[发明专利]可蓄能可大温差的梯级冷热源系统

说明书

可蓄能可大温差的梯级冷热源系统，其特征在于至少包含下述技术特征之一：技术特征一，冷热源系统(4)中包含至少两级冷热源分系统；技术特征二，当进出各级冷热源主机的冷热载体为水等单相流体时，各级冷热源分系统与整个系统连接是通过单向流管路连接的；技术特征三，当冷热源主机是制冷剂液管和气管对外接口的机组时，液管与气管分别连接到作为外置冷凝器或蒸发器用的各自对应的换热器(9)；技术特征四，当系统的末端为冷热水空调系统时，空调冷热水系统中设置高效冷热调蓄容器(1)。

技术领域

本发明为可蓄能可大温差的梯级冷热源系统，属于能源领域和空调技术领域。

背景技术

目前工程应用中，空调水系统有蓄能式和大温差式，但是没有热泵或制冷机组的串联梯级利用的实用形式。

蓄能利用对于存在峰谷电价的前提下，可以大幅节省运行费用、可以易峰填谷、减小主机容量和供电设备容量等好处；对于没有峰谷电价的情况，假如使用蓄能罐，事实上也能起到的是对冷热负荷的削峰填谷的作用，并且使主机可在高效率工况下稳定运行，低负荷时向蓄能罐蓄能，高负荷时调用蓄能罐的能量，并且调用蓄能罐的能量可以减少主机的运行时间，因此在没有峰谷电价的情况下使用蓄能式可以起到缓冲、暂存冷热负荷、负荷削峰填谷，能够实现节能和减小装机容量，主机间歇启动高效运行等作用，而且可以小负荷情况下靠储能运行，解决值班、加班、部分住宿等负荷很小情况下的运行问题。

大温差式能够减小水泵能耗，当前应用的系统中采用大温差热泵机组，多台热泵机组是并联连接。根据研究资料表明，决定冷热源主机设备的能效比的主要是出水温度高低，回水温度高低影响小，显然串联连接冷热源主机，能够使得前面的主机生产较低品位的冷热水，有利于提高主机能效。也有人提出了冷热源主机串联，采用常规的冷热源主机，可以实现大温差，冷热源实现了梯级使用，但是主机简单串联增加了水路总阻力，增加了水泵扬程，而且仅一级主机运行时二级主机仍需要过水，检修也困难。因此设计出一种每级冷热源可以独立运行，既可以相互串联梯级利用，又可以单级停机以后与系统隔离，停机隔离后不增加阻力、可检修可备用，这是一种比较理想的串联大温差模式。

随着当前环境危机和能源革命的到来，可再生能源越来越得到重视，对于空调的冷热源来说，自然界的天然冷热源，比如我国地下浅层(地表下200米以内)的岩土、地下水温度通常在5--20℃，可认为是天然的空调冷源，只是存在一个地下温度场的地域分布与空调冷负荷的地域需求相反的问题。地下按照平均每百米温度升3℃的话，那么地下300～400米以下的温度超过30℃即可能成为空调天然热源。其它的如海水、污水等也是存在成为空调天然冷源可能的。再如太阳能的跨季节蓄能，也可蓄出天然热源。在天然冷热源品味较低、不能完全满足空调冷热源的情况下，就存在梯级冷热源在大温差模式利用的需求。常规的风机盘管完全利用地下水制冷，在大多地区不能满足，但是在大温差模式下利用为初级冷源，在很多地区是可行的，再配合上制冷机组做二级冷源，就能够满足。而且冷负荷很大部分处于50％以下，绝大部分处于70％以下，因此节能效果会很好。当前在新建建筑中，有采用辐射冷热末端、冷梁及干式风机盘管等的情况，增大末端投入，就减小了对冷热源温度品味的要求，地下天然冷源基本可以完全满足，但是经济上需要合理比较初投资与回收期，适当配备冷水机组作为二级冷源，以大幅减少末端投入、并大幅减少对地下冷源的需求，甚至在天然冷源不足的情况下，可能是更合理的方案。事实上地下水出水量只有在地下水文条件很好的情况下才是能大量抽灌，很多地点下地下水并不丰富，因此减少对天然冷热源的需求对工程来说更有可行性、更安全。