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螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510803763.4

申請日:

2015.11.20

公開號:

CN105241062A

公開日:

2016.01.13

當前法律狀態:

撤回

有效性:

無權

法律詳情: 發明專利申請公布后的視為撤回IPC(主分類):F24H 4/04申請公布日:20160113|||實質審查的生效IPC(主分類):F24H 4/04申請日:20151120|||公開
IPC分類號: F24H4/04 主分類號: F24H4/04
申請人: 合肥暉潤能源科技有限公司
發明人: 潘春寶; 周小平
地址: 230088安徽省合肥市高新區國家大學科技園科技企業加速器C1樓四層
優先權:
專利代理機構: 重慶信航知識產權代理有限公司50218 代理人: 穆祥維
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510803763.4

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2018.08.10|||2016.03.02|||2016.01.13

法律狀態類型:

發明專利申請公布后的視為撤回|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統,包括中溫熱源水箱、中溫補水蓄熱水箱、第一水泵及開水循環加熱水箱,中溫熱源水箱設有補水預熱盤管,補水預熱盤管、中溫補水蓄熱水箱、第一水泵及開水循環加熱水箱依次串連連接,補水預熱盤管連接進水口連通自來水管網,中溫熱源水箱連接有普通風冷熱泵熱水主機或/和廢熱源換熱器,廢熱源換熱器的熱源循環管連通廢熱源管網;開水循環加熱水箱連接有水源高溫熱泵,水源高溫熱泵的熱源循環管連通中溫熱源水箱。本發明螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統,開水加熱至100℃以上,主動加熱和廢熱均能利用,還可同時應用,使水溫加熱的效率COP>2,提高加熱設備的運行穩定性和機組壽命。

權利要求書

權利要求書
1.  一種螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統,其特征在于:包括中溫熱源水箱(1)、中溫補水蓄熱水箱(2)、第一水泵(M1)及開水循環加熱水箱(3),所述中溫熱源水箱(1)內設有補水預熱盤管(9),所述補水預熱盤管(9)、中溫補水蓄熱水箱(2)、第一水泵(M1)及開水循環加熱水箱(3)依次串連連接,所述補水預熱盤管(9)連接進水口連通自來水管網,并安裝有電磁閥,所述中溫熱源水箱(1)連接有普通風冷熱泵熱水主機(4)或/和廢熱源換熱器(5),該廢熱源換熱器(5)的熱源循環管連通廢熱源管網;
所述開水循環加熱水箱(3)連接有水源高溫熱泵(6),該水源高溫熱泵(6)的熱源循環管連通所述中溫熱源水箱(1)。

2.  根據權利要求1所述的螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統,其特征在于:所述普通風冷熱泵熱水主機(4)與中溫熱源水箱(1)之間的水循環管上設有第二水泵(M2),所述中溫熱源水箱(1)上設有補水管(1a)和液位限位裝置(1b)。

3.  根據權利要求1或2所述的螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統,其特征在于:所述水源高溫熱泵(6)與所述中溫熱源水箱(1)之間的熱源循環管上設有第三水泵(M3),該水源高溫熱泵(6)與所述開水循環加熱水箱(3)之間的水循環管上設有第四水泵(M4)。

4.  根據權利要求3所述的螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統,其特征在于:所述廢熱源換熱器(5)與中溫熱源水箱(1)的水循環管上設有第五水泵(M5)。

5.  根據權利要求3所述的螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統,其特征在于:所述開水循環加熱水箱(3)的出水管連接有開水蓄熱水箱(7),該開水蓄熱水箱(7)的進水管和出水管上分別設有第六水泵(M6)和第七水泵(M7)。

