[发明专利]一种可吸收冷水凝固热的热泵系统

说明书

本发明涉及地表水热能利用领域，是一种可吸收冷水凝固热的热泵系统，包括压缩机、蒸发器、节流阀、冷凝器，其特点是，所述系统还包括除冰换热器、第一冷水凝固换热器、第二冷水凝固换热器、第一乙二醇泵、第二乙二醇泵以及多个电磁阀，所述第一冷水凝固换热器和第二冷水凝固换热器浸没在冷水里，不仅结构紧凑，换热效率高，而且方便除冰、易于加工制作。本发明采取热媒融冰和水流冲冰相结合的方式除冰，不仅除冰速度快、除冰彻底，而且除冰功耗小，可实现连续提取冷水的凝固热为室内供热，同时能够保证机组长期保持高效稳定运行。本发明尤其适合为处于低温环境下的建筑物供热采暖用。

技术领域

本发明涉及地表水热能利用领域，具体涉及一种可吸收冷水凝固热的热泵系统。

背景技术

地表水源热泵是采用热泵技术从地表水（如江水、河水、湖水等）中获取低品位热量为建筑物供热（采暖、热水）的一种新型供热方式。它不仅节能（效率一般在4左右），而且对环境没有污染，具有很大的市场优势。但众所周知，地表水的温度会随着室外空气温度的下降而下降，有研究表明，当室外空气的温度达到-10℃时，地表水的温度仅为4℃，显然，这样温度的地表水几乎已经没有什么显热可利用，势必会导致热泵机组的制热量急剧衰减。与此同时，供暖热负荷却随着室外空气温度的下降而增加，这一矛盾导致地表水源热泵在我国严寒地区的应用受到了极大限制。

已知水的凝固潜热为335kJ/kg，是1kg水降低1℃所放出热量的80倍，若能开发出以冷水凝固热为低温热源的热泵机组，则我国大部分地区（尤其是严寒地区）就有了取之不尽、用之不竭的水源热源，所有天然水体封冻表面以下的水全都可以成为水源热泵的热源。

现有关于提取冷水凝固热的除冰技术主要有两方面：一个是机械刮冰，该方式可实现连续除冰而且除冰功耗小，但其机械工艺复杂（加工精度要求高），在结冰速度过快时难以及时将冰除掉，而且磨损大、设备极易损坏，同时维护检修难度也很大。另一个是热气融冰，该方式和制冰机原理相似，在除冰时四通阀换向，将压缩机的高温排气用于融冰，冰层局部融化后在自身的重力下脱落，该方式除冰速度快，除冰彻底，但在除冰时机组不仅不供热，还要从室内吸热，会导致室内温度的下降，而且机组会频繁的在供热和融冰之间切换，这对于大型的水源热泵机组来说会导致机组的运行极不稳定，极易导致机组发生故障，机组的使用寿命和运行效率（能效比）会大打折扣。

因此，提取冷水凝固热技术的关键在于如何能使得除冰功耗最小，同时保证机组连续供热、长期高效稳定运行。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种可吸收冷水凝固热的热泵系统，可实现连续提取冷水的凝固热为室内供热，而且除冰功耗小，机组运行稳定。

本发明所采取的技术方案如下：