專利名稱：基于溫濕度獨(dú)立控制的地源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種空調(diào)系統(tǒng)，尤其涉及一種基于溫濕度獨(dú)立控制的地源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展和環(huán)境資源壓力越來越大，節(jié)能減排形勢(shì)日益嚴(yán)峻。建筑能耗占社會(huì)總能耗比例逐年提高，據(jù)住建部測(cè)算，2030年左右，我國建筑能耗將占總能耗的30%-40%，達(dá)到歐美目前的比例，超過工業(yè)能耗，成為全社會(huì)第一能耗大戶。目前我國大型公共建筑能耗高的問題日益突出，有關(guān)專家調(diào)研統(tǒng)計(jì)分析，國家機(jī)關(guān)辦公建筑和大型公共建筑年耗電量約占全國城鎮(zhèn)總耗電量的22%，每平方米耗電量為普通住宅的10 20倍之多，是歐洲、日本等發(fā)達(dá)國家同類建筑的1.5 2倍；我國大型公共建筑用能系統(tǒng)能效普遍較低、能源浪費(fèi)嚴(yán)重，是不爭(zhēng)的事實(shí)和普遍存在的現(xiàn)象。所以抓好建筑領(lǐng)域的節(jié)能尤其是公共建筑領(lǐng)域的節(jié)能，是重中之重。空調(diào)能耗占公共建筑總能耗的60%以上，為公共建筑的能耗大戶，是建筑節(jié)能的重點(diǎn)系統(tǒng)。推行綠色建筑、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排時(shí)下成為本屆政府面臨的重要命題，空調(diào)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)理應(yīng)引起廣大暖通空調(diào)設(shè)計(jì)工程師重點(diǎn)的關(guān)注，面臨迫切的任務(wù)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種健康、舒適、綠色、環(huán)保、節(jié)能、高效的基于溫濕度獨(dú)立控制的地源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:它包括溫度控制系統(tǒng)和濕度控制系統(tǒng)，分別控制室內(nèi)的溫度及濕度；所述的濕度控制系統(tǒng)是采用獨(dú)立的溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組來處理室外新風(fēng)，并將處理后的新風(fēng)送入室內(nèi)；所述的溫度控制系統(tǒng)包括空調(diào)冷熱源和空調(diào)末端；所述的空調(diào)冷熱源采用以地源熱泵空調(diào)技術(shù)與大溫差水蓄冷技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)成的顯熱冷熱源聯(lián)合體，所述的顯熱冷熱源聯(lián)合體包括室外側(cè)換熱系統(tǒng)(I)、高溫離心式冷水機(jī)組(2)、雙工況熱泵機(jī)組(3)、蓄冷消防水池(4)、蓄冷/釋冷板換系統(tǒng)(5)、管路閥門及設(shè)備
(6)、控制系統(tǒng)(7);顯熱冷熱源聯(lián)合體制備的空調(diào)冷水或熱水通過分水器(8)、集水器(9)分配至空調(diào)末端；空調(diào)末端采用空氣處理機(jī)組，并在管道上設(shè)置電動(dòng)閥門。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型的整體設(shè)計(jì)理念為:通過整合空調(diào)新型節(jié)能技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提出空調(diào)冷熱源的新型復(fù)合型式及運(yùn)行模式，大幅提高空調(diào)系統(tǒng)的綜合運(yùn)行能效。結(jié)合消防水池利用夜間低谷電價(jià)時(shí)段進(jìn)行蓄冷，削峰填谷平衡電網(wǎng)負(fù)荷、降低設(shè)備裝機(jī)功率，同時(shí)用戶可以享受電價(jià)優(yōu)惠政策，實(shí)現(xiàn)節(jié)電節(jié)能運(yùn)行，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益；過渡季節(jié)充分利用室外低焓全新風(fēng)實(shí)現(xiàn)免費(fèi)供冷，減少空調(diào)冷源開啟的時(shí)間。