說明書

說明書螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統
技術領域
本發明屬于制熱技術領域,具體的說,涉及一種螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統。
背景技術
目前,要做到開水的溫度(96-100℃),通常采用煤、油、天然氣、電鍋爐等直接加熱方式或用蒸汽換熱方式,但上述方法的COP值均小于1,系統的效率較低,耗能高。而影響機組的COP的因素有以下幾點:a、壓縮機的性能系數b、熱泵機組的系統匹配性。而壓縮機性能固定后,想要提高系統的效率和節能性,只能從系統著手,而系統的設計匹配技術要求高,難度大,目前市場上仍未出現一種高效節能的開水機組系統。
發明內容
為解決以上技術問題,本發明的目的在于提供一種螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統,能高效/節能/穩定/量大地將水溫加熱至97-100℃,通過空氣源+水源高溫熱泵開水機組復疊式應用或利用50℃左右廢熱源+水源高溫熱泵開水機組一次應用,必要時還可同時利用,能提高水溫加熱工況運行的穩定性,通過系統對水溫/主機/水泵等輔件的控制設定,實現系統的自動運轉,提高了機組的使用壽命,提高了水溫加熱的效率。
本發明目的是這樣實現的:一種螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統,其關鍵在于:包括中溫熱源水箱、中溫補水蓄熱水箱、第一水泵及開水循環加熱水箱,所述中溫熱源水箱內設有補水預熱盤管,所述補水預熱盤管、中溫補水蓄熱水箱、第一水泵及開水循環加熱水箱依次串連連接,所述補水預熱盤管連接有水源入管,所述中溫熱源水箱連接有普通風冷熱泵熱水主機,所述開水循環加熱水箱連接有水源高溫熱泵,該水源高溫熱泵的熱源循環管連通所述中溫熱源水箱。所述水源高溫熱泵為螺桿式水源熱泵節能型開水泵主機。
采用上述結構,1、當機組通過普通風冷熱泵熱水主機加熱時,普通風冷熱泵熱水主機的壓縮機啟動運行,通過普通風冷熱泵熱水主機風機向外吹出冷氣,而吸收空氣中熱量,將中溫熱源水箱的水泵入普通風冷熱泵熱水主機,通過水與冷媒的交換而吸收熱量后再回到中溫熱源水箱,設計工況進/出水溫上升5度,當中溫熱源水箱水溫達到設定溫度時,通過溫控探頭,將信號傳至普通風冷熱泵熱水主機主控板,則普通風冷熱泵熱水主機壓縮機停止運行、風機延時30秒后停。若中溫熱源水箱水溫低于設定水溫3度時,普通風冷熱泵熱水主機運行,此時普通風冷熱泵熱水主機對中溫熱源水箱的循環加熱,水源高溫熱泵吸收中溫熱源水箱的熱量,為水源高溫熱泵提供熱源,進而對開水循環加熱水箱加熱,從而使開水循環加熱水箱中的溫度能夠達到100度。
中溫補水蓄熱水箱的第一水泵運行后,中溫補水蓄熱水箱內蓄水減少低于高水位,當低于高水位后,補自來水電磁閥打開,自來水經補水預熱盤管吸收熱量后,而流入中溫補水蓄熱水箱,達到高位限時給信號自來水電磁閥關閉,停止補水,中溫補水蓄熱水箱內設有浮球補水閥,雙重控制。
2、當項目有廢熱源時,中溫熱源水箱的水通過換熱器而吸取廢熱源的熱量,通過不斷的循環,使中溫熱源水箱內的水達到設定溫度,當達到設定溫度后,通過溫控探頭,將信號傳至電箱主控板,停止運行,若中溫熱源水箱水溫低于設定水溫5度時,換熱器繼續給中溫熱源水箱內的水加熱,水源高溫熱泵吸收中溫熱源水箱的熱量,為水源高溫熱泵提供熱源,進而對開水循環加熱水箱加熱,從而使開水循環加熱水箱中的溫度能夠達到100度。
中溫補水蓄熱水箱的第一水泵運行后,中溫補水蓄熱水箱內蓄水減少低于高水位,至低水位后,補自來水電磁閥打開,自來水經補水預熱盤管吸收熱量后,而流入中溫補水蓄熱水箱,達到高位限時給信號自來水電磁閥關閉,停止補水,中溫補水蓄熱水箱內設有浮球補水閥,雙重控制。
3、廢熱源加熱或普通風冷熱泵熱水主機兩種方式可根據項目條件選其一種,若同時具備條件,用戶可設定選擇廢熱源加熱或普通風冷熱泵熱水主機,兩種方式也可同時設定溫度運行。
上述普通風冷熱泵熱水主機與中溫熱源水箱之間的水循環管上設有第二水泵,所述中溫熱源水箱上設有補水管和液位限位裝置,液位限位裝置即為液位計,液位計將信號傳遞至補水管的電磁閥,控制水位。上述水源高溫熱泵與所述中溫熱源水箱之間的熱源循環管上設有第三水泵,該水源高溫熱泵與所述開水循環加熱水箱之間的水循環管上設有第四水泵。上述廢熱源換熱器與中溫熱源水箱的水循環管上設有第五水泵。
