[發明專利]采用地源直接調整室內環境的超低能耗系統

有效

• 申請號: 201210124678.1
• 申請日: 2012-04-26
• 公開（公告）號: CN102620372A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 余莊
• 申請（專利權）人: 余莊
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域

本發明涉及一種在建筑中使用的采用地源直接調整室內環境的超低能耗系統，由地源采集子系統、地源儲存轉換器，水泵I和水泵II，地源熱泵系統，室內環境調節子系統，熱交換器I和熱交換器II，水循環回路I和水循環回路II等共同組成。由于地源(地下一定深度的溫度，簡稱地源，下同)基本恒定，對應于夏天是冷源，對應于冬天是熱源。該系統的特點是直接利用地源，作為調整室內環境溫度的基礎溫度。帶著地源的水進入室內，由室內環境子系統調節室內環境溫度。在需要的時段，再用地源調節子系統，增加或減少帶著基礎地源的水溫，進入室內環境調節子系統，調節室內環境溫度。本項目屬于建筑節能和可再生能源利用領域。

背景技術

現有的利用地下熱源調節室內環境的系統，俱為非直接的方式進行，一般作為空調主機的散熱器使用，夏天將空調主機冷凝后產生的熱量送入地下散熱，冬天將蒸發后輸出的冷量也送入地下。因為各季節空氣溫度的變化趨勢，與空調主機散熱(冷)的趨勢一致，空調主機所采用的散熱(冷)器效率受到限制，若用恒定的地下冷熱源代替，可使得散熱(冷)效率比暴露在空氣中的散熱器效率要高，但由于是非直接方式使用地源提高空調機效率，故系統能耗還有可減少的空間。

而直接使用地源調節室內環境，即將基本恒定的地源直接送入室內，就已經可以滿足全年較大部分時段調節室內環境的需要。在地源不能滿足調節室內環境的時段，如酷熱的夏天和寒冷的冬天，只需要在此地源上減少和增加相應的溫度，也就能滿足室內環境調節的需要。相比較上述非直接利用地源的方式，直接使用地源調節室內環境，需要能耗更少，可以提高使用可再生能源的效率，減少不可再生能源(如機械的耗電)的使用，達到建筑節能的目的。

利用發明的熱交換器、地源儲存轉換器、水泵和水循環回路等新型的系統集成，直接把地源帶進室內，由室內環境調節子系統進行室內環境調節。若因外界條件的變化，室內環境調節子系統需要帶地源的水溫升高或降低，再用地源熱泵主機和熱交換器，降低或升高水循環回路中水的溫度。這種工作方式，既能滿足調整室內環境的需要，還可以減少地源熱泵主機的能耗。

發明內容

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：采用地源直接調整室內環境的超低能耗系統分為各子系統與它們之間的聯接方式：地源采集子系統、水泵I和水泵II，地源儲存轉換器，地源熱泵系統，室內環境調節子系統，熱交換器I和熱交換器II，水循環回路I和水循環回路II。

地源采集子系統為現有的各種地下熱源采集方式，如地表水熱源采集，地下水熱源采集，地埋管熱源采集，污水熱源采集等方式；

一定容量的地源儲存轉換器和置于其中的熱交換器I共同組成地源存儲子系統，其作用是地源的存儲和緩沖，以及減少采集地源的規模。置于地源儲存轉換器的熱交換器I則將地源交換給水循環回路II中的水。水泵I將水在地源采集子系統中循環，把地源轉存到地源儲存轉換器，以保持地源存儲子系統中的溫度與地源基本一致；水泵II則將帶著地源的水在水循環回路II中循環，輸送地源到室內環境調節子系統中去。地源熱泵系統和熱交換器II組成地源調節子系統；地源熱泵系統和熱交換器II組成地源調節子系統；地源熱泵系統為采用各種工作原理的地源熱泵主機，地源熱泵系統用直接或間接的方式調整熱交換器II一側的熱傳遞介質溫度，則可對另一側的帶有地源的水循環回路II中的水溫進行調整。地源熱泵系統與熱交換器II相通的一側，可為液體，也可為氣體。

室內環境調節子系統由風機盤管和控制系統構成；盤管與地源傳輸回路II中的水相連，風機吹過盤管，盤管中流動帶有地溫的水，將地源帶入室內，控制系統控制風機盤管的工作狀態。

以上的系統集成，與現時的常規地源熱泵系統將地源作為散熱器的工作方式完全不同。本發明在直接使用基本恒定地源的前提下，滿足全年大部分時段室內環境調整的需要，在夏、冬天，當天氣條件不滿足需要時，只需對地源進行的調節，使之符合規定室內環境調節的需要，提高室內環境的舒適度，既保證使用地源的可再生能源的特性，又能滿足建筑節能的需要。還可以滿足國家節能、節水、和環保的要求。本發明結構簡單，運行費用低廉，且易于生產和使用。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖為采用地源直接調整室內環境的超低能耗系統框圖。

圖中包括(1)地源采集子系統，(2)水泵I，(3)熱交換器I，(4)地源儲存轉換器，(5)水循環回路I，(6)地源熱泵系統，(8)熱交換器II，(9)水循環回路II(10)室內環境調節子系統，(11)水泵II。

具體實施方式

在圖所示實施例中，水泵I(2)通過地源傳輸回路I(5)，不斷將水循環進地源采集子系統(1)，使得水溫趨近地源，同時，也使得地源儲存轉換器(4)中的水溫不斷趨近地源；水泵II(11)則通過在地源儲存轉換器(4)中的熱交換器(3)和地源傳輸回路II(9)，將地源儲存轉換器(4)中的帶地源的水不斷傳送進室內環境調節子系統(10)，室內環境調節子系統(10)直接用地源調節室內環境。因環境的變化，需要對進入室內環境調節系統的帶有地源的水進行溫度調整，則用地源熱泵系統(6)，用直接或間接的方式調整熱交換器II(8)一側的熱傳遞介質溫度，則可對另一側的帶有地源的水循環回路II(9)中的水溫進行調整。