具有調節土壤溫度功能的土壤源熱泵系統的製作方法

2023-05-24 11:10:41

專利名稱：具有調節土壤溫度功能的土壤源熱泵系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種土壤源熱泵系統，尤其是一種具有調節土壤溫度功能的土壤源熱 泵系統。
背景技術：
土壤源熱泵系統作為節能環保空調技術，在21世紀得到迅速發展，並廣泛應用於 實際工程中。在實驗及實際工程中，土壤源熱泵系統普遍存在冬夏季能量不匹配的問題，土 壤源熱泵系統將夏季的冷凝熱轉存於土壤中，冬季將這部分能量提取出來進行供暖，常會 出現冬季土壤源熱泵系統提供不了充足的熱量或夏季提供不了充足的冷量，而土壤作為冬 夏能量負荷的載體，會出現土壤的年平均溫度逐年下降或升高等問題，在長時間運行後，系 統的運行效率降低。

發明內容
本發明的目的是為了解決現有的土壤源熱泵系統冬夏季冷熱負荷不匹配，土壤的 年平均溫度逐年下降或升高，系統運行效率逐漸降低甚至導致系統不能正常運行的問題， 進而提供了一種具有調節土壤溫度功能的土壤源熱泵系統。本發明的技術方案是它包括多個垂直U型地埋管換熱器、第一管路、第二管路、 第三管路、第四管路、第五管路、室外換熱裝置和熱泵機組，它還包括第一管路閥門、第二管 路閥門、第三管路閥門、第四管路閥門、第五管路閥門、第六管路閥門、第七管路閥門、第八 管路閥門、第九管路閥門、循環泵一和循環泵二，所述多個垂直U型地埋管換熱器並列設 置，其中一個垂直U型地埋管換熱器的一端通過第一管路與室外換熱裝置的入口端連通， 該垂直u型地埋管換熱器的另一端通過第二管路與室外換熱裝置的出口端連通，其餘的垂 直u型地埋管換熱器的兩端分別連接在第一管路和第二管路上，所述室外換熱裝置的入口 端與靠近室外換熱裝置的垂直U型地埋管換熱器之間的管路上從左至右依次設置有第一 管路閥門和第二管路閥門，室外換熱裝置的出口端與靠近室外換熱裝置的垂直U型地埋管 換熱器之間的管路上從左至右依次設置有第五管路閥門、第六管路閥門和第七管路閥門， 靠近室外換熱裝置的第五管路閥門的兩端並聯有第五管路，所述第五管路上依次設置有第 八管路閥門、循環泵二和第九管路閥門，所述熱泵機組並聯在室外換熱裝置與靠近室外換 熱裝置的垂直U型地埋管換熱器之間的管路上，熱泵機組的入口端通過第三管路與第一管 路連通，第三管路位於第一管路閥門和第二管路閥門之間，熱泵機組的出口端通過第四管 路與第二管路連通，第四管路位於第六管路閥門和第七管路閥門之間，所述第四管路上設 置有循環泵一和第四管路閥門，第三管路上設置有第三管路閥門。本發明具有以下有益效果本發明通過管路閥門的切換，使得該系統具有土壤源 熱泵、空氣源熱泵和調節土壤溫度的功能，通過主動調節土壤溫度，控制土壤溫度的變化範 圍，保證土壤源熱泵長期穩定運行；該發明不僅適用於新系統的設計，還可以應用於對現有土壤源熱泵系統的改造，恢復現有系統的效率。


