区一次冷热源的供水或/和高区空调用户的回水接到水源热泵机组处，通过水源热泵机组实现对低区用户的供冷或者供热；既能增大高区(一次冷热源)的供回水温差、降低高区系统的总流量和运行能耗，又能保证流向低区(二次冷热源)的空调供回水温度不被换热温差折减，提高了系统换热效率，同时一次冷热源也设置在高区的空余场地，可以减少低区裙房屋面及地面范围内的占地和对环境的影响，增强人较多的低区整齐度和美观，而一次热源采用风冷热泵系统，也设置在高区，也能增加风冷热泵系统的运行效率。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用
新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本实用新型实施例提供的增大高区供回水温差的空调系统的流程示意图。
21.图标：1-高区空调用户；2-水源一次侧循环泵；3-水源热泵机组；4-低区空调循环泵；5-低区空调用户；6-一次冷源；7-一次热源；8-第一阀门；9-第二阀门；10-高区空调循环泵；11-第一管路；12-第二管路；13-第三管路；14-第四管路；15-第五管路；16-第三阀门。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
24.参照图1所示，本实用新型实施例提供了一种增大高区供回水温差的空调系统，包括高区空调用户1、一次冷热源、水源一次侧循环泵2、水源热泵机组3、低区空调循环泵4、高区空调循环泵10和低区空调用户5；
25.一次冷热源包括一次冷源6和一次热源7；一次冷热源设置在高区，水源热泵机组3设置在高低区连接处；一次冷热源和/或高区空调用户1的出水口经过水源一次侧循环泵2连接水源热泵机组3的一次侧进水口；水源热泵机组3一次侧出水口经过高区空调循环泵10接入一次冷热源进水口；水源热泵机组3二次侧的出水口连接低区空调用户5的进水口，低区空调用户5的出水口经低区空调循环泵4连接至水源热泵机组3二次侧的进水口；或者高区空调用户1单独与位于高区的一次冷热源直接形成供水回水循环。
26.即：当高区空调用户1的回水足够水源热泵机组3使用时，则将高区空调用户1的回水口连接至水源热泵机组3的阀门打开，将其他阀门关闭，实现将高区空调用户1的回水作为水源热泵机组3的供水，水源热泵机组3将提取到的高区空调用户1的能量再传递给低区空调用户5供冷或者供热；当高区空调用户1的回水不足够给位于低区的水源热泵机组3供水时，将高区的一次冷热源的出水和高区空调用户1的出水混合后接入水源热泵机组3的一次侧进水口，实现给水源热泵机组3供水；当高区空调用户1处于不使用状态时，没有回水，因此通过将高区一次冷热源的出水接入水源热泵机组3，实现利用高区的一次冷热源直接给水源热泵机组3供水；另外，当低区空调用户5处于不使用状态时，直接通过高区的一次冷
热源给高区空调用户1单独供能即可，通过多种工况，来适应不同的应用场景，将高区空调系统与低区空调系统联系起来，实现高区空调用户1回水的有效利用，并通过一次冷热源及水源热泵机组3给整栋建筑供冷或者供热。
27.通过上述方案，高区空调用户1使用大温差冷热源(为一次冷热源)，低区空调系统采用水源热泵机组3(二次冷热源)与高区空调用户1连接，夏季利用高区空调用户1的回水(12℃)做水源热泵机组3冷凝器进水，冷凝器出水可设定为17℃，水源热泵机组3的蒸发器为低区空调系统提供7/12℃冷冻水(温度可调整)；冬季利用高区空调用户1回水(40℃)做低区水源热泵机组3的蒸发器进水，蒸发器出水可设定为30℃，水源热泵机组3的冷凝器为低区空调用户5提供50/40℃热水(温度可调整)。这样夏季既可以将高区(一次冷源)的冷冻水供回水温度从老方案的7/12℃扩大到7/17℃又可以将低区(二次冷源)的冷冻水供回水温度从老方案的8.5/13.5℃降低到7/12℃；冬季新方案既可以将高区(一次热源)的热水供回水温度从老方案的50/40℃扩大到50/30℃又可以将到达低区(二次热源)的热水供回水温度从老方案的45/35℃提高到50/40℃；这样既能增大高区(一次冷热源)的供回水温差、降低高区系统的总流量和运行能耗，又能保证到达低区(二次冷热源)的空调供回水温度不被换热温差折减，提高了系统换热效率。上述温度数值仅为举例数值，具体数值可根据实际情况变化。