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、節(jié)電、省運(yùn)行費(fèi)用的目的。1.利用熱泵式溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組控制室內(nèi)濕度，克服了冷凍除濕需要采用低溫冷水的缺點(diǎn)。系統(tǒng)供冷時(shí)，設(shè)置高溫冷水系統(tǒng)(供回水溫度14 19°C)，通過提高高溫離心式冷水機(jī)組和雙工況熱泵機(jī)組的蒸發(fā)溫度的方式，提高系統(tǒng)的能效。2.結(jié)合地源熱泵空調(diào)可再生能源節(jié)能技術(shù)本身的優(yōu)勢(shì)。夏季制冷時(shí)降低了高溫離心式冷水機(jī)組和雙工況熱泵機(jī)組冷凝溫度，提高系統(tǒng)的能效；冬季供熱時(shí)，雙工況熱泵機(jī)組從室外取熱，高效運(yùn)行。達(dá)到節(jié)能減排的目的。3.夏季在夜間用電低谷時(shí)期，結(jié)合消防水池進(jìn)行蓄冷。充分利用低谷優(yōu)惠電價(jià)時(shí)段進(jìn)行水蓄冷(蓄冷起止溫度18 5°C)，雙工況熱泵機(jī)組的制冷效率仍處于高效區(qū)，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本。4.夏季白天蓄冷水池與高溫離心式冷水機(jī)組聯(lián)合供冷，降低用電設(shè)備的裝機(jī)功率。以水池的釋冷量補(bǔ)充高溫離心式冷水機(jī)組，保證高溫離心式冷水機(jī)組在高效率區(qū)間運(yùn)行。冬季雙工況熱泵機(jī)組切換為供熱模式，從室外取熱向室內(nèi)供熱。5.空調(diào)末端的空氣處理機(jī)組考慮在過渡季節(jié)利用室外低焓空氣為室內(nèi)去熱除濕，減少冷熱源開啟時(shí)間。為了使本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)更加清楚完整，
以下結(jié)合附圖、列舉實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。

:圖1是基于溫濕度獨(dú)立控制的地源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)流程圖；圖1a是基于溫濕度獨(dú)立控制的地下水源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)流程圖；圖1b基于溫濕度獨(dú)立控制的地表水源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)流程圖；圖1c基于溫濕度獨(dú)立控制的土壤源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)流程圖；圖2基于溫濕度獨(dú)立控制的地源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)原理圖；圖2a夏季夜間蓄冷模式原理圖；圖2b夏季白天聯(lián)合供冷模式原理圖；圖2c冬季白天供熱模式原理圖；圖3夏季設(shè)計(jì)日冷熱源聯(lián)合體運(yùn)行策略曲線圖；圖4夏季非設(shè)計(jì)日冷熱源聯(lián)合體運(yùn)行策略曲線圖；圖5末端空調(diào)風(fēng)系統(tǒng)原理圖；圖6福建省科技新館總平面圖。圖2、2a、2b、2c 標(biāo)號(hào)說明:(I):室外側(cè)換熱(冷)系統(tǒng)、(2):高溫離心式冷水機(jī)組、(3):雙工況熱泵機(jī)組、(4):蓄冷消防水池、(5):蓄冷/釋冷板換系統(tǒng)、(6):管路閥門及設(shè)備、(7):控制系統(tǒng)、(8):分水器、(9):集水器。
具體實(shí)施方式
