一種夏季運行用地源熱泵機組的製作方法

2023-08-01 06:07:36 1

專利名稱：一種夏季運行用地源熱泵機組的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種地源熱泵機組，特別是涉及一種夏季運行用地源熱泵機組。
背景技術：
地源熱泵技術的實質就是利用鑽井機在大地鑽孔，然後向孔中埋設由PE塑料製成且專業上稱為地埋管換熱器的U型管，之後向地埋管換熱器中注入換熱介質，換熱介質通常為水，通過該換熱介質與大地間的熱交換而從大地吸收熱量或冷量，然後換熱介質將該熱量或冷量通過熱交換的方式提供給地源熱泵機組中的冷媒，之後地源熱泵機組再將經過熱交換後升溫或降溫的冷媒提供給安裝在室內空間的空調器，在空調器中該冷媒將與室內空間的空氣進行熱交換，從而將室內空間保持在適宜的溫度下。即地源熱泵系統是由彼此通過管路相連的地源熱泵機組、構成空調系統的多臺空調器和構成地埋系統的多組地埋管換熱器組成，其中地源熱泵機組安裝在機房內，多臺空調器設置在需要溫度調節的建築物內不同室內空間中，而多組地埋管換熱器則埋設在大地土壤中。
圖1為一種已有技術的夏季運行用地源熱泵機組結構示意圖。如圖1所示，這種已有技術的夏季運行用地源熱泵機組包括製冷循環裝置、空調系統供水管4、空調系統回水管5、地埋系統來水管6、地埋系統去水管7、空調系統循環水泵8、地埋系統循環水泵9和四個閥門11 ;所述的製冷循環裝置由壓縮機1、冷凝器2、圖中未示出的膨脹閥和蒸發器3通過冷媒管彼此相連而構成，其中蒸發器3與空調系統供水管4和空調系統回水管5的一端相連，空調系統供水管4和空調系統回水管5的另一端與空調系統相接；冷凝器2與地埋系統來水管6和地埋系統去水管7的一端相連，地埋系統來水管6和地埋系統去水管7的另一端與地埋管換熱器10相接；空調系統循環水泵8安裝在空調系統供水管4上；地埋系統循環水泵9設置在地埋系統來水管6上；空調系統供水管4、空調系統回水管5、地埋系統來水管6和地埋系統去水管7上分別安裝有一個閥門11。
夏季供冷時，來自空調系統的12°C回水在空調系統循環水泵8的作用下經空調系統供水管4流入蒸發器3，此時空調系統供水管4、空調系統回水管5、地埋系統來水管6和地埋系統去水管7上的閥門11均處於開啟狀態，該水將與蒸發器3中流動的冷媒進行熱交換，從而將水溫降至TC，然後經空調系統回水管5流回空調系統，從而實現對室內空間的製冷。與此同時，來自地埋管換熱器10且已向大地散熱的地埋系統冷水在地埋系統循環水泵9的作用下經地埋系統來水管6流入冷凝器2，該水將與冷凝器2中流動的冷媒進行熱交換，從而將水溫升高，然後經地埋系統去水管7流回地埋管換熱器10，如此反覆進行循環。而製冷循環裝置的工作原理同已有技術。
但是，這種已有技術的夏季運行用地源熱泵機組存在下列問題:如上所述，在夏季，地源熱泵系統向建築物供冷時將產生的熱量通過地埋管換熱器10存入大地土壤中，而在冬季供熱時通過地埋管換熱器10將大地土壤中的熱量取出，然後由地源熱泵機組將該熱量提高品位後向建築物供暖。由於平原地區的地埋管換熱器10的深度為100-150米，在此深度範圍內土壤的平均溫度是恆定的，約為15-16C。在夏季，隨著地源熱泵系統的不斷運行，大地土壤中積聚的熱量不斷增多，地溫逐漸上升，到製冷期結束時，地溫可達30C。在冬季，隨著地源熱泵系統的不斷運行，大地土壤中的熱量逐漸減少，地溫不斷下降，供暖期結束時地埋管換熱器10所在區域的大地溫度將達到IOC以下。但是，在夏季開始運行時，由於上一年冬季供熱造成的大地地溫較低，即此時空調系統和地埋系統中換熱介質的溫差較大，所以若將地埋管換熱器10中的換熱介質從大地土壤中取出的冷量直接提供給空調系統完全可以滿足溫度調節的要求，但現有的地源熱泵系統無法做到，必須要開啟地源熱泵機組，這樣必然會造成能源浪費。

發明內容
