地源熱泵中央空調高效地埋管換熱系統的製作方法

2023-06-18 04:12:51

地源熱泵中央空調高效地埋管換熱系統的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種地源熱泵中央空調高效地埋管換熱系統，屬於中央空調設備領域，包括冷熱水機組、地埋管換熱器、多個水泵、多個閥門及中央空調，其特徵在於：還包括輔助冷卻裝置、輔助集熱裝置；所述的冷熱水機組包括壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器。與現有技術相比較，本實用新型將地源熱泵技術與土壤蓄熱技術有機地結合起來，平衡冬夏負荷，減小埋管的佔地面積和初裝成本。
【專利說明】地源熱泵中央空調高效地埋管換熱系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種中央空調，特別是一種地源熱泵中央空調高效地埋管換熱系統。
【背景技術】
[0002]地源熱泵(GSHP:Ground Source Heat Pump)包括了使用土壤、地下水和地表水作為熱源和冷源的系統，是一種機械蒸汽壓縮製冷循環的運行系統，該系統將熱量排入地表層或從地表層吸收熱量。地源熱泵主要有垂直地埋管土壤地源熱泵系統、水平地埋管土壤地源熱泵系統、地下水地源熱泵系統、地表水地源熱泵系統。
[0003]與傳統空調系統相比，地源熱泵系統使用的地熱作為空調的冷源和熱源，節省了對不可再生能源的消耗，同時在能耗費用和維護費用方面也具有較大優勢。但在實際使用上GSHP存在以下缺陷:①冬夏負荷不平衡導致地溫變化埋管換熱器的佔地面積較大；③系統與輔助熱源或冷卻水塔之間匹配的複雜性加大了設計與運行難度初投資較大。
[0004]其中，冬夏負荷不平衡在現實之中廣泛存在，往往地下儲存的熱量/冷量往往不足以匹配中央空調的熱/冷負荷，造成供熱/製冷不足。而利用太陽能、工業廢熱、餘熱以及低價冷量的長期或短期存儲，是解決負荷不平衡的良好途徑由此能顯著降低地區的co2、NOx, SOx及CFC排放量與平衡電網峰谷負荷，起到電力削峰填谷的作用。
實用新型內容
[0005]本實用新型的技術任務是針對以上現有技術的不足，提供一種可以解決負荷不平衡的地源熱泵中央空調高效地埋管換熱系統。
[0006]本實用新型解決其技術問題的技術方案是:一種地源熱泵中央空調高效地埋管換熱系統，包括冷熱水機組、地埋管換熱器9、多個水泵、多個閥門及中央空調10，其特徵在於:還包括輔助冷卻裝置7、輔助集熱裝置8 ;所述的冷熱水機組包括壓縮機1、冷凝器2、節流閥3、蒸發器4，其連接關係為:壓縮機1、冷凝器2、節流閥3、蒸發器4順序相連形成串聯迴路；蒸發器4、水泵6、閥門16、輔助冷卻裝置7、閥門15相連形成串聯迴路；地埋管換熱器9、閥門25、閥門20、冷凝器2、閥門19、水泵5、閥門21、閥門24、閥門26順序相連形成串聯迴路；水泵6與閥門16之間有一支路通過閥門13連接到閥門12與閥門24之間的管路；地埋管換熱器9與閥門25之間有一支路通過閥門17連接蒸發器4與水泵6之間的管路；地埋管換熱器9與閥門26之間有一支路通過閥門18連接閥門15與蒸發器4之間的管路；蒸發器4與閥門18之間有一支路通過閥門14與水泵5和閥門11之間的管路連接；閥門25與閥門20之間有一支路通過閥門23與閥門19和水泵5入口之間的管路連接；水泵5出口、閥門11、中央空調10、閥門12、閥門24、閥門26順序相連；水泵5出口、閥門21、閥門27、輔助集熱裝置8、閥門28、閥門26、地埋管換熱器9順序相連；地埋管換熱器9、閥門
26、閥門22、閥門25、地埋管換熱器9相連形成串聯迴路。
[0007]上述的輔助冷卻裝置為閉式冷卻塔。[0008]上述的輔助集熱裝置為太陽能板，或者餘熱收集器。