:采用相互獨(dú)立的溫度控制系統(tǒng)和濕度控制系統(tǒng)，分別控制室內(nèi)的溫度及濕度。[0035]所述的濕度控制系統(tǒng)是利用溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組來處理室外新風(fēng)，通過控制處理后的新風(fēng)量及其含濕量達(dá)到控制室內(nèi)濕度的目的。溫度控制系統(tǒng)包括空調(diào)冷熱源和空調(diào)末端。所述的空調(diào)冷熱源采用以地源熱泵空調(diào)技術(shù)與大溫差水蓄冷技術(shù)為基礎(chǔ)構(gòu)成的顯熱冷熱源聯(lián)合體，所述的顯熱冷熱源聯(lián)合體包括室外側(cè)換熱(冷)系統(tǒng)(I)、高溫離心式冷水機(jī)組(2)、雙工況熱泵機(jī)組(3)、蓄冷消防水池(4)、蓄冷/釋冷板換系統(tǒng)(5)、管路閥門及設(shè)備出)、控制系統(tǒng)(7)。顯熱冷熱源聯(lián)合體制備的空調(diào)冷(熱)水通過分水器(8)、集水器
(9)分配至空調(diào)末端。所述的顯熱冷熱源聯(lián)合體可以通過不同時(shí)間段的設(shè)備啟停、閥門切換，實(shí)現(xiàn)夏季夜間水蓄冷、夏季白天聯(lián)合供冷及冬季供熱三種運(yùn)行模式(如圖1):(I)夏季夜間(低谷電階段)為水蓄冷模式，地源雙工況熱泵機(jī)組利用消防水池進(jìn)行水蓄冷，冷水溫度范圍為5 18° C (5° C為蓄冷結(jié)束后的水溫，18° C為放冷結(jié)束后的池水溫度)，水蓄冷的溫差為Λ t=13° C;(2)夏季白天為聯(lián)合供冷模式，高溫離心式冷水機(jī)組與消防蓄冷水池組成并聯(lián)的空調(diào)冷源，向建筑物空調(diào)顯熱末端設(shè)備提供14° C的空調(diào)冷凍水，回水溫度為19° C ；(3)冬季為供熱模式，雙工況熱泵機(jī)組切換為供熱模式，直接向建筑物空調(diào)顯熱末端設(shè)備提供空調(diào)熱水，空調(diào)供回水溫度為43 37° C。所述的顯熱冷熱源聯(lián)合體的設(shè)備、閥門、管道連接方式(如圖2):(a)所述的室外換熱系統(tǒng)設(shè)置取、退水管，室外源水經(jīng)過取水泵加壓，連接至高溫離心式冷水機(jī)組(2)的冷凝器、雙工況熱泵機(jī)組(3)的冷凝器和蒸發(fā)器，并在管路上設(shè)置季節(jié)切換閥門；(b)所述的蓄冷消防水池(4)設(shè)置供、回水管，設(shè)兩路支管。其中一個(gè)支路經(jīng)水池蓄冷循環(huán)泵加壓，連接雙工況熱泵機(jī)組(3);另外一路經(jīng)水池釋冷循環(huán)泵加壓，連接蓄冷/釋冷板換系統(tǒng)(5)的一側(cè)。在管路上分別設(shè)置工況轉(zhuǎn)換閥門；(C)所述的蓄冷/釋冷板換系統(tǒng)(5)連接兩個(gè)獨(dú)立的水管環(huán)路，其中一側(cè)環(huán)路接蓄冷消防水池(如(b)點(diǎn)所述);另外一側(cè)環(huán)路:集水器(9)中的回水經(jīng)冷熱水變頻循環(huán)泵加壓，連接蓄冷/釋冷板換系統(tǒng)(5)、分水器(8)。所述的冷熱水變頻循環(huán)泵加壓后，設(shè)兩路支管。其中一個(gè)支路接蓄冷/釋冷板換系統(tǒng)(5)，另外一路連接雙工況熱泵機(jī)組(3)。在管路上設(shè)置工況轉(zhuǎn)換閥門；(d)所述的高溫離心式冷水機(jī)組(2)設(shè)供、回水管，集水器(9)中的回水經(jīng)冷水變頻循環(huán)泵加壓后，連接高溫離心式冷水機(jī)組(3 )、分水器(8 );(e)所述的管路閥門及設(shè)備(6)即包含上述((a) (d)點(diǎn))中描述的季節(jié)切換閥門、水池蓄冷循環(huán)泵、水池釋冷循環(huán)泵、冷熱水變頻循環(huán)泵、冷水變頻循環(huán)泵及管路上對(duì)應(yīng)的工況轉(zhuǎn)換閥門。所述的控制系統(tǒng)(7)包括各季節(jié)切換閥門、工況轉(zhuǎn)換閥門的啟閉控制、水泵的啟停及變頻運(yùn)行控制、高溫離心式冷水機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)控制、雙工況熱泵機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)控制等配套控制系統(tǒng)。空調(diào)末端采用空氣處理機(jī)組，過渡季節(jié)利用風(fēng)管閥門的切換，利用室外低焓的空氣，滿足室內(nèi)的熱舒適環(huán)境的要求，減少冷熱源開啟的時(shí)間。(f)設(shè)置了與空調(diào)回風(fēng)管道并聯(lián)的直通室外風(fēng)口的全新風(fēng)管，在回風(fēng)管與全新風(fēng)管上分別設(shè)置電動(dòng)閥門。