為了解決上述問題，本發明的目的在於提供一種節能效果好的夏季運行用地源熱泵機組。為了達到上述目的，本發明提供的夏季運行用地源熱泵機組包括製冷循環裝置、空調系統供水管、空調系統回水管、地埋系統來水管、地埋系統去水管、空調系統循環水泵、地埋系統循環水泵和四個閥門；所述的製冷循環裝置由壓縮機、冷凝器、膨脹閥和蒸發器通過冷媒管彼此相連而構成，其中蒸發器與空調系統供水管和空調系統回水管的一端相連，空調系統供水管和空調系統回水管的另一端與空調系統相接；冷凝器與地埋系統來水管和地埋系統去水管的一端相連，地埋系統來水管和地埋系統去水管的另一端與地埋管換熱器相接；空調系統循環水泵安裝在空調系統供水管上；地埋系統循環水泵設置在地埋系統來水管上；空調系統供水管、空調系統回水管、地埋系統來水管和地埋系統去水管上分別安裝有一個閥門；所述的夏季運行用地源熱泵機組還包括一個板式換熱器、空調系統板換進水管、空調系統板換出水管、地埋系統板換進水管、地埋系統板換出水管和四個轉向閥門；其中空調系統板換進水管的一端連接在空調系統供水管上位於閥門和空調系統循環水泵之間的管路上，另一端與板式換熱器的一側進水口相連接；空調系統板換出水管的一端連接在空調系統回水管上位於閥門和空調系統之間的管路上，另一端與板式換熱器的一側出水口相連接；地埋系統板換進水管的一端連接在地埋系統來水管上位於閥門和地埋系統循環水泵之間的管路上，另一端與板式換熱器的另一側進水口相連接；地埋系統板換出水管的一端連接在地埋系統去水管上位於閥門和地埋管換熱器之間的管路上，另一端與板式換熱器的另一側出水口相連接；並且空調系統板換進水管、空調系統板換出水管、地埋系統板換進水管和地埋系統板換出水管上分別安裝有一個轉向閥門。所述的轉向閥門與閥門的結構相同，系統運行時一個開啟，另一個關閉。本發明提供的夏季運行用地源熱泵機組是在空調系統和地埋系統之間安裝一個板式換熱器，並在夏季開始供冷運行時，利用板式換熱器將地埋管換熱器中的換熱介質從大地土壤中取出的冷量直接提供給空調系統，而不開啟製冷循環裝置，待運行一段時間後地溫回升到某一溫度，再開啟製冷循環裝置，同時停止板式換熱器的運行，這樣就能夠大幅度減少能耗，降低運行成本，同時利於環境保護。


圖1為一種已有技術的夏季運行用地源熱泵機組結構示意圖。圖2為本發明提供的夏季運行用地源熱泵機組結構示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的夏季運行用地源熱泵機組進行詳細說明。與已有技術相同的部件採用相同的附圖標號，並省略對其進行的說明。如圖2所示，本發明提供的夏季運行用地源熱泵機組包括製冷循環裝置、空調系統供水管4、空調系統回水管5、地埋系統來水管6、地埋系統去水管7、空調系統循環水泵8、地埋系統循環水泵9和四個閥門11 ;所述的製冷循環裝置由壓縮機1、冷凝器2、圖中未示出的膨脹閥和蒸發器3通過冷媒管彼此相連而構成，其中蒸發器3與空調系統供水管4和空調系統回水管5的一端相連，空調系統供水管4和空調系統回水管5的另一端與空調系統相接；冷凝器2與地埋系統來水管6和地埋系統去水管7的一端相連，地埋系統來水管6和地埋系統去水管7的另一端與地埋管換熱器10相接；空調系統循環水泵8安裝在空調系統供水管4上；地埋系統循環水泵9設置在地埋系統來水管6上；空調系統供水管4、空調系統回水管5、地埋系統來水管6和地埋系統去水管7上分別安裝有一個閥門11 ;所述的夏季運行用地源熱泵機組還包括一個板式換熱器12、空調系統板換進水管13、空調系統板換出水管14、地埋系統板換進水管15、地埋系統板換出水管16和四個轉向閥門17 ;其中空調系統板換進水管13的一端連接在空調系統供水管4上位於閥門11和空調系統循環水泵8之間的管路上，另一端與板式換熱器12的一側進水口相連接；空調系統板換出水管14的一端連接在空調系統回水管5上位於閥門11和空調系統之間的管路上，另一端與板式換熱器12的一側出水口相連接；地埋系統板換進水管15的一端連接在地埋系統來水管6上位於閥門11和地埋系統循環水泵9之間的管路上，另一端與板式換熱器12的另一側進水口相連接；地埋系統板換出水管16的一端連接在地埋系統去水管7上位於閥門11和地埋管換熱器10之間的管路上，另一端與板式換熱器12的另一側出水口相連接；並且空調系統板換進水管13、空調系統板換出水管14、地埋系統板換進水管15和地埋系統板換出水管16上分別安裝有一個轉向閥門17。所述的轉向閥門17與閥門11的結構相同，系統運行時一個開啟，另一個關閉。