28.可选的，一次冷热源的出水口通过第一管路11(图1中的节点ab)连接至靠近水源一次侧循环泵2处，第一管路11(图1中的节点ab)上设有多个进水分路，多个进水分路连接至多个高区空调用户1的进水口，多个高区空调用户1通过多个出水分路连接在第二管路12(图1中的节点cd)上，且第二管路12(图1中的节点cd)和第一管路11(图1中的节点ab)在节点d处汇合后，通过水源一次侧循环泵2的出水口连接水源热泵机组3一次侧进水口，水源热泵机组3的一次侧出水口又通过第三管路13(图1中的节点kj)及高区空调循环泵10后接入一次冷热源的进水口；
29.第一管路11在靠近水源一次侧循环泵2处设有第一阀门8，第三管路13(图1中的节点kj)和第二管路12(图1中的节点cd)在靠近水源一次侧循环泵2处连通，且在连通管路上设有第二阀门9，第二管路12在靠近水源一次侧循环泵2设有第三阀门16，第二阀门9靠近高区空调用户1，第一阀门8远离高区空调用户1，第三阀门16位于第一阀门8和第二阀门9之间。
30.当高区的一次冷热源直接给高区空调用户1和水源热泵机组3供水时，开启第一阀门8和/或第三阀门16，关闭第二阀门9；当不给低区空调系统供热、供冷时，关闭第一阀门8和第三阀门16，开启第二阀门9，高区空调用户1的出水直接流向高区的一次冷热源，本实用新型实施例整个系统的进水出水根据图1上的箭头方向所示。
31.通过上述方案，第一管路11(图1中节点ab)是将一次冷热源、高区空调用户1和水源热泵机组3串联起来的重要管路，是一次冷热源连接多个高区空调用户1的管路，能使得一次冷热源给每个高区空调用户1供能，且能使得一次冷热源直接给水源热泵机组3供能；而第二管路12是将高区空调用户1的回水接入水源热泵机组3一次侧进口的管路，可以在高区空调用户1有出水时，将出水能应用到水源热泵机组3，通过水源热泵机组3给低区空调用户5供能；第三管路13主要是将水源热泵机组3的出水连通至高区的一次冷热源处，即无论是高区空调用户1的出水单独给低区的水源热泵机组3供水、或者高区空调用户1的出水与
位于高区的一次冷热源的出水共同给水源热泵机组3供水，或者高区的一次冷热源直接给水源热泵机组3供水，水源热泵机组3一次侧的回水都通过第三管路13流向高区的一次冷热源，完成整个供水回水循环，来达到能源的合理利用。
32.可选的，水源热泵机组3二次侧出口管路汇合后接入第四管路14(图1中的节点ef)，第四管路14(图1中的节点ef)上设有多个分支管路，多个分支管路接入多个低区空调用户5的进口；多个低区空调用户5的出口连接在第五管路15(图1中的节点gh)上，第五管路15(图1中的节点gh)通过低区空调循环泵4接入水源热泵机组3的二次侧进水口，这是水源热泵机组3给低区空调用户5供能时的进水回水工况。
33.可选的，第一管路11、第二管路12和第三管路13在靠近高区空调用户1处和靠近水源一次侧循环泵2处均连接有温度计，便于及时检测各个管路上的温度，并根据各点的温度调整阀门的开度。
34.水源热泵机组3包括蒸发器和冷凝器，并可根据工况自动切换蒸发器和冷凝器的位置；夏季，低区空调循环泵4的出水管路连通水源热泵机组3的蒸发器，水源热泵机组3的蒸发器连通低区空调用户5，并与低区空调用户5形成供冷循环；冬季，低区空调循环泵4的出水管路连通水源热泵机组3的冷凝器，水源热泵机组3的冷凝器连通低区空调用户5，并与低区空调用户5形成供热循环。(当然水源热泵机组3还包括其他与冷凝器和蒸发器形成循环的结构，这里可参照现有技术，由于是领域内的公知常识，这里不作过多描述)。
35.可选的，一次冷源6和一次热源7采用风冷热泵机组产冷产热形成。风冷热泵机组既能产冷又能产热，设置在高区，提高运行效率。
36.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
37.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术技术方案的范围。