冷熱源聯(lián)合體的設(shè)置要點(diǎn)(一)室外側(cè)換熱系統(tǒng)(I)包括室外換熱介質(zhì)、管道及設(shè)備。可以根據(jù)工程所在地的地質(zhì)、水文條件差異，選取室外換熱介質(zhì)，設(shè)置對(duì)應(yīng)的室外側(cè)換熱系統(tǒng)。(I)在地下水水量充足、水質(zhì)水溫適宜、允許直接取地下水的地區(qū)，室外側(cè)換熱(冷)系統(tǒng)可采取直接取地下水作為換熱介質(zhì)。通過水泵提升地下水與高溫離心式冷水機(jī)組、雙工況熱泵機(jī)組換熱后回灌，具體流程如圖la。(2)在地表水(江、河、湖水)水量充足、水質(zhì)水溫適宜、允許直接取水的地區(qū),室外側(cè)換熱(冷)系統(tǒng)可采取直接取地表水作為換熱介質(zhì)。通過水泵提升地表水與高溫離心式冷水機(jī)組、雙工況熱泵機(jī)組換熱后退水，具體流程如圖lb。(3)在水量不足、水質(zhì)水溫不適宜或水體不允許直接取用的地區(qū)，室外側(cè)換熱(冷)系統(tǒng)可采取地埋管與冷卻塔結(jié)合的方式。冷卻塔搭配高溫離心式冷水機(jī)組制取高溫冷凍水，室外地埋管與雙工況地 源熱泵搭配，夏季夜間蓄冷，冬季白天制熱，具體流程如圖lc。(4)上述有關(guān)水質(zhì)條件主要包括PH值、渾濁度、總Fe含量、硫酸鹽含量、氯化物含量、氨氮總量、含沙量、藻密度等，具體參考《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程》(GB50366-2005)及業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可的重慶市《地表水水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(DBJ50-115-2010)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。水溫參數(shù)可以參考當(dāng)?shù)氐乃恼?、水廠數(shù)據(jù)。(二)所述的三種運(yùn)行模式之間的轉(zhuǎn)換，基本的原理是通過不同時(shí)間段的設(shè)備啟停，配合相關(guān)的閥門切換實(shí)現(xiàn)的。其中主要的切換閥門包括冬夏季切換閥門及工況轉(zhuǎn)換閥門。通過冬夏切換閥門的啟閉實(shí)現(xiàn)室外換熱介質(zhì)夏季進(jìn)入冷凝器、冬季進(jìn)入蒸發(fā)器的目的。通過工況轉(zhuǎn)換閥門的啟閉實(shí)現(xiàn)空調(diào)冷熱水在不同的模式下進(jìn)入不同的主要設(shè)備(高溫離心式冷水機(jī)組、雙工況熱泵機(jī)組、蓄冷消防水池、蓄冷/釋冷板換設(shè)備)，如圖2。其中，閥門Kl K6為冬夏季切換閥門，閥門Vl V5為工況轉(zhuǎn)換閥門。相關(guān)的閥門啟閉狀態(tài)如下:(一)季節(jié)切換:制冷季節(jié):打開閥門Kl，K3及K5，K6;關(guān)閉閥門K2，K4 ；供熱季節(jié):關(guān)閉閥門Kl，K3及K5，K6;打開閥門K2，K4.。(二)工況轉(zhuǎn)換:夏季夜間蓄冷:打開閥門VI，V2,關(guān)閉閥門V3 V5.[0064]夏季白天聯(lián)合供冷:打開閥門V5，關(guān)閉閥門Vl V4.[0065]冬季白天供熱:打開閥門V3，V4,關(guān)閉閥門VI，V2, V5.[0066]以上兩組閥門共同切換，配合高溫離心式冷水機(jī)組、雙工況熱泵機(jī)組、相應(yīng)的功能水泵等設(shè)備的運(yùn)行即可實(shí)現(xiàn)上述三種運(yùn)行模式，如圖2a、2b、2c所示。(注:針對(duì)不同的冷水機(jī)、熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器、冷凝器回程數(shù)及機(jī)房條件，閥門數(shù)量將有所變動(dòng)。)(三)綜上所述，本冷熱源聯(lián)合體可以描述為在三種不同的地質(zhì)、水文條件下均可設(shè)置的、可實(shí)現(xiàn)夏季夜間水蓄冷、夏季白天聯(lián)合供冷及冬季供熱三種運(yùn)行模式的空調(diào)冷熱源。冷熱源聯(lián)合體的運(yùn)行策略[0070]冬季供熱時(shí)，雙工況熱泵機(jī)組按熱泵供熱模式運(yùn)行，同時(shí)開啟相應(yīng)管路上的閥門、水泵等設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)向建筑供熱。