[发明专利]一种基于热源塔的溶液-水-制冷剂双级集散式热泵系统

说明书

本发明公开了一种基于热源塔的溶液‑水‑制冷剂双级集散式热泵系统，包括依次相连的溶液回路、第一级热泵回路、水回路、第二级热泵回路和多个制冷剂回路。本发明采用集中的溶液循环从室外空气中吸收显热和潜热，避免了常规空气源热泵的结霜问题，在部分负荷下可充分利用热源塔换热面积，提高供热能力；双级热泵可减小压缩机单级压比，确保系统在零下20℃等恶劣的室外环境下安全稳定运行；采用低温水作为主要热输送环节的介质，增加单位介质的载热能力，大幅降低载热环节的热损失，减少泄露带来的风险；采用制冷剂循环作为最后的热量输配环节，实现各个房间单独调控，提高部分负荷下的系统效率。

技术领域

本发明属于热泵系统设计及制造领域，尤其涉及一种基于热源塔的溶液-水-制冷剂双级集散式热泵系统。

背景技术

节能减排是当前国家可持续发展的重要战略之一，而建筑节能更是重中之重。

如今建筑中使用的冷热源大多为冷水机组加锅炉、空气源热泵和水地源热泵。冷水机组加锅炉在冬季运行时冷水机组会闲置，设备使用率低，其次锅炉一次能源利用率低，在使用过程中会污染环境。空气源热泵在夏季效率远低于水冷机组，在冬季运行时存在结霜问题，在夏热冬冷地区冬季寒冷潮湿的条件下，结霜尤为严重，严重影响供热的能力和效率。水地源热泵冬夏季效率均较高，但其初投资高，且受到地理地质条件限制。

而热源塔热泵系统正在逐渐普及，其主要与全空气系统、水系统相结合来实现建筑供冷供热，具有设备利用率高、夏季效率与冷水机组相当、冬季无结霜问题、不受地质条件限制等优点，相比传统供暖空调系统具有较强优势。

但是目前的热源塔热泵系统还存在着一些缺陷：全空气系统风道尺寸大，占用空间较大，送风所需动力大，输配系统能耗远高于水系统，且难以实现逐个房间的单独调控；水系统与全空气系统相比，虽然其输配能耗有明显降低，且能实现房间的单独控制，但其调节的相应速度要慢；并且在极端天气下，热源塔热泵系统的供热能力与效率难以满足建筑要求。

公开号为CN106196695A的发明专利公开了一种基于热源塔的水源多联机供热供冷系统，其对常规热源塔热泵系统进行了改进，将热源塔与多联机进行结合，实现了单个房间的单独调控，提升部分负荷下系统性能。但其应用于冬季室外温度较低的地区时均存在压缩机压比过高，供热能力不足，效率低的问题。

公开号为CN106288486B的发明专利提出了一种通过热源塔与空气源热泵和小型水源热泵耦合的一体化系统，实现了冬夏两季的小压比运行，建筑内外区负荷可分别调控。但是其使用了大量的水源热泵机组来实现各区域的单独调节，初投资成本高，控制难度大，部分负荷下效率较低，且寒冷地区冬季空气源热泵易结霜导致效率低下。

因此，设计一套适用于寒冷地区、小压比运行、控制方便的基于热源塔的溶液-水-制冷剂双级集散式热泵系统成为本领域技术人员迫切需要解决的一个问题。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种采用集中的溶液循环从空气中取热，避免了常规空气源热泵的结霜问题，在部分负荷下充分利用热源塔换热面积的，使用双级热泵减小压缩机单级压比，确保系统在零下20℃等恶劣的室外环境下安全稳定运行的，采用低温水作为主要热输送环节的介质，增加单位介质的载热能力，大幅降低载热环节的热损失，减少了泄露带来的风险的，采用制冷剂循环作为最后的热量输配环节，实现各个房间单独调控，提高部分负荷下的系统效率的基于热源塔的溶液-水-制冷剂双级集散式热泵系统。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：