現將本發明提供的夏季運行用地源熱泵機組工作原理闡述如下:夏季開始供冷運行時，由於上一年冬季供熱造成大地的地溫較低，所以將地埋管換熱器10中的換熱介質從大地土壤中取出的冷量直接提供給空調系統完全可以滿足溫度調節的要求，這時將空調系統供水管4、空調系統回水管5、地埋系統來水管6和地埋系統去水管7上的四個閥門11全部關閉，同時開啟空調系統板換進水管13、空調系統板換出水管14、地埋系統板換進水管15和地埋系統板換出水管16上的四個轉向閥門17，然後只需開啟地埋系統循環水泵9和空調系統循環水泵8，但不開啟製冷循環裝置，直接用地下的低溫循環水經過板式換熱器12換熱向空調系統供冷。隨著供冷的不斷進行，大地的溫度逐步回升，待地溫回升到某一溫度後，將空調系統供水管4、空調系統回水管5、地埋系統來水管6和地埋系統去水管7上的四個閥門11全部開啟，同時關閉空調系統板換進水管13、空調系統板換出水管14、地埋系統板換進水管15和地埋系統板換出水管16上的四個轉向閥門17，然後開啟製冷循環裝置，這時地源熱泵機組將按照正常的工作原理運行，因此這裡不再重述。
權利要求
1.一種夏季運行用地源熱泵機組，其包括製冷循環裝置、空調系統供水管(4)、空調系統回水管(5)、地埋系統來水管(6)、地埋系統去水管(7)、空調系統循環水泵(8)、地埋系統循環水泵(9)和四個閥門(11);所述的製冷循環裝置由壓縮機(I)、冷凝器(2)、膨脹閥和蒸發器(3)通過冷媒管彼此相連而構成，其中蒸發器(3)與空調系統供水管(4)和空調系統回水管(5)的一端相連，空調系統供水管(4)和空調系統回水管(5)的另一端與空調系統相接；冷凝器(2)與地埋系統來水管(6)和地埋系統去水管(7)的一端相連，地埋系統來水管(6)和地埋系統去水管(7)的另一端與地埋管換熱器(10)相接；空調系統循環水泵(8)安裝在空調系統供水管(4)上；地埋系統循環水泵(9)設置在地埋系統來水管(6)上；空調系統供水管(4)、空調系統回水管(5)、地埋系統來水管(6)和地埋系統去水管(7)上分別安裝有一個閥門(11);其特徵在於:所述的夏季運行用地源熱泵機組還包括一個板式換熱器(12)、空調系統板換進水管(13)、空調系統板換出水管(14)、地埋系統板換進水管(15)、地埋系統板換出水管(16)和四個轉向閥門(17);其中空調系統板換進水管(13)的一端連接在空調系統供水管(4)上位於閥門(11)和空調系統循環水泵(8)之間的管路上，另一端與板式換熱器(12)的一側進水口相連接；空調系統板換出水管(14)的一端連接在空調系統回水管(5)上位於閥門(11)和空調系統之間的管路上，另一端與板式換熱器(12)的一側出水口相連接；地埋系統板換進水管(15)的一端連接在地埋系統來水管(6)上位於閥門(11)和地埋系統循環水泵(9)之間的管路上，另一端與板式換熱器(12)的另一側進水口相連接；地埋系統板換出水管(16)的一端連接在地埋系統去水管(7)上位於閥門(11)和地埋管換熱器(10)之間的管路上，另一端與板式換熱器(12)的另一側出水口相連接；並且空調系統板換進水管(13)、空調系統板換出水管(14)、地埋系統板換進水管(15)和地埋系統板換出水管(16)上分別安裝有一個轉向閥門(17)。
2.根據權利要求1所述的夏季運行用地源熱泵機組，其特徵在於:所述的轉向閥門(17)與閥門(11)的結構相同。
全文摘要
一種夏季運行用地源熱泵機組。其包括製冷循環裝置、空調系統供水管、空調系統回水管、地埋系統來水管、地埋系統去水管、空調系統循環水泵、地埋系統循環水泵、四個閥門、板式換熱器、空調系統板換進水管、空調系統板換出水管、地埋系統板換進水管、地埋系統板換出水管和四個轉向閥門。本發明的夏季運行用地源熱泵機組是在空調系統和地埋系統之間安裝板式換熱器，在夏季開始供冷運行時，利用板式換熱器將地埋管換熱器中換熱介質從大地土壤中取出的冷量直接提供給空調系統，而不開啟製冷循環裝置，待運行一段時間後地溫回升到某一溫度，再開啟製冷循環裝置，同時停止板式換熱器運行，這樣就能大幅度減少能耗，降低運行成本，利於環境保護。
文檔編號F24F5/00GK103148550SQ20131007545
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月8日 優先權日2013年3月8日
發明者李 浩, 張燕立 申請人:天津美意空調設備銷售有限公司