[發(fā)明專利]一種帶有自然供冷、余熱回收的地源熱泵集成系統(tǒng)和方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810034459.8
• 申請(qǐng)日: 2008-03-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101251312A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-08-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周亞素
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): F25B13/00
• 分類號(hào): F25B13/00;F25B30/06
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所
• 代理人: 黃志達(dá);謝文凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬能源技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種利用地源熱泵系統(tǒng)中埋地?fù)Q熱器進(jìn)行自然供冷、余熱回收的系統(tǒng)和方法。。

背景技術(shù)

隨著環(huán)保和充分利用可再生能源資源的可持續(xù)發(fā)展的大趨勢(shì)下，以土壤為基礎(chǔ)的地源熱泵供冷供熱技術(shù)得到極大的重視和發(fā)展。

地源熱泵空調(diào)技術(shù)是利用地下常規(guī)地溫能量，通過(guò)埋地?fù)Q熱器與土壤進(jìn)行熱交換，從土壤中獲取熱量或向土壤中排放熱量。但隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，由于埋管周?chē)鸁崃康亩逊e，埋地?fù)Q熱器的傳熱性能逐漸刪減。

另外對(duì)于通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)總是需要部分或全部排走室內(nèi)空氣，補(bǔ)充室外新風(fēng)。在排風(fēng)的過(guò)程中必然會(huì)將一部分有用的能量(冷量或熱量)白白排走，同時(shí)為了對(duì)新風(fēng)進(jìn)行處理又需要投入新的能量。如果將這部分排放的能量進(jìn)行回收，并把回收的能量對(duì)新風(fēng)作預(yù)處理，或用來(lái)恢復(fù)土壤的溫度，提高埋地?fù)Q熱器的傳熱性能，將會(huì)使空調(diào)系統(tǒng)節(jié)省很多能量。

目前市場(chǎng)上有各種熱回收裝置，其結(jié)構(gòu)由一個(gè)換熱器或二個(gè)換熱器構(gòu)成，熱回收效率不高，還有冬季結(jié)霜問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種通過(guò)地源熱泵實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物供冷和供熱，通過(guò)熱回收裝置對(duì)排風(fēng)中的熱量進(jìn)行回收，回收的熱量可以預(yù)熱新風(fēng)，也可以恢復(fù)土壤溫度，通過(guò)埋地?fù)Q熱器實(shí)現(xiàn)自然供冷的帶有自然供冷、余熱回收的地源熱泵集成系統(tǒng)，

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種帶有自然供冷、余熱回收的地源熱泵集成系統(tǒng)，包括熱泵機(jī)組、埋地?fù)Q熱器、新風(fēng)換熱器和排風(fēng)換熱器，所述的埋地?fù)Q熱器通過(guò)第三閥門(mén)和第四閥門(mén)與熱泵機(jī)組連接，所述的埋地?fù)Q熱器通過(guò)第一閥門(mén)和第六閥門(mén)與新風(fēng)換熱器連接，所述的埋地?fù)Q熱器通過(guò)第二閥門(mén)和第五閥門(mén)與排風(fēng)換熱器連接，所述的埋地?fù)Q熱器通過(guò)第五閥門(mén)和第六閥門(mén)與排風(fēng)換熱器和新風(fēng)換熱器構(gòu)成回路。

所述的熱泵機(jī)組、埋地?fù)Q熱器、新風(fēng)換熱器、排風(fēng)換熱器及閥門(mén)之間采用管道連接。

一種帶有自然供冷、余熱回收的地源熱泵集成方法，包括下列步驟：

1)若要實(shí)現(xiàn)常規(guī)的地源熱泵系統(tǒng)模式，則打開(kāi)第三閥門(mén)、第四閥門(mén)，關(guān)閉第一閥門(mén)、第二閥門(mén)、第五閥門(mén)和第六閥門(mén)，工作流體循環(huán)于埋地?fù)Q熱器和熱泵機(jī)組之間，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物進(jìn)行夏季供冷、冬季供熱的運(yùn)行；