[0009]上述的閥門為電磁閥，電磁閥電路連接自動控制裝置。
[0010]上述的自動控制裝置為TPC4-4TD型定時程序控制器。
[0011]與現有技術相比較，本實用新型具有以下突出的有益效果:
[0012]1、結合地源熱泵技術推廣中存在的問題和地下蓄能技術的優點，將地源熱泵技術與土壤蓄熱技術有機地結合起來，充分利用土壤蓄存能量大和土壤耦合熱泵系統的優點，將蓄能裝置轉移到地源熱泵系統的地埋管換熱器系統中，使地埋管換熱器與蓄能裝置合二為一，各取所長，互補其短；
[0013]2、減少了熱泵輔助能源，平衡電網峰谷負荷，起到電力削峰填谷的作用，是平衡冬夏負荷非常有效的途徑，提高系統的運行壽命；
[0014]3、利用輔助冷卻裝置、輔助集熱裝置，在保證冷/熱效應的同時，減小埋管換熱器的尺寸與容量，減小埋管的佔地面積；
[0015]4、地埋管換熱器在夏季運行時兼做蓄冷裝置，在冬季運行時兼做蓄熱裝置，將蓄能(冷/熱)裝置與埋管換熱器合二為一，使系統簡單化，減少了初裝成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結構組成示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合說明書附圖和【具體實施方式】對本實用新型進一步說明。
[0018]如圖1所示，本實用新型包括冷熱水機組、地埋管換熱器9、輔助冷卻裝置7、輔助集熱裝置8、多個水泵、多個閥門及中央空調10組成，通過外側水環路的切換來實現集成系統的蓄能、供冷與供熱功能。
[0019]所述的冷熱水機組包括壓縮機1、冷凝器2、節流閥3、蒸發器4，其連接關係如圖1所示:壓縮機1、冷凝器2、節流閥3、蒸發器4順序相連形成串聯迴路；蒸發器4、水泵6、閥門16、輔助冷卻裝置7、閥門15相連形成串聯迴路；地埋管換熱器9、閥門25、閥門20、冷凝器
2、閥門19、水泵5、閥門21、閥門24、閥門26順序相連形成串聯迴路；水泵6與閥門16之間有一支路通過閥門13連接到閥門12與閥門24之間的管路；地埋管換熱器9與閥門25之間有一支路通過閥門17連接蒸發器4與水泵6之間的管路；地埋管換熱器9與閥門26之間有一支路通過閥門18連接閥門15與蒸發器4之間的管路；蒸發器4與閥門18之間有一支路通過閥門14與水泵5和閥門11之間的管路連接；閥門25與閥門20之間有一支路通過閥門23與閥門19和水泵5入口之間的管路連接；水泵5出口、閥門11、中央空調10、閥門12、閥門24、閥門26順序相連；水泵5出口、閥門21、閥門27、輔助集熱裝置8、閥門28、閥門26、地埋管換熱器9順序相連；地埋管換熱器9、閥門26、閥門22、閥門25、地埋管換熱器9相連形成串聯迴路。
[0020]其中所述的輔助冷卻裝置為閉式冷卻塔，所述的輔助集熱裝置為太陽能板，或者餘熱收集器。
[0021]所述的閥門為電磁閥，電磁閥電路連接自動控制裝置。本實施例中所述的自動控制裝置為TPC4-4TD定時程序控制器。[0022]其操作流程為:夏季白天運行時，由於此時屬於電力尖峰時段，機組適宜避峰停止運行，此時開啟水泵5、閥門11、閥門12、閥門23、閥門24、閥門25、閥門26，其餘閥門均關閉；此時工作介質在地埋管換熱器9 -閥門25 -閥門23 -水泵5 -閥門11 -閥門12-閥門24 -閥門26 -地埋管換熱器9中循環流動與埋管周圍的土壤進行熱交換，將蓄存於土壤中的冷量提取出來供給中央空調10使用；而夏季夜晚運行時，利用晚間電網低谷電力製備冷量，關閉閥門2、閥門12、閥門13、閥門14、閥門17、閥門18、閥門22、閥門23、閥門
