[发明专利]一种空气源柔性冷热水机组及运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种空气源柔性冷热水机组及运行方法，属于供热及空调领域。

背景技术

空气源冷热水机组是一种高效制冷制热设备，在冬季从室外空气中取热并向室内供热，在夏季向室外空气放热并向室内供冷，以满足建筑的空调和热水需求。根据室外侧冷却方式的不同，空气源冷热水机组又主要分为直接风冷式和水冷式。

直接风冷式的冷热水系统具有安装方便、适用范围宽广、占地面积小等优点。此类系统在夏季利用风冷换热器向环境空气散热，室外空气获得显热并升温。与水冷式系统相比，直接风冷式系统的冷凝温度通常较高，进而降低了冷热水机组制冷工况的性能。

直接风冷式的冷热水系统在冬季从室外空气中取热，实际应用中存在结霜的问题，特别是在温度偏低且湿度很大的地区，室外风冷换热器的结霜现象尤其严重。现有除霜方案有制冷剂逆向除霜、蓄热除霜和余热除霜三种。前两种方案在除霜的过程中会完全或者部分影响用户侧供暖效果，余热除霜虽然不会影响室内供热效果，但是会使得机组的一次能源效率下降而达不到节能环保的目的。

水冷式系统夏季制冷工况下，冷热水机组的放热端向冷却水放热，再将冷却水通入冷却塔，使其向环境空气中放热。由于水冷式系统制取的冷却水温度通常低于风冷换热器的冷凝温度，因此夏季制冷工况下水冷式系统性能优于直接风冷式。

而在冬季制热工况下，普通冷却塔无法从环境空气中提取热量，没有适宜的低品位热源以保证多联式空调热泵系统正常运行。中国专利(授权公告号CN203934451U)提出了利用溶液喷淋空气构建能源塔作为热泵多联机取热系统的方法，虽解决了冷却水防冻问题，但仍然存在取热量不够，溶液成本高、再生能耗高等问题。

因此，研发具有制冷高效、供热连续稳定、运行可靠等特点的空气源冷热水机组是进一步发展和提升空气源冷热水机组性能的重要途径。

发明内容

基于上述背景，本发明的目的是提出了一种空气源柔性冷热水机组及运行方法。该系统既能够在夏季利用蒸发冷却方式高效制冷，在冬季利用室外风冷换热器进行制热，且除霜工况下不影响正常供热，提高了空气源机组的能源利用效率和供热可靠性。

本发明的技术方案如下：

一种空气源柔性冷热水机组，包括室外单元、冷热水机组和用户三个部分；冷热水机组含有吸热模块和放热模块，其特征在于：室外单元包括至少一个蒸发冷换热单元，至少两个室外风冷换热单元，以及第一液泵、第二液泵、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门和第八阀门；每个蒸发冷换热单元包括冷却塔、位于冷却塔出口管路的第九阀门和位于冷却塔进口管路的第十阀门；每个室外风冷换热单元包括室外风冷换热器、第十一阀门、第十二阀门、第十三阀门和第十四阀门；第十一阀门和第十三阀门的一端与室外风冷换热器的出口相连，第十二阀门和第十四阀门的一端与室外风冷换热器的入口相连；每个冷却塔的出口和每个室外风冷换热器的出口分别通过第九阀门和第十一阀门并联后顺次经过第一液泵和第二阀门与吸热模块的入口相连，每个冷却塔的入口和每个室外风冷换热器的入口分别通过第十阀门和第十二阀门并联后经过第六阀门与吸热模块的出口相连；每个室外风冷换热器的出口依次通过第十三阀门、第二液泵和第三阀门与放热模块的入口连接，每个室外风冷换热器的入口依次通过第十四阀门、第七阀门与放热模块的出口连接；用户连接在第二液泵的入口和第七阀门的出口之间，第一液泵的出口和第三阀门的出口之间设有管路和第一阀门，第二液泵的出口和第二阀门的出口之间设有管路和第四阀门，第六阀门的出口和第七阀门的入口之间设有管路和第五阀门，第六阀门的入口和第七阀门的出口之间设有管路和第八阀门。

本发明所述空气源柔性冷热水机组，其特征在于：所述冷热水机组采用蒸气压缩式冷热水机组或吸收式冷热水机组。

本发明所述空气源柔性冷热水机组的运行方法，其特征在于该运行方法包括以下三种运行模式：

a.供热模式：当系统运行在供热模式时，打开所有或部分室外风冷换热单元中的第十一阀门和第十二阀门，打开第二阀门、第三阀门、第六阀门和第七阀门，关闭室外风冷换热单元中其余的阀门、蒸发冷换热单元中的所有阀门、第一阀门、第四阀门、第五阀门和第八阀门，运行第一液泵、第二液泵和冷热水机组，水或溶液在第一液泵的驱动下进入开启的室外风冷换热单元并从环境吸热，然后在冷热水机组的吸热模块中放热，不断循环；另一股水过溶液在第二液泵的驱动下从冷热水机组的放热模块中吸热，在用户处放热，向用户供热；