夏季供冷時(shí)，系統(tǒng)夜間水蓄冷、白天聯(lián)合供冷。利用低谷優(yōu)惠電價(jià)政策，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)削峰填谷，降低設(shè)備的裝機(jī)功率。設(shè)計(jì)日工況的運(yùn)行策略如圖3。在夜間優(yōu)惠電價(jià)時(shí)段，雙工況熱泵機(jī)組結(jié)合蓄冷消防水池進(jìn)行水蓄冷；白天空調(diào)時(shí)段，高溫離心式冷水機(jī)組100%能力運(yùn)行，水池釋冷輔助供冷。非設(shè)計(jì)日工況(即夏季空調(diào)負(fù)荷低于設(shè)計(jì)日工況時(shí))的運(yùn)行策略如圖4。在夜間優(yōu)惠電價(jià)時(shí)段，雙工況熱泵機(jī)組結(jié)合蓄冷消防水池進(jìn)行水蓄冷；白天空調(diào)時(shí)段，水池釋冷輔助供冷，同時(shí)系統(tǒng)控制高溫離心式冷水機(jī)組處于高能效區(qū)間(負(fù)荷率50% 100%)運(yùn)行。過渡季節(jié)全新風(fēng)供冷的設(shè)置要點(diǎn)基于溫濕度獨(dú)立控制的地源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，末端主要采用干式空氣處理機(jī)組，新風(fēng)接自熱泵式溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組，共設(shè)切換風(fēng)閥三個(gè)，分別位于全新風(fēng)管、空調(diào)回風(fēng)管、熱泵式溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)新風(fēng)管上，依次簡(jiǎn)稱FV1、FV2、FV3，如圖5。冬季供熱及夏季供冷時(shí)，打開FV2、FV3，關(guān)閉FVl ;過渡季節(jié)反之。即可實(shí)現(xiàn)在過渡季節(jié)利用室外低焓空氣供冷的目的。實(shí)施例:工程概況:福建省科技館(新館)，項(xiàng)目位于福州市，坐落于鼓山大橋東側(cè)，臨近閩江，建筑面積約90，000 m2，地下一層，地上六層。項(xiàng)目總平面圖見圖6。工程所在地的水文條件:(一)閩江水位:本工程臨近閩江，根據(jù)解放橋(下)、白巖潭(馬尾)、東南水廠的水位資料，計(jì)算確定工程所在地枯水位為-0.4m(97%保證率)、百年一遇洪水位為7.4m、平均低潮位為1.4m、平均高潮位為7.4m。冷凍機(jī)房設(shè)置于建筑地下一層，羅零標(biāo)高8.4m。冷凍機(jī)房與枯水位之間直線距離大約200m，高差8.8m。(二)閩江水質(zhì):根據(jù)竹岐站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及項(xiàng)目臨近的東南水廠2008年 2012年的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，閩江水PH=6.8 7.2 ;渾濁度常年低于50NTU，洪水季節(jié)大都超過100NTU，累計(jì)彡100NTU的時(shí)間超過90% ;總Fe含量=0.6 0.8mg/L ;硫酸鹽(以S04^2計(jì))(20mg/L ;氯化物(以CL—計(jì))彡15mg/L ;氨氮總量(NH3-N)彡10mg/L。除洪水期渾濁度較高外，其余均滿足《地源熱泵系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)程》(GB50366-2005)及重慶市《地表水水源熱泵系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(DBJ50-115-2010)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。(三)閩江流經(jīng)福州市區(qū)，在市區(qū)的流經(jīng)長度為150公里，年徑流量621億立方米。閩江支流眾多，水量豐富，多年平均徑流量為1980m3/s，水量充沛。根據(jù)竹岐站及東南水廠的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，江水夏季平均水溫約30°C，冬季平均水溫約15°C，水溫適宜。