采用上述結構,第二水泵將中溫熱源水箱中的水泵入普通風冷熱泵熱水主機中進行加熱后,回水至中溫熱源水箱,進/出水溫升設為5度,第三水泵是將開水循環加熱水箱的水泵入水源高溫熱泵加熱后,回水至開水循環加熱水箱,進/出水溫設為5度,第四水泵是將中溫熱源水箱的水泵入水源高溫熱泵,為水源高溫熱泵提供熱源,通過控制水泵的流量,進而控制水溫。第五水泵是將中溫熱源水箱的廢熱源換熱器與廢熱源進行熱交換后,回水至中溫熱源水箱,通過水的流量控制水溫。
上述開水循環加熱水箱的出水管連接有開水蓄熱水箱,該開水蓄熱水箱的進水管和出水管上分別設有第六水泵和第七水泵。
采用上述結構,開水循環加熱水箱作為開水功能,當達到開水設定溫度后,可另泵入開水蓄熱水箱儲存備用。所述中溫熱源水箱、中溫補水蓄熱水箱、開水循環加熱水箱和開水蓄熱水箱內均裝有高、中、低水位檢測器,并通過第一水泵與第六水泵和第七水泵配合調節中溫熱源水箱、中溫補水蓄熱水箱、開水循環加熱水箱和開水蓄熱水箱內的水位,在各水箱內均裝有機械浮球閥,以防電子裝置失效后溢水。
將本發明系統與電鍋爐加熱開水進行對比試驗:
1、本發明系統的能耗計算:
普通型風冷熱泵熱水機組:熱水水溫55℃一噸水平均約耗電14kwh,
補水箱:55℃一噸水約耗電14kwh,
螺桿式水源高溫熱泵:熱水55℃溫升45度約耗電16kwh,
從常溫(15℃)自來水至100℃開水,一噸開水主機耗電14+14+16=44kwh
水泵耗能加3kwh
結果:本發明系統一噸開水共計耗電47kwh/t
2、采用電鍋爐溫升85℃,一噸開水共耗電85*1.163/0.95=104kwh。
3、對比結果:現有采用電開水鍋爐加熱一噸開水的耗電是本發明系統的2.212倍。說明本發明系統更加高效節能。
有益效果:
本發明一種螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統,能高效地將水溫加熱至100℃以上,主動加熱和廢熱均能利用,必要時還可雙管齊下,同時利用,提高了水溫加熱系統的穩定性,通過對水泵及主機各輔件的智能控制,實現加熱系統的自動自控運轉,使水溫加熱的效率COP值>2,提高了螺桿式機組高溫運行的穩定性,延長了螺桿式機組使用壽命。
附圖說明
圖1為本發明的結構示意圖;其中1為中溫熱源水箱、2為中溫補水蓄熱水箱、3為開水循環加熱水箱、4為普通風冷熱泵熱水主機、5為廢熱源換熱器、6為水源高溫熱泵、7為開水蓄熱水箱,8為各開水使用點管路;
M1為第一水泵:從中溫補水蓄熱水箱向開水循環加熱水箱補水,
M2為第二水泵:從中溫熱源水箱向普通風冷熱泵熱水主機循環加熱補水,
M3為第三水泵:從開水循環加熱水箱向水源高溫熱泵循環加熱補水,
M4為第四水泵:從中溫熱源水箱向水源高溫熱泵循環加熱補水,
M5為第五水泵:從中溫熱源水箱向廢熱源換熱器循環加熱補水,
M6為第六水泵:從開水循環加熱水箱向開水蓄熱水箱循環加熱補水,
M7為第七水泵:從開水蓄熱水箱向各開水使用點加壓送水,
1a為補水電磁閥,
1b為液位控制器。
具體實施方式
下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明。
實施例:
如圖1所示:一種螺桿式水源熱泵節能型開水機組系統,由中溫熱源水箱1、中溫補水蓄熱水箱2、第一水泵M1及開水循環加熱水箱3組成,所述中溫熱源水箱1內設有補水預熱盤管9,所述補水預熱盤管9、中溫補水蓄熱水箱2、第一水泵M1及開水循環加熱水箱3依次串連連接,所述補水預熱盤管9連接進水口連通自來水管網,并安裝有電磁閥,所述中溫熱源水箱1連接有普通風冷熱泵熱水主機4和廢熱源換熱器5,該廢熱源換熱器5的熱源循環管連通廢熱源管網;所述開水循環加熱水箱3連接有水源高溫熱泵6,該水源高溫熱泵6的熱源循環管連通所述中溫熱源水箱1。所述水源高溫熱泵6為螺桿式水源高溫熱泵。
所述普通風冷熱泵熱水主機4與中溫熱源水箱1之間的水循環管上設有第二水泵M2,所述中溫熱源水箱1上設有補水管電磁閥1a和液位控制裝置1b。所述水源高溫熱泵6與所述中溫熱源水箱1之間的熱源循環管上設有第三水泵M3,該水源高溫熱泵6與所述開水循環加熱水箱3之間的水循環管上設有第四水泵M4。所述廢熱源換熱器5與中溫熱源水箱1的水循環管上設有第五水泵M5。所述開水循環加熱水箱3的出水管連接有開水蓄熱水箱7,該開水蓄熱水箱7的進水管和出水管上分別設有第六水泵M6和第七水泵M7,開水經第七水泵M7、各開水使用點管路8后到達開水使用點。
最后需要說明的是,上述描述僅僅為本發明的優選實施例,本領域的普通技術人員在本發明的啟示下,在不違背本發明宗旨及權利要求的前提下,可以做出多種類似的表示,如普通風冷熱泵熱水主機、廢熱源換熱器二選一,這樣的變換均落入本發明的保護范圍之內。

關 鍵 詞:
螺桿 水源 節能型 開水 機組 系統
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