[发明专利]空气电能双级供热制冷系统及供热制冷方法

说明书

技术领域

本发明属于供暖节能技术领域，涉及一种空气电能双级供热制冷系统，本发明还涉及利用上述供热制冷系统对负荷侧进行供热及制冷的方法。

背景技术

能源塔热泵技术是通过能源塔和热泵机组，实现供热制冷的节能技术，相关专利均是能源塔和热泵结合的一级系统，针对南方冬季温度在0℃以上的地区使用，效果良好。但对于北方地区尤其是华北和西北地区，历年最低气温在0℃～-20℃之间，超出了现有一级系统的供热温度区间，无法在北方区域推广应用。

近年来，北方地区大规模启动煤改电，主要以空气源热泵、水源热泵、土壤源热泵为主，但这三种技术均有应用限制。水源热泵效率最高，但受制于开采地下水的限制，很多地区禁止使用该系统；空气源热泵冬季结霜，低温条件下效率很低，运行费用高；土壤源热泵需要较大的埋管面积，投资较高。同时北方地区存在大量既有建筑改造，绝大部分的末端是暖气片，一级热泵系统的供水温度一般在45℃左右，无法满足暖气片供热的要求。

在北方，有一些公司提出的空气源热泵和水源热泵相结合的双级热泵系统，比较好的解决了水源热泵打井难和空气源热泵低温条件下效率低和结霜的困扰，但这种系统建设成本和运行费用较高，占地面积较大，无法满足大型项目的供热制冷需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种空气电能双级供热制冷系统，解决了现有能源塔技术存在的无法在0℃以下的北方区域应用的问题。

本发明所采用的一种技术方案是，一种空气电能双级供热制冷系统，包括能源塔、能源塔热泵机组、蓄热水箱、水源热泵机组、冷却塔以及负荷侧，能源塔、能源塔热泵机组及负荷侧通过进回水管路串联构成闭合循环回路，能源塔、能源塔热泵机组、蓄热水箱、水源热泵机组以及负荷侧通过进回水管路串联构成闭合循环回路，冷却塔、水源热泵机组及负荷侧通过进回水管路串联构成闭合循环回路。

本发明的这种技术方案的特点还在于，

能源塔热泵机组的进回水管道与第一水力转换模块连接，第一水力转换模块的一侧通过溶液进回水管路与能源塔连接，第一水力转换模块的另一侧通过进回水管路与负荷侧连接，能源塔还包括溶液浓缩装置，能源塔通过进出水管路与浓缩装置连接，能源塔上方设置有第一电磁补水阀，能源塔底部设置有阀门m。

能源塔向第一水力转换模块的进水管路上设置有溶液循环泵，负荷侧向第一水力转换模块的进水管路上设置有第一循环水泵，能源塔向溶液浓缩装置的回水管路上设置有浓缩泵，负荷侧向第一水力转换模块的进回水管路上分别设置有阀门e和阀门h。

水源热泵机组的进出水管道连接有第二水力转换模块，蓄热水箱的一侧通过进回水管路与第一水力转换模块连接，蓄热水箱的另一侧通过进回水管路与第二水力转换模块连接，第二水力转换模块通过进回水管路与负荷侧连接。

蓄热水箱向能源塔热泵机组的进回水管路分别与负荷侧向第一水力转换模块的进回水管路连通，并且蓄热水箱向能源塔热泵机组的进回水管路上分别设置有阀门b和阀门a，蓄热水箱向第二水力转换模块的进水管路上设置有第二循环水泵，在蓄热水箱向第二水力转换模块的进水管路上设置有阀门d和阀门j，在蓄热水箱向第二水力转换模块的回水管路上设置有阀门c和阀门i；第二水力转换模块向负荷侧的回水管路上设置有第三循环水泵，第二水力转换模块向负荷侧的进回水管路上分别设置有阀门f和阀门g。

冷却塔的一侧通过进回水管路与水源热泵机组的第二水力转换模块连接，冷却塔的另一侧设置有第二电磁补水阀和阀门n。

冷却塔向第二水力转换模块的进回水管路分别与蓄热水箱向第二水力转换模块的进回水管路连通，并且冷却塔向第二水力转换模块的进回水管路上分别设置有阀门l和阀门k。

第一循环水泵、第二循环水泵及第三循环水泵均并联设置一个备用循环水泵

能源塔采取半闭式或闭式能源塔的一种，并且能源塔还设置有防漂装置，蓄热水箱外设置有溢流及检修放水装置，溢流及检修放水装置通过放水管与蓄热水箱底部连通，水源热泵机组为低温满液式机组。

本发明所采用的另一种技术方案是，利用上述空气电能双级供热制冷系统的对负荷侧进行供热制冷方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1：判断负荷侧需要采取供热模式还是制冷模式；当负荷侧需要采取供热模式时，实施步骤2；当负荷侧需要采取制冷模式时，实施步骤5；

步骤2：判断空气电能双级供热制冷系统所处的环境温度是否高于0℃时；当空气电能双级供热制冷系统所处的环境温度高于0℃时，实施步骤3；当空气电能双级供热制冷系统所处的环境温度低于0℃时，实施步骤4；