本发明属于水源热泵领域,尤其涉及一种基于电厂自然通风冷却塔填料及塔池余热的水源热泵系统。
背景技术:
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
2、水源机组较空气源机组能效更高、机组的稳定更强,其可靠性主要依赖于热源侧水源品质的稳定性。但是,目前的水源热泵组存在以下问题:
3、(1)当水源为地表水时,湖水、河水等地表水源的温度对气候的依赖性较大,导致在冬季时,热泵的cop变低,这是因为冬季来水温度较低,蒸发压力升高,蒸发温度降低;
4、(2)当水源为地下水时,所需地下水的开采量大,初投资高,而且地下水源回灌一直是一大难题,回灌过程中难以保证水体不会受到污染,还可能有地面沉降的情况发生;
5、(3)当水源为海水时,考虑到盐离子成分偏高,对管道的腐蚀作用会使得管道寿命较低,所以水源进入管道前还需进行过滤除钠,初投资以及后续运行管理费用较高。
技术实现思路
1、为了解决上述背景技术中存在的至少一项技术问题,本发明提供一种基于电厂自然通风冷却塔填料及塔池余热的水源热泵系统,其可以显著提高水源机组的能效,降低设备能耗。
2、为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
3、一种基于电厂自然通风冷却塔填料及塔池余热的水源热泵系统,其包括:水源热泵、自然通风冷却塔、机组凝汽器、热泵冷凝器及热泵蒸发器;所述热泵冷凝器及热泵蒸发器设置在水源热泵内;
4、在机组处于正常工况且水源热泵系统处于制冷工况下,所述水源热泵的水源侧进水为所述自然通风冷却塔输出的冷却水,冷却水除污后输送至所述热泵冷凝器,在所述热泵冷凝器内吸热升温至设定温度后,再重新进入所述自然通风冷却塔进行冷却,形成制冷循环回路;
5、在机组处于正常工况且水源热泵系统处于制热工况下,所述水源热泵的水源侧进水为所述机组凝汽器输出的高温水,高温水流入所述热泵蒸发器,在所述热泵蒸发器内放出热量降温后,送至所述机组凝汽器并在所述机组凝汽器内吸热升温,形成制热循环回路。
6、作为一种实施方式,在制热工况下,所述水源热泵的用户侧空调循环水回水接至水源热泵之后,经过滤及除污处理后输出至热泵冷凝器内,吸热后升温后,送至各空调系统用热末端设备。
7、作为一种实施方式,利用水源热泵的冷却水管道分别接至机组凝汽器前的循环水管道和机组凝汽器后的循环水管道。
8、作为一种实施方式,所述水源热泵还连接有可调节水源流向的第一阀门及第二阀门。
9、作为一种实施方式,所述第一阀门和第二阀门均与控制器相连,所述控制器用于控制第一阀门和第二阀门的开闭状态,以控制所述水源热泵系统在制冷工况及制热工况之间切换。
10、作为一种实施方式,当第一阀门打开,第二阀门闭合时,所述水源热泵系统工作在制冷工况下;当第一阀门闭合,第二阀门打开时,所述水源热泵系统工作在制热工况下。
11、作为一种实施方式,机组处于停机工况且水源热泵系统处于制冷工况的制冷循环回路与机组处于正常工况且水源热泵系统处于制冷工况下的制冷循环回路相同。
12、作为一种实施方式,当机组处于停机工况且水源热泵系统处于制冷工况下,供回水温度不大于30℃或35℃。
13、作为一种实施方式,当机组处于停机工况且水源热泵系统处于制热工况下,所述水源热泵的水源侧进水为所述机组凝汽器输出的循环水,循环水流入所述热泵蒸发器,在所述热泵蒸发器内放出热量降温后,送至自然通风冷却塔的底部塔池,从自然通风冷却塔的底部塔池和深埋地下的循环水管道中吸收热量,再返回至所述机组凝汽器。
