一種地下水水源熱泵補熱裝置的製作方法

2023-05-28 08:03:26

本實用新型屬於清潔能源設備技術領域，特別是涉及一種地下水水源熱泵補熱裝置。

背景技術：

隨著科技的發展和人們生活水平的提高，能源的消耗也在逐步提高，而絕大部分的能源又都是通過礦物燃料的燃燒得到的，但由於礦物燃料資源的有限性和全球環境壓力的增加，世界上許多國家都提高了對可再生能源重要性的認識，並採取了一系列行動，出臺了許多新的政策和措施，目的是加快可再生能源開發利用的速度，使其儘快在能源供應系統中發揮重要作用。在這種大環境下，水源熱泵技術應運而生，其在環保、節能方面有著較強的優勢，在我國也在大力推展中。

地下水水源熱泵作為水源熱泵技術中的一個分支，其水源分別作為夏季室內製冷的冷源和冬季室內供暖的熱源，即在夏季將室內的熱量釋放到水源中去，達到室內製冷的目的；而冬季，則是通過水源熱泵機組，將水源中的熱量提取出來，用於室內的採暖。上述水源熱泵是基於地下水水溫恆定的前提下設計和工作的，但是在實際使用過程中人們發現，地下水的水溫並不是一成不變的，尤其是在我國的北方地區，由於冬天漫長而夏天短暫，這就使得在這些地區工作的地下水水源熱泵在一年中有將近五個月的時間在從地下水中提取熱量，而只有短短兩三個月的時間在往地下水中補充熱量，這就使得地下水中被提取出的熱量不能得到有效的補充，使地下水的水溫呈逐年降低的趨勢。而地下水水源熱泵機組在冬季制熱工況下運行是有水溫條件限制的，當水源溫度過低的時候，熱泵機組將進入低溫保護，無法正常啟動，這也就意味著，如果周圍地下水的水溫持續降低而無法得到補充的話，將勢必會造成熱泵機組的失靈，因此，亟需一種裝置來解決現有技術中存在的上述問題。

技術實現要素：

針對現有技術存在的問題，本實用新型提供一種地下水水源熱泵補熱裝置，該熱泵補熱裝置可以在室外空氣的露點溫度高於地下水水溫時，為提取的地下水補充熱量，提升水溫。

為了實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案：

一種地下水水源熱泵補熱裝置，包括地下水井，所述地下水井中設置有取水泵，所述取水泵通過第一管道連接於主進水管，所述主進水管的一端連接於熱泵工作機組的進水端，另一端連接於升溫塔的進水端，所述熱泵工作機組的回水端與所述升溫塔的回水端通過主回水管連接，所述主回水管通過第二管道連接於所述地下水井。

所述主進水管靠近所述升溫塔的所述進水端處設置有第一閥門，所述主回水管靠近所述升溫塔的所述回水端處設置有第二閥門，當室外空氣的露點溫度高於地下水水溫時，所述第一閥門與所述第二閥門處於開啟狀態，通過所述取水泵提取出來的地下水有一部分通過所述主進水管與所述第一閥門進入到所述升溫塔，並從所述升溫塔的所述進水端噴出，噴出的低溫地下水與高溫的室外空氣接觸發生熱交換，熱交換後的地下水經所述升溫塔的所述回水端和所述主回水管，回灌到所述地下水井；當室外空氣的露點溫度低於地下水水溫時，所述第一閥門與所述第二閥門處於關閉狀態。

所述熱泵工作機組包括連接於用戶工作機的第三管道和第四管道，所述第三管道與所述主進水管之間並聯有第五管道和第六管道，所述第五管道設置有第三閥門和第四閥門，所述第三閥門和所述第四閥門可選擇的打開其一，所述第五管道在所述第三閥門與所述第四閥門之間連接有第七管道，所述第七管道連接於蒸發器；所述第六管道設置有第五閥門和第六閥門，所述第五閥門和所述第六閥門可選擇的打開其一，所述第六管道在所述第五閥門與所述第六閥門之間連接有第八管道，所述第八管道連接於冷凝器；

所述第四管道與所述主回水管之間並聯有第九管道和第十管道，所述第九管道設置有第七閥門和第八閥門，所述第七閥門和所述第八閥門可選擇的打開其一，所述第九管道在所述第七閥門與所述第八閥門之間連接有第十一管道，所述第十一管道連接於所述蒸發器；所述第十管道設置有第九閥門和第十閥門，所述第九閥門和所述第十閥門可選擇的打開其一，所述第十管道在所述第九閥門與所述第十閥門之間連接有第十二管道，所述第十二管道連接於所述冷凝器。

本實用新型的有益效果：

本實用新型提供一種地下水水源熱泵補熱裝置，該補熱裝置結構簡單、運行有效，在室外空氣的露點溫度高於地下水水溫時，通過取水泵提取出來的地下水有一部分通過主進水管進入到升溫塔，從升溫塔的進水端噴出，噴出的低溫地下水與高溫的室外空氣接觸發生熱交換，吸收熱量，進入升溫塔的地下水也可根據實際情況，在升溫塔中貯存一段時間，以接收太陽光的輻射，提升水溫，之後，經升溫塔的回水端和主回水管，回灌到地下水井，並與水井中的地下水發生熱交換，從而提升所在工作區域內的地下水整體水溫，保證熱泵機組在冬季對室內進行供暖時能夠正常運行。

附圖說明

圖1是本實用新型地下水水源熱泵補熱裝置的結構示意圖；

圖中：1-地下水井，2-取水泵，3-第一管道，4-主進水管，5-升溫塔，6-進水端，7-回水端，8-主回水管，9-第二管道，10-第一閥門，11-第二閥門，12-第三管道，13-第四管道，14-第五管道，15-第六管道，16-第三閥門，17-第四閥門，18-第七管道，19-蒸發器，20-第五閥門，21-第六閥門，22-第八管道，23-冷凝器，24-第九管道，25-第十管道，26-第七閥門，27-第八閥門，28-第十一管道，29-第九閥門，30-第十閥門，31-第十二管道。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步的詳細說明。

