[發明專利]雙效地源熱泵機組

無效

• 申請號: 200810152486.5
• 申請日: 2008-10-27
• 公開（公告）號: CN101382352A
• 公開（公告）日: 2009-03-11
• 發明（設計）人: 張于峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: F25B13/00
• 分類號: F25B13/00;F25B30/06;F24J3/08
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司
• 代理人: 董一寧

技術領域

本發明屬于熱泵技術，具體涉及到一種冷熱聯供的地源熱泵系統。

背景技術

對于空調和采暖系統，目前在夏季大多利用分體式空調進行供冷，在冬季則利用暖氣進行采暖。這種方式需要消耗大量能源，除節能環保性較差外而且會對環境造成污染，室內環境也難以達到舒適標準，經濟性也不夠理想。目前具有節能環保特點的地源熱泵空調系統已成功用于面積較大的辦公建筑，但是相對于面積較小的房屋建筑來說，開發一種地源熱泵空調系統，以適合小戶型或獨立住宅的采暖及空調是非常必要的，并具有較好的普及推廣性。

發明內容

本發明的目的是設計一種適合于相對建筑面積較小房屋使用的、冷熱聯供的雙效地源熱泵機組，可供小戶型建筑或獨立住宅室內全年空氣調節使用。

以下參照附圖對本發明的技術方案予以說明。

雙效地源熱泵機組既能通過使用組合空氣冷卻器進行夏季空調和冬季采暖，從而達到節能的效果，又能通過地源儲能調節系統，提高地源井的使用效果和使用壽命。

對于采暖空調功效，本發明在目前普遍應用的熱泵機組中加設了表冷器，該表冷器與機組中的蒸發器組合組成空氣冷卻器，達到夏季過渡季節(過渡季節的含義是指春季或秋季不需要制冷和供熱的季節)空氣調節的節能目的。方案是(如圖1～2)：在夏季非炎熱時段，地下供水通過電動三通閥的一路送入表冷器，由送風機及送風閥輸出冷風；炎熱時段將電動三通閥的兩路均打開，向冷凝器和表冷器同時供冷水，與此同時開啟壓縮機啟動熱泵機組制冷，由送風機及送風閥輸出冷風施行雙重空氣冷卻確保空氣溫度達到送冷要求；冬季時關閉電動三通閥通向表冷器的一路，熱泵機組轉為供熱型式工作由送風機通過送風閥輸出熱風。

對于地源調節功效，本發明中表冷器與新風閥和排風閥共同構成地源儲能調節系統，在過渡季節關閉回風閥和送風閥，開啟新風閥和排風閥，關閉電動三通閥通向蒸發器的一路，地下供水僅僅向表冷器送水，利用環境空氣與地源的溫差在表冷器中換熱，調整地源的溫度。由于夏季空調將熱量輸入地下，致使地源溫度上升將影響地源的使用壽命，因此可利用春季較冷的時節向地下輸送冷量，提前將大氣中的冷量注入地下儲存，以滿足夏季空調的需求。而在冬季采暖會使地溫下降，因此可利用秋季較熱的時節向地下輸送熱量，提前將大氣中的熱量注入地下儲存，以滿足冬季熱泵的需求。具體做法是：在過渡季節利用表冷器與室外空氣的溫差作熱交換進行地下蓄冷和蓄熱。春季時利用夜晚空氣較冷的自然條件，關閉送風和回風閥門，開啟水泵以及新風閥門、排風閥門。冷空氣通過新風閥門經過表冷器由排風閥門排出，使地下水(或循環水)通過表冷器降溫后再送回地下換熱，如此循環將地表冷量注入地下，以備夏季炎熱時段空調使用；秋季時利用白天空氣較熱的自然條件，關閉送風和回風閥門，開啟水泵以及新風閥門、排風閥門。熱空氣通過新風閥門經過表冷器由排風閥門排出。使地下水(或循環水)通過表冷器升溫后再送回地下換熱，如此循環將地表熱量注入地下，以備冬季采暖使用。此舉可以平衡部分地區冷熱負荷不等引起的地下溫度場變化，提高地源井的使用效果和使用壽命。

附圖說明

附圖1為本發明的系統結構原理圖。

附圖2為本發明各部件連接示意圖。

具體實施方式

以下通過具體實施例對本發明的技術方案作進一步的說明。雙效地源熱泵機組具有：蒸發器、壓縮機、冷凝器、節流機構、表冷器、排風閥、送風機、送風閥、電動三通閥、回風閥、新風閥以及地下水源供回水系統等。其中蒸發器1、壓縮機2、冷凝器3、節流機構4仍按照傳統技術連接構成熱泵循環系統。地源井可以是水井、地埋管或地下儲水池方式。本發明各組件的連接結構為：表冷器5與蒸發器1串接在一起構成組合式空氣冷卻器，蒸發器1的送風出口分別裝有排風閥6、送風機7及送風閥8。地下水源供水管9串接電動三通閥10，電動三通閥10的一路接至表冷器5的水進口；電動三通閥10的另一路接至冷凝器3。表冷器5和冷凝器3的出水側接有地下水源(或循環水)的回水管11。回風閥12與新風閥13并聯后經管路接于表冷器進口側。

根據建筑的冷熱負荷，選擇兩臺壓縮機機組并聯使用，冷凝器選擇以純鈦為材質；熱泵機組以R290為制冷循環工質，經過實驗測試，制冷工況下能將空氣處理到19℃以下，制熱工況下能夠處理空氣到40℃以上，符合采暖及空調要求。