14、作为一种实施方式,当机组处于停机工况且水源热泵系统处于制热工况下,供回水温度不低于11℃或6℃,用户侧出水不低于45℃或40℃。
15、本发明的有益效果是:
16、(1)相对于空气温度,厂区循环水温度在一年内具有冬暖夏凉的特点,是理想的冷热源,机组能效较常规空气源热泵可提升不低于30%,本发明可使初投资和运行费用减少,经济性能明显。在建设水源热泵系统时,可以省去锅炉和冷却塔等设备的投入,不仅可以节省设备的投资,还能减少占地面积。在运行时,只消耗一部分电能,用以回收循环水中的余热资源,减少煤炭、天然气等能源的投资,减少运行费用。
17、(2)本发明在火电机组正常运行时,凝汽器出口循环水温度稳定可靠,不低于16℃,该水源机组供热供水最高温度不低于60℃,能够应用于更多的用热场景。
18、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
1.一种基于电厂自然通风冷却塔填料及塔池余热的水源热泵系统,其特征在于,包括:水源热泵、自然通风冷却塔、机组凝汽器、热泵冷凝器及热泵蒸发器;所述热泵冷凝器及热泵蒸发器设置在水源热泵内;
2.如权利要求1所述的基于电厂自然通风冷却塔填料及塔池余热的水源热泵系统,其特征在于,在制热工况下,所述水源热泵的用户侧空调循环水回水接至水源热泵之后,经过滤及除污处理后输出至热泵冷凝器内,吸热后升温后,送至各空调系统用热末端设备。
3.如权利要求1所述的基于电厂自然通风冷却塔填料及塔池余热的水源热泵系统,其特征在于,利用水源热泵的冷却水管道分别接至机组凝汽器前的循环水管道和机组凝汽器后的循环水管道。
4.如权利要求1所述的基于电厂自然通风冷却塔填料及塔池余热的水源热泵系统,其特征在于,所述水源热泵还连接有可调节水源流向的第一阀门及第二阀门。
5.如权利要求4所述的基于电厂自然通风冷却塔填料及塔池余热的水源热泵系统,其特征在于,所述第一阀门和第二阀门均与控制器相连,所述控制器用于控制第一阀门和第二阀门的开闭状态,以控制所述水源热泵系统在制冷工况及制热工况之间切换。
6.如权利要求5所述的基于电厂自然通风冷却塔填料及塔池余热的水源热泵系统,其特征在于,当第一阀门打开,第二阀门闭合时,所述水源热泵系统工作在制冷工况下;当第一阀门闭合,第二阀门打开时,所述水源热泵系统工作在制热工况下。
7.如权利要求1所述的基于电厂自然通风冷却塔填料及塔池余热的水源热泵系统,其特征在于,机组处于停机工况且水源热泵系统处于制冷工况的制冷循环回路与机组处于正常工况且水源热泵系统处于制冷工况下的制冷循环回路相同。
8.如权利要求7所述的基于电厂自然通风冷却塔填料及塔池余热的水源热泵系统,其特征在于,当机组处于停机工况且水源热泵系统处于制冷工况下,供回水温度不大于30℃或35℃。
9.如权利要求1所述的基于电厂自然通风冷却塔填料及塔池余热的水源热泵系统,其特征在于,当机组处于停机工况且水源热泵系统处于制热工况下,所述水源热泵的水源侧进水为所述机组凝汽器输出的循环水,循环水流入所述热泵蒸发器,在所述热泵蒸发器内放出热量降温后,送至自然通风冷却塔的底部塔池,从自然通风冷却塔的底部塔池和深埋地下的循环水管道中吸收热量,再返回至所述机组凝汽器。
10.如权利要求9所述的基于电厂自然通风冷却塔填料及塔池余热的水源热泵系统,其特征在于,当机组处于停机工况且水源热泵系统处于制热工况下,供回水温度不低于11℃或6℃,用户侧出水不低于45℃或40℃。