夏热冬冷地区冰能塔热泵系统的制作方法

本发明型涉及的夏热冬冷地区冰能塔热泵系统涉及到我国环境保护与资源新能源节能技术两大领域。环境保护与资源：随着世界人类生活水品的不断提高、建筑用能持续增加，其中长江流域及以南地区供热能源结构来源主要依赖化石能源燃煤和天然气供热产生了大量的黑碳和二氧化碳排放，其中二氧化碳在水汽里释放碳酸根离子和氢离子凝结核，是导致冬季天气温和水汽过盈影响碳微颗粒向大气层扩散，形成雾霾天气影响人类生存健康，夏热冬冷地区冰能塔热泵系统是在冬季高效地利用南方水汽资源、耦合水等资源制冰取热减少化石能源消费的技术。新能源节能技术：冬季赤道暖湿气流北上与南下冷空气对流在我国长江流域水蒸气达到饱和状态，化石能源燃烧排放了大量雾霾凝结核，是雾霾成因的组成，雾霾空气中含有大量由太阳能辐射转化生成的可再生水汽低温位热源，通过一种夏热冬冷地区冰能塔热泵系统，冬季以冰水溶液相变小温差传热高效地吸收雾霾水汽能，对比传统空气源热泵系统供热节能率达30％以上，低品位能来源经济性可靠；夏季具有高负压蒸发低水温冷却空调余热长效制冷，同时又可进行谷电冰蓄冷运行，对比天然气直燃机制冷节能率达到50％以上，对比普通蒸发冷却制冷系统实现20％以上的节能率，在我国长江流域、地中海气候、欧盟部分地区等具有广泛的应用价值。

背景技术：

1、进入本世纪后，我国经济迎来另一个快速增长周期，初期10年碳排放增速大幅上行达到了10％以上；直至2011年以后，我国环保政策开始趋严，碳排放增速才开始下行。从上世纪70年到本世纪10年代，我国碳排放量从7.7亿吨增长到101.8亿吨，增长了13倍，这也侧面说明了这一阶段我国的经济增长方式主要还是靠着粗放型的化石能源资源消耗带动。

2、冬季建筑供热的普及是以碳排放的资源消耗直接影响了我国气候环境向不稳定的极端气候发展，雾霾天气是冬季赤道暖湿气流北上与南下冷空气对流水蒸气达到饱和状态，化石能源为主的消耗产生大量微颗粒水汽凝结核，阻止了空气中污染物扩散形成雾霾天气危害人类健康。

3、供热为了减少化石能源消耗带来的污染物和碳排放，近15年以来在长江流域以南地区泛滥成灾兴起的开式氯盐曝气循环取热作为热泵热源技术的冷暖空调系统，pm2.5盐雾漂移、稀释溶液超标排放造成了大量的环境污染问题。一种夏热冬冷地区冰能塔热泵系统解决了上述问题即化石能源区域性燃烧排碳和氯盐开式塔曝气循取热带来的立体环境污染现状。

技术实现思路

1、

2、本发明型“夏热冬冷地区冰能塔热泵系统”目的，在于夏热冬冷地区冬季湿冷天气持续时间长，空气中蕴含无限能量的生态水汽资源，是传统空气源塔热泵结霜不能正常运行的不利能源，冰能塔热泵系统是把这种不利的水汽资源通过冰水相变和多能源耦合冰浆取热作为热泵的热源提升供热，可覆盖长江中下游及其周围地区包括上海市、重庆市，湖北、湖南、江西、安徽、浙江五省的全部，四川和贵州两省东半部，江苏、河南两省南半部，福建省北半部，陕西、甘肃两省南端，广东、广西两省北端，将传统单冷制冷机改进为:

3、“夏季为高负压蒸发冷冰蓄冷高效空调”；

4、“冬季为雾霾净化水汽能冰融相变取热”。

5、对比传统单冷机+燃气锅炉系统、风冷热泵系统，实现综合节能率30—40％。

6、夏热冬冷地区冰能塔热泵系统技术方案是：包括冰能热源塔、多能源耦合装置、冷热蓄功能阀组、冰屑热泵机组、蓄能负荷系统组成。

7、所述冰能热源塔包括支架底盘水槽、中框架及护板、上框架风动盖板、风动循环装置、冰水自溅器、v型除雾器、凹凸斜片冰水换能器、水溶液循环泵构成，所述支架底盘水槽上部装有中框架及护板，中框架及护板上部装有上框架风动盖板，上框架风动盖板中部装有风动循环装置，上框架风动盖板上部两侧装有冰水自溅器通过管道与源测进口连接结点l0连接，v型除雾器位于风动循环装置下方部位安装，支架底盘水槽上部两侧分别安装有凹凸斜片冰水换能器；支架底盘水槽下部中部位置安装有水溶液出口s1通过管道与水溶液循环泵进水口ya连接，水溶液循环泵出水口yb通过管道与源侧出口连接点y0连接，支架底盘水槽下部中部安装有多链液出口s2通过管道与多能源耦合装置负温多链液储罐自控进液口ao连接，支架底盘水槽侧部装有水位控制装置n4。