圖1是本發明的系統結構示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一結合圖1說明本實施方式的具有調節土壤溫度功能的土壤源熱 泵系統，它包括多個垂直U型地埋管換熱器1、第一管路A、第二管路B、第三管路C、第四管 路D、第五管路E、室外換熱裝置4和熱泵機組5，它還包括第一管路閥門9、第二管路閥門
13、第三管路閥門12、第四管路閥門11、第五管路閥門8、第六管路閥門10、第七管路閥門
14、第八管路閥門6、第九管路閥門7、循環泵一2和循環泵二 3，所述多個垂直U型地埋管換 熱器1並列設置，其中一個垂直U型地埋管換熱器1的一端通過第一管路A與室外換熱裝 置4的入口端c連通，該垂直U型地埋管換熱器1的另一端通過第二管路B與室外換熱裝 置4的出口端d連通，其餘的垂直U型地埋管換熱器1的兩端分別連接在第一管路A和第 二管路B上，所述室外換熱裝置4的入口端c與靠近室外換熱裝置4的垂直U型地埋管換 熱器1之間的管路上從左至右依次設置有第一管路閥門9和第二管路閥門13，室外換熱裝 置4的出口端d與靠近室外換熱裝置4的垂直U型地埋管換熱器1之間的管路上從左至右 依次設置有第五管路閥門8、第六管路閥門10和第七管路閥門14，靠近室外換熱裝置4的 第五管路閥門8的兩端並聯有第五管路E，所述第五管路E上依次設置有第八管路閥門6、 循環泵二 3和第九管路閥門7，所述熱泵機組5並聯在室外換熱裝置4與靠近室外換熱裝 置4的垂直U型地埋管換熱器1之間的管路上，熱泵機組5的入口端f通過第三管路C與 第一管路A連通，第三管路C位於第一管路閥門9和第二管路閥門13之間，熱泵機組5的 出口端e通過第四管路D與第二管路B連通，第四管路D位於第六管路閥門10和第七管路 閥門14之間，所述第四管路D上設置有循環泵一 2和第四管路閥門11，第三管路C上設置 有第三管路閥門12。
具體實施方式
二 結合圖1說明本實施方式的具有調節土壤溫度功能的土壤源熱 泵系統，所述多個垂直u型地埋管換熱器1、第一管路A、第二管路B、第三管路C、第四管路 D和第五管路E內均充滿換熱介質。本實施方式的其他組成與連接關係與具體實施方式
一 相同。
具體實施方式
三結合圖1說明本實施方式的具有調節土壤溫度功能的土壤源熱 泵系統，所述換熱介質為乙二醇溶液。為保證該土壤源熱泵系統能夠長期穩定運行，控制土 壤溫度在固定的溫度區間內波動，該系統通過多個垂直U型地埋管換熱器1中的乙二醇溶 液通過室外換熱器4與空氣換熱，從而實現調節溫度的目的。在熱負荷佔優的地區，可以在 夏季通過室外換熱器4將空氣中的熱量傳遞給乙二醇溶液，從而通過多個垂直U型地埋管 換熱器1將熱量儲存在土壤中；在冷負荷佔優的地區，可以在冬季通過室外換熱器4將空氣 中的冷量傳遞給乙二醇溶液，從而通過多個垂直U型地埋管換熱器1將冷量儲存在土壤中， 實現了不同負荷條件下系統的能量調節，使系統穩定運行。本實施方式的其他組成與連接 關係與具體實施方式
一或二相同。工作原理
權利要求
一種具有調節土壤溫度功能的土壤源熱泵系統，它包括多個垂直U型地埋管換熱器(1)、第一管路(A)、第二管路(B)、第三管路(C)、第四管路(D)、第五管路(E)、室外換熱裝置(4)和熱泵機組(5)，其特徵在於它還包括第一管路閥門(9)、第二管路閥門(13)、第三管路閥門(12)、第四管路閥門(11)、第五管路閥門(8)、第六管路閥門(10)、第七管路閥門(14)、第八管路閥門(6)、第九管路閥門(7)、循環泵一(2)和循環泵二(3)，所述多個垂直U型地埋管換熱器(1)並列設置，其中一個垂直U型地埋管換熱器(1)的一端通過第一管路(A)與室外換熱裝置(4)的入口端(c)連通，該垂直U型地埋管換熱器(1)的另一端通過第二管路(B)與室外換熱裝置(4)的出口端(d)連通，其餘的垂直U型地埋管換熱器(1)的兩端分別連接在第一管路(A)和第二管路(B)上，所述室外換熱裝置(4)的入口端(c)與靠近室外換熱裝置(4)的垂直U型地埋管換熱器(1)之間的管路上從左至右依次設置有第一管路閥門(9)和第二管路閥門(13)，室外換熱裝置(4)的出口端(d)與靠近室外換熱裝置(4)的垂直U型地埋管換熱器(1)之間的管路上從左至右依次設置有第五管路閥門(8)、第六管路閥門(10)和第七管路閥門(14)，靠近室外換熱裝置(4)的第五管路閥門(8)的兩端並聯有第五管路(E)，所述第五管路(E)上依次設置有第八管路閥門(6)、循環泵二(3)和第九管路閥門(7)，所述熱泵機組(5)並聯在室外換熱裝置(4)與靠近室外換熱裝置(4)的垂直U型地埋管換熱器(1)之間的管路上，熱泵機組(5)的入口端(f)通過第三管路(C)與第一管路(A)連通，第三管路(C)位於第一管路閥門(9)和第二管路閥門(13)之間，熱泵機組(5)的出口端(e)通過第四管路(D)與第二管路(B)連通，第四管路(D)位於第六管路閥門(10)和第七管路閥門(14)之間，所述第四管路(D)上設置有循環泵一(2)和第四管路閥門(11)，第三管路(C)上設置有第三管路閥門(12)。
2.根據權利要求1所述的具有調節土壤溫度功能的土壤源熱泵系統，其特徵在於所 述多個垂直U型地埋管換熱器(1)、第一管路(A)、第二管路(B)、第三管路(C)、第四管路 (D)和第五管路(E)內均充滿換熱介質。
3.根據權利要求2所述的具有調節土壤溫度功能的土壤源熱泵系統，其特徵在於所 述換熱介質為乙二醇溶液。
全文摘要
具有調節土壤溫度功能的土壤源熱泵系統，涉及一種土壤源熱泵系統，尤其是一種具有調節土壤溫度功能的土壤源熱泵系統。本發明是為了解決現有的土壤源熱泵系統冬夏季冷熱負荷不匹配，土壤的年平均溫度逐年下降或升高，系統運行效率逐漸降低及不能正常運行的問題。本發明中多個垂直U型地埋管換熱器並聯且與室外換熱裝置連通，第一管路上設有第一和第二管路閥門，第二管路上設有第五、第六和第七管路閥門，第五管路上設有第八、第九管路閥門和循環泵二，熱泵機組並聯在第一和第二管路上，第一和第二管路閥門之間的第三管路上設有第三管路閥門，第六和第七管路閥門之間的第四管路上設有循環泵一和第四管路閥門，本發明適用於為建築物供暖、製冷及提供生活熱水。
文檔編號F25B30/06GK101858671SQ20101019937
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月12日 優先權日2010年6月12日
發明者倪龍, 姚楊, 牛福新, 董菲, 馬最良 申請人:哈爾濱工業大學