(四)工程所在地的水文條件適宜，冷凍機(jī)房位置與枯水位的直線距離短、高差小，水質(zhì)情況較好，水量充沛，水溫適宜，具備設(shè)置江水源熱泵系統(tǒng)的條件。在非洪水季節(jié)可以直接取用閩江水作為系統(tǒng)源水，洪水季節(jié)則通過水質(zhì)處理降低江水渾濁度后即可作為系統(tǒng)源水?？照{(diào)系統(tǒng)方案:福建省科技館(新館)大部分區(qū)域的空調(diào)方案采用基于溫濕度獨(dú)立控制的江水源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。[0085](一)利用溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組來處理室外新風(fēng)，通過控制處理后的新風(fēng)量及其含濕量達(dá)到控制室內(nèi)濕度的目的。(二)溫度控制系統(tǒng)包括空調(diào)冷熱源和空調(diào)末端?？照{(diào)冷熱源采用顯熱冷熱源聯(lián)合體的形式，實(shí)現(xiàn)夏季夜間水蓄冷、夏季白天聯(lián)合供冷及冬季供熱三種運(yùn)行模式，設(shè)備、閥門、管道設(shè)置同圖2，配置如下:( I)室外側(cè)換熱系統(tǒng):江水源系統(tǒng)。采用開式直接取臨近閩江水的方式，取水泵井設(shè)置在臨近的灘地上。閩江源水經(jīng)過兩級(jí)水質(zhì)處理，包括自清洗過濾、疊片式過濾兩級(jí)處理后直接進(jìn)入高溫冷水機(jī)組及雙工況熱泵機(jī)組，與機(jī)組進(jìn)行熱交換后再排入江水中。室外設(shè)取水泵5臺(tái)，夏季夜間蓄冷模式下運(yùn)行2臺(tái)，白天供冷模式下運(yùn)行4臺(tái)，冬季供暖模式下運(yùn)行2臺(tái)。(2)高溫離心式冷水機(jī)組:采用高溫江水源冷水機(jī)組，單臺(tái)容量為2500kw，共2臺(tái)；(3)雙工況熱泵機(jī)組:采用雙工況江水源熱泵機(jī)組，單臺(tái)容量為1079kw，共2臺(tái)；(4)蓄冷消防水池:水量為2200T ；(5)蓄冷/釋冷板換:額定換熱量1500kw，共2臺(tái)；(6)相關(guān)管路閥門及設(shè)備:季節(jié)切換閥門:K1 K6，共6個(gè)；冷水變頻循環(huán)泵:單臺(tái)流量240m3/h,揚(yáng)程32m,共5臺(tái)；冷熱水變頻循環(huán)泵:單臺(tái)流量240m3/h,揚(yáng)程32m,共3臺(tái)；水池蓄冷循環(huán)泵:單臺(tái)流量120m3/h,揚(yáng)程15m,共3臺(tái)；水池釋冷循環(huán)泵:單臺(tái)流量240m3/h,揚(yáng)程15m,共3臺(tái)；管路上對(duì)應(yīng)的工況轉(zhuǎn)換閥門:V1 V5，共5個(gè)。(7)控制系統(tǒng):包括各季節(jié)切換閥門、工況轉(zhuǎn)換閥門的啟閉控制、水泵的啟停及變頻運(yùn)行控制、高溫離心式冷水機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)控制、雙工況熱泵機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)控制等配套控制系統(tǒng)。空調(diào)末端主要采用組合式空氣處理機(jī)組，部分展廳采用了過渡季節(jié)全新風(fēng)供冷技術(shù)，電動(dòng)閥門的設(shè)置同圖5?？萍拣^項(xiàng)目的節(jié)能效益分析本館空調(diào)系統(tǒng)方案采用基于溫濕度獨(dú)立控制的江水源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)。該方案包含的三項(xiàng)最核心的節(jié)能技術(shù)如下:(I)、溫濕度獨(dú)立控制系統(tǒng)，分別解決室內(nèi)的余熱、余濕問題，確保了高溫冷源和大溫差消防水池蓄冷的可行性，同時(shí)結(jié)合熱回收技術(shù)，提高系統(tǒng)的能效、提高能源利用效率；(2)、可再生能源-江水源熱泵空調(diào)利用，利用臨近閩江水作為熱泵的冷匯和熱匯，取消冷卻塔系統(tǒng)，屋頂無噪音無熱氣排放，降低城市熱島效益，同時(shí)提高了系統(tǒng)的能效；(3)、江水源高溫單冷機(jī)組聯(lián)合大溫差消防水蓄冷，利用消防水池夜間蓄冷、削峰填谷、均衡電網(wǎng)，同時(shí)享受低谷電價(jià)，節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用；不同于冰蓄冷系統(tǒng)，系統(tǒng)的能效持續(xù)的高效；同時(shí)大溫差水蓄冷保證同等體積的消防水池可以提供2.6倍以上的蓄冷量；兩者通過合理的組合模式，保證高溫機(jī)組總是處于節(jié)能高效區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)，大幅度提高機(jī)組及系統(tǒng)的能效比?？