8、所述多能源耦合装置包括负温多链液储罐、多链液泵、耦合热源阀组构成，所述负温多链液储罐敷设标高低于冰能热源塔出液口s2形成自然流入负温多链液储罐进液口ao，多链液泵吸入管安装负温多链液储罐罐内底部，多链液泵排出口bb通过管道经耦合热源阀组与源测出口连接点y0连接。

9、所述冷热蓄功能阀组包括冷热换向阀组、冷热换向阀组构成，所述冷热换向阀组三通出口连接点a12通过管道与荷侧供水口连接点f1连接，冷热换向阀组三通出口连接点a34通过管道与源侧冰液进口连接点lo连接，冷热换向阀组集管进口连接点a13通过管道与冰屑热泵机组冷却冷凝器热水出口连接点l4连接，冷热换向阀组集管进口连接点a24通过管道与冰屑热泵机组冰刺蒸发器冰水出口连接点l2连接，集管蓄热出口连接点ah接有控制阀k1经管道与蓄能进水口连接点f3连接，集管蓄冷出水口连接点al接有控制阀k2经管道与蓄能进水口连接点f3连接，所述冷热换向阀组三通出口连接点b12通过管道与冰屑热泵机组冰刺蒸发器冷水进口连接点l1连接，冷热换向阀组三通出口连接点b34通过管道与冰屑热泵机组冷却冷凝器热水回口连接点l3连接，冷热换向阀组集管进口连接点b13通过管道与荷侧回水口连接点f2连接，冷热换向阀组集管进口连接点b24通过管道与源侧冷液回口连接点yo连接。

10、所述冰屑热泵机组包括冰刺蒸发器、重力差工质泵、重力液分离器、热泵压缩机、储气分离器、冷却冷凝器、闪蒸膨胀装置构成，所述刺管蒸发器冷水进液壳箱z1通过管道与冷水进口连接点l1连接，冰刺蒸发器冰水出液壳箱z2通过管道与冰水出口连接点l2连接，冰刺蒸发器工质分液管板箱z3通过管路分别与闪蒸膨胀装置直膨电控阀sr、重力差工质泵排出口g2连接，冰刺蒸发器工质回气管板箱z4通过管路经回气电控阀cw与重力液分离器进气口c1连接，重力液分离器出气口c2通过管路与热泵压缩机吸气口q1连接，重力液分离器进液口c4通过管路与重力电控阀sw出口连接，热泵压缩机排气口q2通过管路与储气分离器进气口y1连接，储气分离器出气口y2通过管路一路经热融电控阀yw与冰刺蒸发器工质回气管板箱z4连接，储气分离器出气口y2通过管路一路与冷却冷凝器进气口r1连接，储气分离器排油口y3通过节流管yy与热泵压缩机吸气口q1连接，冷却冷凝器出液口通过管路与闪蒸膨胀装置进口节流管sj连接，冷却冷凝器管板箱热水出口r4通过管道与热水出口连接点l4连接；冷却冷凝器管板箱热水回口r3通过管道与热水回口连接点l3连接，闪蒸膨胀装置二次节流阀出口sp分别通过管路重力电控阀sw进口、直膨电控阀sr进口连接，重力电控阀sw与融冰储液分离器供液口c4连接，闪蒸膨胀装置中压回气口sz通过管路与热泵压缩机中压接口q3连接，重力差工质泵吸入口g1通过管路与重力液分离器出液口c3连接。

11、所述冰屑热泵机组冰刺蒸发器内部构造包括工质分液管板箱za、工质回气管板箱zb、电解层冰刺管族zk、冰水侧壳管体zg、折流板组zw、冷水进液壳箱zx、冰水出液壳箱zy、超声波振子zf、热阻解冻器zr构成，所述冰刺蒸发器(lz)冰水侧壳管体zg内部装有电解层冰刺管族zk穿入折流板zw中间，电解层冰刺管族zk两端部分别胀接于工质分液管板箱za和工质回气管板箱zb管板孔内，折流板组zw两端分别与冷水进液壳箱zx和冰水出液壳箱zy连接，超声波振子zf装于壳管内部；热阻解冻器zr装于壳管底部。

12、所述蓄能负荷系统包括负荷换热设备、谷电蓄能罐、定压循环装置构成，所述荷侧供水口连接点f1通过管道与冷热蓄功能阀组冷热换向阀组导向出口连接点a12连接，荷侧回水口连接点f2通过管道与冷热蓄功能阀组冷热换向阀组导向进口连接点a13连接，谷电蓄能罐进水口ta通过管道与荷侧蓄能进口连接点f3连接，定压循环装置进水口v1通过管道分别为与定压装置vp、蓄能控制阀tc出口、负荷控制阀wa出口连接，定压循环装置出水口通过管道与荷侧回水口连接点f2连接，谷电蓄能罐出水口tb通过管道与蓄能控制阀tc进口连接，负荷控制阀wa进口连接于负荷换热设备的回水管道。