如圖1所示，一種地下水水源熱泵補熱裝置，屬於清潔能源設備，用於在室外空氣的露點溫度高於地下水水溫時，為提取的地下水補充熱量，提升水溫。

本實用新型的地下水水源熱泵補熱裝置包括地下水井1，地下水井1中設置有取水泵2，用於抽取地下水井1中的地下水，取水泵2通過第一管道3連接於主進水管4，主進水管4的一端連接於熱泵工作機組的進水端，另一端連接於升溫塔5的進水端6，熱泵工作機組的回水端與升溫塔5的回水端7通過主回水管8連接，主回水管8通過第二管道9連接於地下水井1。

主進水管4靠近升溫塔5的進水端6處設置有第一閥門10，主回水管8靠近升溫塔5的回水端7處設置有第二閥門11，當室外空氣的露點溫度高於地下水的水溫時，第一閥門10與第二閥門11處於開啟狀態，使通過取水泵2提取出來的地下水有一部分通過主進水管4與第一閥門10進入到升溫塔5，在本實施例中，進入到升溫塔5中的地下水從升溫塔5的進水端6噴出，以對取用的地下水進行補熱升溫，在其他實施例中，進水端6處可設置有若干噴淋裝置，以增大地下水與高溫空氣的接觸範圍；當室外空氣的露點溫度低於地下水的水溫時，第一閥門10與第二閥門11處於關閉狀態。

熱泵工作機組包括連接於用戶工作機的第三管道12和第四管道13，第三管道12與主進水管4之間並聯有第五管道14和第六管道15，第五管道14設置有第三閥門16和第四閥門17，第三閥門16和第四閥門17可選擇的打開其一，第五管道14在第三閥門16與第四閥門17之間連接有第七管道18，第七管道18連接於蒸發器19；第六管道15設置有第五閥門20和第六閥門21，第五閥門20和第六閥門21可選擇的打開其一，第六管道15在第五閥門20與第六閥門21之間連接有第八管道22，第八管道22連接於冷凝器23；

第四管道13與主回水管8之間並聯有第九管道24和第十管道25，第九管道24設置有第七閥門26和第八閥門27，第七閥門26和第八閥門27可選擇的打開其一，第九管道24在第七閥門26與第八閥門27之間連接有第十一管道28，第十一管道28連接於蒸發器19；第十管道25設置有第九閥門29和第十閥門30，第九閥門29和第十閥門30可選擇的打開其一，第十管道25在第九閥門29與第十閥門30之間連接有第十二管道31，第十二管道31連接於冷凝器23。

下面結合附圖說明本實用新型的一次使用過程。

如圖1所示，當室外空氣的露點溫度高於地下水水溫時，開啟第一閥門10與第二閥門11，此時通過取水泵2提取出來的地下水有一部分會通過主進水管4與第一閥門10進入到升溫塔5，並從升溫塔5的進水端6噴出，噴出的低溫地下水與高溫的室外空氣接觸發生熱交換，進入升溫塔的地下水可根據實際情況，在升溫塔中貯存一段時間，以接收太陽光的輻射，進一步提升水溫，熱交換後的地下水經升溫塔5的回水端7和主回水管8，回灌到地下水井1中；當室外空氣的露點溫度低於地下水水溫時，關閉第一閥門10與第二閥門11。由於有第一閥門10和第二閥門11的阻斷，所以升溫塔5對熱泵工作機組的正常工作並不會產生任何的影響。

當夏天室內需要供冷時，熱泵工作機組的第四閥門17、第五閥門20、第八閥門27和第九閥門29開啟，第三閥門16、第六閥門21、第七閥門26和第十閥門30關閉，經取水泵2提取的地下水通過主進水管4進入到第六管道15，經過第五閥門20和第八管道22進入冷凝器23，冷凝器23內的製冷劑冷凝放熱，將熱量釋放到地下水中去，完成熱交換之後，地下水通過第十二管道31進入第十管道25，經第九閥門29流入到主回水管8，並通過第二管道9回灌到地下水井1中；與此同時，用戶工作機的回水通過第三管道12進入第五管道14，經第四閥門17和第七管道18進入蒸發器19，蒸發器19內的製冷劑蒸發，從水體中提取熱量，使水溫降低，完成熱交換之後，用戶工作機回水通過第十一管道28進入第九管道24，經第八閥門27和第四管道13流進用戶工作機，為室內提供製冷時所需的冷媒。

當冬天室內需要供熱時，熱泵工作機組的第四閥門17、第五閥門20、第八閥門27和第九閥門29關閉，第三閥門16、第六閥門21、第七閥門26和第十閥門30開啟，經取水泵2提取的地下水通過主進水管4進入到第五管道14，經過第三閥門16和第七管道18進入蒸發器19，蒸發器19內的製冷劑蒸發，從地下水中提取熱量，完成熱交換之後，地下水通過第十一管道28進入第九管道24，經第七閥門26流入到主回水管8，並通過第二管道9回灌到地下水井1中；與此同時，用戶工作機的回水通過第三管道12進入第六管道15，經第六閥門21和第八管道22進入冷凝器23，冷凝器23內的製冷劑冷凝放熱，將熱量釋放到水體中去，使水溫升高，完成熱交換之後，用戶工作機回水通過第十二管道31進入第十管道25，經第十閥門30和第四管道13流進用戶工作機，為室內提供制熱時所需的熱媒。

以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍內。