[實(shí)用新型]豎直地埋管式地源熱泵冷卻水空調(diào)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220370326.X
• 申請(qǐng)日: 2012-07-30
• 公開（公告）號(hào): CN202692304U
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮琦瑋;杜桂瑗;李雷;郭海波;白雪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)機(jī)房設(shè)施工程有限公司
• 主分類號(hào): F24F5/00
• 分類號(hào): F24F5/00;F25B30/06
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于能源和空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種豎直地埋管式地源熱泵冷卻水空調(diào)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

地下埋管換熱的地源熱泵系統(tǒng)，被稱為21世紀(jì)的一項(xiàng)以節(jié)能和環(huán)保為特征的最具有發(fā)展前途的空調(diào)技術(shù)。地?zé)釗Q熱器有水平和豎直兩種布置方式，由于豎直埋管地?zé)釗Q熱器具有占地少、工作性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因此受到廣泛關(guān)注。現(xiàn)在工程上常見(jiàn)的地?zé)釗Q熱器的鉆孔直徑為100-200mm，鉆孔深度為40-200mm，目前使用的地?zé)釗Q熱器，供水管和回水管之間都存在熱短路(或叫熱回流)，由于地下鉆孔的直徑與造價(jià)有關(guān)，孔徑一般都較小，所以豎直U型管支管間存在熱短路，根據(jù)理論計(jì)算的結(jié)果DN25的管道5度溫差下熱短路造成的熱量損失約在10-20W/米，這是一個(gè)相當(dāng)大的比例，它對(duì)換熱率效、供回水溫差及地埋換熱器的發(fā)展等問(wèn)題起著嚴(yán)重的障礙作用，特別是對(duì)深埋管換熱器的發(fā)展影響更大。

我國(guó)長(zhǎng)江三角地區(qū)系統(tǒng)的夏季冷負(fù)荷一般比冬季熱負(fù)荷大，且夏季使用時(shí)間長(zhǎng)，造成對(duì)地下散熱量遠(yuǎn)大于散冷量，因此導(dǎo)致了地下散冷量與散熱量的不平衡，地下溫度上升，影響了系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定，高效的運(yùn)行。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的問(wèn)題是提供一種克服熱短路，能夠調(diào)節(jié)地下散熱量與散冷量平衡，避免地下溫度上升，保證地埋管換熱系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定、高效地運(yùn)行的豎直地埋管式地源熱泵冷卻水空調(diào)系統(tǒng)，尤其適合長(zhǎng)江三角地區(qū)系統(tǒng)的夏季冷負(fù)荷比冬季熱負(fù)荷大的地區(qū)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：一種豎直地埋管式地源熱泵冷卻水空調(diào)系統(tǒng)，包括豎直地埋管、集水器、分水器、循環(huán)水泵、地源熱泵機(jī)組、冷卻塔、補(bǔ)水定壓系統(tǒng)；

所述豎直地埋管為多個(gè)U型管采用同程式連接，所述U型管在供水管有熱短路的部分管段外加套管，所述套管兩端設(shè)封閉堵頭，供水管與套管之間采用空氣層，并且隔一定距離設(shè)墊片防內(nèi)外管接觸；所述供水管的部分管段的外表面有防輻射換熱的面層；

所述補(bǔ)水定壓系統(tǒng)包括加藥裝置和變頻泵，兩個(gè)相并聯(lián)的變頻泵一側(cè)與加藥裝置相連，另一側(cè)分別與集水器、分水器相連；

所述地源熱泵機(jī)組包括蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹閥，并構(gòu)成回路；

所述豎直地埋管的供水管路與集水器相連，所述集水器與循環(huán)水泵相連，所述循環(huán)水泵與地源熱泵機(jī)組相連，所述地源熱泵機(jī)組與分水器相連，所述分水器與豎直地埋管的回水管路相連，所述冷卻塔一端與循環(huán)水泵和集水器相連，另一端與地源熱泵機(jī)組和分水器相連。

絕熱原理：根據(jù)傳熱學(xué)原理，當(dāng)空氣在常溫常壓下厚度為0-8.6mm左右的空間內(nèi)，能夠完全防止自然對(duì)流，使空氣層呈現(xiàn)為純粹氣體導(dǎo)熱的狀態(tài)。由于氣體是所有物質(zhì)中導(dǎo)熱系數(shù)最弱的，非常小，空氣在0.023W/mK左右，而交聯(lián)聚苯乙烯管的導(dǎo)熱系數(shù)為0.35-0.48W/mK，因此采用3mm的空氣層就能把DN25的交聯(lián)聚苯乙烯管熱阻提高到原來(lái)的20倍左右，即由原來(lái)的10-20W/mK的熱損降為0.5-1W/mK的熱損，在工程上已經(jīng)達(dá)到了絕熱排除熱短路的目的。而在5度溫差下內(nèi)外管間輻射換熱在2W/mK左右的數(shù)量級(jí)，可以采用鋁箔等防輻射換熱面層把它降到可忽略。內(nèi)外管都有足夠的承壓能力，解決了承壓保護(hù)問(wèn)題。

進(jìn)一步，所述防輻射換熱的面層為鋁箔。

本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：由于采用上述技術(shù)方案，冷卻塔的使用作為豎直地埋管換熱的補(bǔ)充，在制冷高峰期地源側(cè)水循環(huán)溫度溫度過(guò)高時(shí)啟動(dòng)冷卻塔散熱；冬季利用豎直地埋管換熱器換熱，夏季優(yōu)先利用豎直地埋管換熱，在冷卻水溫度過(guò)高的情況下啟動(dòng)冷卻塔散熱，將冷卻塔并聯(lián)到豎直地埋管的兩端可以調(diào)節(jié)對(duì)地下散冷量與散熱量的平衡，避免地下溫度的上升，保證換熱系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定、高效的運(yùn)行；采用克服熱短路的豎直地埋管，減少熱損失；具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，加工成本低等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖

圖中：

1、豎直地埋管??????2、集水器????????????3、分水器

4、循環(huán)水泵????????5、地源熱泵機(jī)組??????6、冷卻塔

7、套管????????????8、空氣層????????????9、墊片

10、堵頭???????????11、加藥裝置?????????12、變頻泵

13、蒸發(fā)器?????????14、冷凝器???????????15、壓縮機(jī)

16、膨脹閥

具體實(shí)施方式