2)若要實(shí)現(xiàn)自然供冷模式，則打開(kāi)第一閥門(mén)、第六閥門(mén)，關(guān)閉第二閥門(mén)、第三閥門(mén)、第四閥門(mén)和第五閥門(mén)，旁通排風(fēng)換熱器(1)，工作流體循環(huán)于埋地?fù)Q熱器和新風(fēng)換熱器之間，通過(guò)埋地?fù)Q熱器把新風(fēng)的熱量排放到土壤中，實(shí)現(xiàn)冷卻新風(fēng)、自然供冷；

3)若要實(shí)現(xiàn)土壤溫度恢復(fù)模式，則打開(kāi)第二閥門(mén)、第五閥門(mén)，關(guān)閉第一閥門(mén)、第三閥門(mén)、第四閥門(mén)和第六閥門(mén)，旁通新風(fēng)換熱器，工作流體循環(huán)于埋地?fù)Q熱器與排風(fēng)換熱器之間，把室內(nèi)空氣排放的熱量回收起來(lái)，加熱埋地?fù)Q熱器周?chē)耐寥溃岣咄寥罍囟龋?/p>

4)若要實(shí)現(xiàn)由三個(gè)換熱器組成的熱回收系統(tǒng)，則打開(kāi)第五閥門(mén)、第六閥門(mén)，關(guān)閉第一閥門(mén)、第二閥門(mén)、第三閥門(mén)和第四閥門(mén)，排風(fēng)換熱器、新風(fēng)換熱器及埋地?fù)Q熱器構(gòu)成一個(gè)由三個(gè)換熱器組成的熱回收環(huán)路，在埋地?fù)Q熱器中預(yù)熱的工作流體流過(guò)排風(fēng)換熱器獲得熱量，溫度升高的工作流體流到新風(fēng)換熱器，把熱量傳給新風(fēng)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)排風(fēng)熱量的回收。

本發(fā)明的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)四種運(yùn)行模式：一是常規(guī)的地源熱泵系統(tǒng)模式，埋地?fù)Q熱器與熱泵機(jī)組構(gòu)成地源熱泵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物進(jìn)行夏季供冷、冬季供熱運(yùn)行；二是自然供冷模式，埋地?fù)Q熱器與新風(fēng)換熱器構(gòu)成一個(gè)環(huán)路，由于一定深度的土壤溫度穩(wěn)定且低于室外氣溫，工作流體循環(huán)于埋地?fù)Q熱器與新風(fēng)換熱器之間，把新風(fēng)負(fù)荷排放到土壤中，使新風(fēng)溫度降低，無(wú)需開(kāi)啟熱泵機(jī)組，實(shí)現(xiàn)自然供冷；三是土壤溫度恢復(fù)模式，埋地?fù)Q熱器與排風(fēng)換熱器構(gòu)成一個(gè)環(huán)路，工作流體循環(huán)于埋地?fù)Q熱器與排風(fēng)換熱器之間，把排風(fēng)的熱量?jī)?chǔ)存于埋地?fù)Q熱器周?chē)雇寥赖臏囟鹊靡曰謴?fù)，提高冬季地源熱泵系統(tǒng)的工作性能；四是熱回收模式，埋地?fù)Q熱器、排風(fēng)換熱器和新風(fēng)換熱器構(gòu)成一個(gè)環(huán)路，經(jīng)過(guò)埋地?fù)Q熱器預(yù)熱的工作流體，流過(guò)排風(fēng)換熱器，把熱量帶到新風(fēng)換熱器，加熱新風(fēng)，即把排風(fēng)的熱量回收起來(lái)，提高系統(tǒng)的能量綜合利用率。

有益效果

本發(fā)明通過(guò)改善埋地?fù)Q熱器周?chē)耐寥罍囟葓?chǎng)提高了地源熱泵系統(tǒng)的工作性能；通過(guò)實(shí)現(xiàn)余熱回收和過(guò)渡季節(jié)自然供冷，提高了系統(tǒng)的能量綜合利用率；且不會(huì)出現(xiàn)冬季結(jié)霜現(xiàn)象，使熱回收的效率更高。

附圖說(shuō)明

圖1為帶有自然供冷、余熱回收的地源熱泵集成系統(tǒng)示意圖。

圖中：1-排風(fēng)換熱器??2-新風(fēng)換熱器????3-埋地?fù)Q熱器????4-熱泵機(jī)組