27、閥門28，其他閥門和水泵開啟，輔助冷卻裝置進入排熱循環，即蒸發器4 -閥門15 -輔助冷卻裝置7 -閥門16 -水泵6 -蒸發器4，而地埋管換熱器9的蓄冷循環則為冷凝器2 -閥門19 -水泵5 -閥門21 -閥門24 -閥門26 -地埋管換熱器9 -閥門25 -閥門20 -冷凝器2，通過輔助冷卻裝置7和地埋管換熱器9蓄冷將冷量部分或全部地貯存到地下土壤中。
[0023]而冬季運行時，開啟水泵5、水泵6、閥門11、閥門12、閥門21、閥門23、閥門24、閥門25、閥門26、閥門27、閥門28，其餘的閥門均關閉。通過輔助集熱裝置8 -閥門28 -閥門26 -地埋管換熱器9 -閥門25 -閥門23 -水泵5 -閥門21 -閥門27 -輔助集熱裝置8的工作介質流動，將輔助集熱裝置收集起來的太陽能或工業餘熱、廢熱部分或全部地通過地埋管換熱器9貯存到地下土壤中，而後經由地埋管換熱器9 -閥門25 -閥門23 -水泵5 -閥門11 -中央空調10 -閥門12 -閥門24 -閥門26 -地埋管換熱器9過程，將蓄存於土壤中的熱量提取出來進行供暖。
[0024]需要說明的是，本實用新型的特定實施方案已經對本實用新型進行了詳細描述，對於本領域的技術人員來說，在不背離本實用新型的精神和範圍的情況下對它進行的各種顯而易見的改變都在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種地源熱泵中央空調高效地埋管換熱系統，包括冷熱水機組、地埋管換熱器(9)、多個水泵、多個閥門及中央空調(10)，其特徵在於:還包括輔助冷卻裝置(7)、輔助集熱裝置(8);所述的冷熱水機組包括壓縮機(I)、冷凝器(2)、節流閥(3)、蒸發器(4)，其連接關係為:壓縮機(I)、冷凝器(2)、節流閥(3)、蒸發器(4)順序相連形成串聯迴路；蒸發器(4)、水泵(6)、閥門(16)、輔助冷卻裝置(7)、閥門(15)相連形成串聯迴路；地埋管換熱器(9)、閥門(25 )、閥門(20 )、冷凝器(2 )、閥門(19 )、水泵(5 )、閥門(21)、閥門(24 )、閥門(26 )順序相連形成串聯迴路；水泵(6)與閥門(16)之間有一支路通過閥門(13)連接到閥門(12)與閥門(24)之間的管路；地埋管換熱器(9)與閥門(25)之間有一支路通過閥門(17)連接蒸發器(4)與水泵(6)之間的管路；地埋管換熱器(9)與閥門(26)之間有一支路通過閥門(18)連接閥門(15)與蒸發器(4)之間的管路；蒸發器(4)與閥門(18)之間有一支路通過閥門(14 )與水泵(5 )和閥門(11)之間的管路連接；閥門(25 )與閥門(20 )之間有一支路通過閥門(23)與閥門(19)和水泵(5)入口之間的管路連接；水泵(5)出口、閥門(11)、中央空調(10)、閥門(12)、閥門(24)、閥門(26)順序相連；水泵(5)出口、閥門(21 )、閥門(27)、輔助集熱裝置(8)、閥門(28)、閥門(26)、地埋管換熱器(9)順序相連；地埋管換熱器(9)、閥門(26)、閥門(22)、閥門(25)、地埋管換熱器(9)相連形成串聯迴路。
2.根據權利要求1所述的地源熱泵中央空調高效地埋管換熱系統，其特徵在於:所述的輔助冷卻裝置(7)為閉式冷卻塔。
3.根據權利要求1所述的地源熱泵中央空調高效地埋管換熱系統，其特徵在於:所述的輔助集熱裝置(8)為太陽能板，或者餘熱收集器。
4.根據權利要求1所述的地源熱泵中央空調高效地埋管換熱系統，其特徵在於:所述的閥門為電磁閥，電磁閥電路連接自動控制裝置。
5.根據權利要求4所述的地源熱泵中央空調高效地埋管換熱系統，其特徵在於:所述的自動控制裝置為TPC4-4TD定時程序控制器。
【文檔編號】F24F13/30GK203518337SQ201320704491
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月8日 優先權日:2013年11月8日
【發明者】苗為佳, 張文, 袁曉利 申請人:山東佳源空調設備有限公司