梢詼y(cè)算，本館空調(diào)系統(tǒng)EER值可以達(dá)到5.0以上，全年空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)營電費(fèi)節(jié)省可以達(dá)到550萬Kwh以上，每年可減少5500噸CO2排放量，年節(jié)約一次能源標(biāo)準(zhǔn)煤1980噸，可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用467萬元(每度電按0.8元計(jì)算，未計(jì)算夜間低谷電價(jià)帶來的優(yōu)惠)，具有良好的社會(huì)和環(huán)境效益。目前，福建省科技館(新館)項(xiàng)目處于施工圖設(shè)計(jì)階段，本實(shí)用新型所涉及的技術(shù)內(nèi)容尚未公開。
權(quán)利要求1.一種基于溫濕度獨(dú)立控制的地源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:它包括溫度控制系統(tǒng)和濕度控制系統(tǒng)，分別控制室內(nèi)的溫度及濕度； 所述的濕度控制系統(tǒng)是采用獨(dú)立的溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組來處理室外新風(fēng)，并將處理后的新風(fēng)送入室內(nèi)； 所述的溫度控制系統(tǒng)包括空調(diào)冷熱源和空調(diào)末端； 所述的空調(diào)冷熱源采用顯熱冷熱源聯(lián)合體，所述的顯熱冷熱源聯(lián)合體包括室外側(cè)換熱系統(tǒng)(I)、高溫離心式冷水機(jī)組(2)、雙工況熱泵機(jī)組(3)、蓄冷消防水池(4)、蓄冷/釋冷板換系統(tǒng)(5)、管路閥門及設(shè)備￠)、控制系統(tǒng)(7);顯熱冷熱源聯(lián)合體制備的空調(diào)冷水或熱水通過分水器(8)、集水器(9)分配至空調(diào)末端；空調(diào)末端采用空氣處理機(jī)組，并在管道上設(shè)置電動(dòng)閥門。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫濕度獨(dú)立控制的地源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于: 所述的顯熱冷熱源聯(lián)合體的設(shè)備、閥門及管道連接方式如下: (a)所述的室外側(cè)換熱系統(tǒng)(I)設(shè)置取、退水管，室外源水經(jīng)過取水泵加壓，連接至高溫離心式冷水機(jī)組(2)的冷凝器、雙工況熱泵機(jī)組(3)的冷凝器和蒸發(fā)器，并在管路上設(shè)置季節(jié)切換閥門； (b)所述的蓄冷消防水池(4)設(shè)置供、回水管，設(shè)兩路支管，其中一個(gè)支路經(jīng)水池蓄冷循環(huán)泵加壓，連接雙工況熱泵機(jī)組(3)，另外一路經(jīng)水池釋冷循環(huán)泵加壓，連接蓄冷/釋冷板換系統(tǒng)(5)的一側(cè)；在管路上分別設(shè)置工況轉(zhuǎn)換閥門； (c)所述的蓄冷/釋冷板換系統(tǒng)(5)連接兩個(gè)獨(dú)立的水管環(huán)路，其中一側(cè)環(huán)路接蓄冷消防水池，另外一側(cè)環(huán)路:集水器(9)中的回水經(jīng)冷熱水變頻循環(huán)泵加壓，連接蓄冷/釋冷板換系統(tǒng)(5)、分水器(8);所述的冷熱水變頻循環(huán)泵加壓后，設(shè)兩路支管，其中一個(gè)支路接蓄冷/釋冷板換系統(tǒng)(5)，另外一路連接雙工況熱泵機(jī)組(3);在管路上設(shè)置工況轉(zhuǎn)換閥門； Cd)所述的高溫離心式冷水機(jī)組(2)設(shè)供、回水管，集水器(9)中的回水經(jīng)冷水變頻循環(huán)泵加壓后，連接高溫離心式冷水機(jī)組(3)、分水器(8)； (e)所述的管路