[发明专利]一种基于能源塔的冬夏双高效热泵空调系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于能源塔的冬夏双高效热泵空调系统，是一种闲置填料塔合理利用的方法及装置，属于热源塔热泵、溶液除湿、间接蒸发冷却的技术领域。

背景技术

由于化石能源的日渐枯竭，能源问题已经成为制约经济发展的重要瓶颈，而随着生活水平的不断提高，人们对居住、工作环境的舒适性要求也越来越高，建筑制冷和供暖需求越来越大，建筑能源消耗所占比重不断增大，因此,实现建筑空调系统的节能已成为缓解能源紧张问题的重要途径。

热源塔热泵系统是为解决水冷冷水机组冬季闲置和空气源热泵冬季制热存在的结霜问题而提出的。热源塔技术即在冬季工况下，利用冷却塔从空气中反向吸热，将环境空气作为热泵系统的热源的技术。该技术解决了空气源热泵的结霜问题，且运行费用比空气源热泵低，投资显著低于地源热泵且不受水文条件的限制，此系统在南方得到一定程度的应用。然而，热源塔热泵系统冬季运行所需填料塔的数量多于夏季运行所需填料塔的数量，夏季运行时，多余的填料塔闲置，造成了资源的浪费。

溶液除湿蒸发冷却制冷空调由于驱动热源温度低、系统结构简单、蓄能密度高且易于实施等优势逐渐受到许多专家学者乃至商业界的重视。溶液除湿蒸发冷却方法是一种兼有环保和节能特征的制冷方法，无污染以水作为制冷剂，通过蒸发冷却实现降温。溶液除湿蒸发冷却系统的核心部件为除湿器和再生器，而除湿器、再生器常采用填料塔与空气进行热质交换。

从上述分析可知，二者具有较好的互补性，因此，研究新型、高效的热源塔热泵系统闲置填料塔的利用方法具有很重要的意义。

发明内容

发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本发明的目的是提供一种基于能源塔的冬夏双高效热泵空调系统及方法。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：一种基于能源塔的冬夏双高效热泵空调系统，该系统包括蒸气压缩循环回路、喷淋水循环回路、闭式空气循环回路、溶液循环回路、防冻液循环回路和冷却水循环回路，其中：所述蒸气压缩循环回路包括蒸发器（冷凝器）、四通换向阀、压缩机、溶液加热器、冷凝器（蒸发器）、过冷器和节流阀，所述蒸发器（冷凝器）的右侧输出端依次与四通换向阀、压缩机、溶液加热器、冷凝器（蒸发器）右侧输入端连接；所述冷凝器（蒸发器）左侧输出端依次与过冷器、节流阀、蒸发器（冷凝器）的左侧输入端连接；所述喷淋水循环回路与蒸气压缩循环回路共用过冷器，还包括第一填料塔、第一阀门和循环水泵，所述第一填料塔下部输出端依次通过第一阀门、循环水泵、过冷器与第一填料塔右侧输入端连接；所述闭式空气循环回路与喷淋水循环回路共用第一填料塔，还包括第二阀门、第一风机、第二填料塔、第三阀门，所述第一填料塔上部输出端通过第二阀门、第一风机与第二填料塔的左侧输入端连接；所述第二填料塔的上部输出端通过第三阀门与第一填料塔的左侧输入端连接；所述溶液循环回路与空气循环回路共用第二填料塔，与蒸气压缩循环回路共用溶液加热器，还包括第八阀门、溶液泵、溶液热交换器、第九阀门、第三填料塔、第三风机、第十阀门、冷却器和第十一阀门，所述第二填料塔下部输出端依次与第八阀门、溶液泵、溶液热交换器、第九阀门、第三填料塔的左上侧输入端连接；所述第三填料塔下部输出端依次与第十阀门、溶液热交换器、冷却器、第十一阀门、第二填料塔右侧输入端连接；第三风机与第三填料塔的左下侧输入端连接；所述防冻液循环回路与蒸气压缩循环回路共用冷凝器（蒸发器），还包括第一填料塔、第四阀门、第五阀门、第二风机、第十二阀门、第二填料塔、第一风机、第六阀门、第七阀门、第十三阀门、第三填料塔、第三风机、第十四阀门、循环泵、第十五阀门、第十六阀门、第十七阀门、第四填料塔和第四风机，所述冷凝器（蒸发器）左上侧输出端分四路：一路通过第十五阀门、第一填料塔、第十二阀门、循环泵与冷凝器（蒸发器）右上侧输入端连接；一路通过第十六阀门、第二填料塔、第十三阀门、循环泵与冷凝器（蒸发器）右上侧输入端连接；一路通过第十七阀门、第三填料塔、第十四阀门、循环泵与冷凝器（蒸发器）右上侧输入端连接；一路通过第四填料塔、循环泵与冷凝器（蒸发器）右上侧输入端连接；第二风机通过第四阀门与第一填料塔左侧输入端连接，第一填料塔上部输出端通过第五阀门与外界接通；第一风机与第二填料塔左侧输入端连接，第二填料塔通过第六阀门、第七阀门与外界接通；第三风机与第三填料塔左下侧输入端连接；第四风机与第四填料塔左下侧输入端连接；所述冷却水循环回路与蒸气压缩循环回路共用冷凝器（蒸发器），还包括第四填料塔、第四风机、循环泵，所述冷凝器（蒸发器）左上侧输出端依次通过第四填料塔、循环泵与冷凝器（蒸发器）右上侧输入端连接。