[发明专利]一种地下水电站洞室的水库水源热泵空调机系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种地表水源热泵中央空调机组，特别涉及一种地下水电站洞室热湿环境调控的水库水源热泵机系统，特别适用于水电站地下洞室群工作环境。

背景技术

水电站具有装机容量大、机组台数多、电气设备多和发热量大、地下洞室传湿显著等特点，所以全年大多数时间需对洞室群室内空气进行供冷与除湿，由此造成了很大的能源消耗。

利用地表水（江水、湖水、海水）或地下水作为冷却水从冷凝器处取走冷凝排热，是一项节能低碳的制冷技术。目前所用的地表水源热泵机组工作原理图如图1与图2所示。其中图1给出的是制冷工况时系统的工作原理图，图2给出的是制热工况时系统的工作原理图。制冷时，经压缩机压缩的制冷工质，进入冷凝器放热，放出的热量被冷却水（地表水）带走，然后通过电子膨胀阀绝热膨胀，产生的低温工质直接进入蒸发器制取冷水（送入用户进行制冷），其后再被压缩机吸入进行压缩，如此循环往复。制热时，经压缩的制冷工质，进入冷凝器放热制取高温热水（送入用户进行供热），然后通过电子膨胀阀绝热膨胀，产生的低温工质直接进入蒸发器吸取地表水中的热量，其后工质再被压缩机吸入进行压缩，如此循环往复。

中国专利申请（申请号为200610102097.2）公开了一种适合江、河、湖、海低水温的高效水源热泵机组，其根据输入水源的温度确定适宜的第一级水源热泵的蒸发温度和冷凝温度，为第二级水源热泵提供合适的水源输入温度，从而解决了水源热泵机组在低于2℃的低温水源下的工作效率问题。

中国专利申请（申请为201110033862.0）公开了一种用于空调系统的海水源水环热泵装置，该装置通过一个海水板式换热器进行换热介质与海水之间的热量交换，避免了海水进入水-水热泵机组，解决的是海水对水源热泵机组设备腐蚀的问题。

中国专利申请（申请号为03112165.9）公开了一种可利用海水源的热泵机组，其工作时海水走管程，工质走壳程。海水经过的部分能方便可行的进行防腐处理，避开了不易防腐处理的壳程，解决的仍然是海水热源的防腐问题。

目前尚未见到专门针对地下水电站环境温湿度调控的地表水源热泵机组。事实上，地下水电站温湿度环境的调控具有其特殊性，主要表现在如下方面：一是其在过渡季节往往仍然需要制冷以消除发电机组等设备产生的余热与壁面散发的余湿；二是水电站周围拥有巨大的水源（水库水）可作为冷热源；三是水库水在过渡季节一定的水深度时，水温为11℃左右（如图3为某地下水电站水库水不同深度全年水温曲线图），这是较为适宜的免费供冷水温；四是地下洞室群位置较低，取水水泵能耗较低，免费供冷的经济性较高。但其在炎热的夏季，由于负荷加大，水温变高，免费供冷则不适宜，同时在寒冷的冬季时，也需要供热。而且在免费供冷期间，由于水温达不到除湿所需的露点温度，除湿也存在问题。

发明内容

针对上述背景技术存在的缺陷或不足，本发明的目的在于，提供一种地下水电站的水库水源热泵空调机系统。

为了实现上述任务，本发明采用如下技术解决方案予以实现：

一种地下水电站的水库水源热泵空调机组，其特征在于，由取水系统、直接供冷系统、热泵供冷供热系统和空气处理系统构成，其中：

取水系统包括水泵房安装的取水泵、除污器，取水管和取水头，其中，取水泵一端与第一电动调节阀和第三电动调节阀并联的节点管路连接，取水泵另一端通过管路连接除污器，除污器通过取水管连接取水头，取水头置于水库最低水位之下；

直接供冷系统包括第一电动调节阀、第一表冷器、第二电动调节阀及其和取水系统连接的管路，其中，第一电动调节阀的一端与取水系统连接，另一端与第一表冷器连接，第一表冷器的另一端与第二电动调节阀连接，第二电动调节阀的另一端连接到回水管路上；

热泵供冷供热系统包括第一换热器、压缩机、四通阀、第二换热器、冷冻水循环水泵、第二表冷器、第一膨胀阀（14）、第一单向阀、第二膨胀阀、第二单向阀、第三电动调节阀、第四电动调节阀及其相互连接的管路，其中，第三电动调节阀的一端通过管路连接到连接第一电动调节阀和取水泵出口的管路上，另一端通过管路连接到第一换热器上；第四电动调节阀的两端分别通过管路连接到第一换热器和回水管上；第一换热器、第二换热器分别与四通阀的两端通过管路连接，压缩机的两端与四通阀的另外两端通过管路连接；第一换热器与第二换热器直接通过管路串联第一膨胀阀与第二膨胀阀；第一单向阀与第一膨胀阀并联，第二单向阀与第二膨胀阀并联；第二换热器与第二表冷器、冷冻水循环泵通过管路串联形成环路；