閥門及設(shè)備￠)即包含上述(a) (d)點(diǎn)中描述的季節(jié)切換閥門、水池蓄冷循環(huán)泵、水池釋冷循環(huán)泵、冷熱水變頻循環(huán)泵、冷水變頻循環(huán)泵及管路上對(duì)應(yīng)的工況轉(zhuǎn)換閥門；所述的控制系統(tǒng)(7)包括各季節(jié)切換閥門、工況轉(zhuǎn)換閥門的啟閉控制、水泵的啟停及變頻運(yùn)行控制、高溫離心式冷水機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)控制、雙工況熱泵機(jī)組的運(yùn)行臺(tái)數(shù)控制配套控制系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于溫濕度獨(dú)立控制的地源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:其中切換閥門包括冬夏季切換閥門及工況轉(zhuǎn)換閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫濕度獨(dú)立控制的地源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于: 室外側(cè)換熱系統(tǒng)(I)包括室外換熱介質(zhì)、管道及設(shè)備；根據(jù)工程所在地的地質(zhì)、水文條件差異，選取室外換熱介質(zhì)，設(shè)置對(duì)應(yīng)的室外側(cè)換熱系統(tǒng): (1)在地下水水量充足、水質(zhì)水溫適宜、允許直接取地下水的地區(qū)，室外側(cè)換熱系統(tǒng)可采取直接取地下水作為換熱介質(zhì)； (2)在地表水水量充足、水質(zhì)水溫適宜、允許直接取水的地區(qū)，室外側(cè)換熱室外側(cè)換熱熱系統(tǒng)可采取直接取地表水作為換熱介質(zhì)； (3)在水量不足、水質(zhì)水溫不適宜、水體不允許直接取用的地區(qū)，室外側(cè)換熱和冷系統(tǒng)可采取地埋管與冷卻塔結(jié)合的方式。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于溫濕度獨(dú)立控制的地源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于:設(shè)置了與空調(diào)回風(fēng)管道并聯(lián)的直通室外風(fēng)口的全新風(fēng)管，在回風(fēng)管與全新風(fēng)管上分 別設(shè)置電動(dòng)閥門。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于溫濕度獨(dú)立控制的地源熱泵耦合水蓄冷空調(diào)系統(tǒng)，它包括溫度控制系統(tǒng)和濕度控制系統(tǒng)，分別控制室內(nèi)的溫度及濕度；所述的濕度控制系統(tǒng)是采用獨(dú)立的溶液調(diào)濕型新風(fēng)機(jī)組來處理室外新風(fēng)，并將處理后的新風(fēng)送入室內(nèi)；所述的溫度控制系統(tǒng)包括空調(diào)冷熱源和空調(diào)末端；通過整合空調(diào)新型節(jié)能技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，提出空調(diào)冷熱源的新型復(fù)合型式及運(yùn)行模式，大幅提高空調(diào)系統(tǒng)的綜合運(yùn)行能效。結(jié)合消防水池利用夜間低谷電價(jià)時(shí)段進(jìn)行蓄冷，削峰填谷平衡電網(wǎng)負(fù)荷、降低設(shè)備裝機(jī)功率，同時(shí)用戶可以享受電價(jià)優(yōu)惠政策，實(shí)現(xiàn)節(jié)電節(jié)能運(yùn)行，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益；該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、節(jié)電、省運(yùn)行費(fèi)用的目的。
文檔編號(hào)F24F5/00GK203024309SQ20122069012
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者肖劍仁, 陳震宇, 郭筱瑩, 黃華榮 申請(qǐng)人:肖劍仁, 福建省建筑設(shè)計(jì)研究院