[實用新型]一種分區(qū)補熱的跨季節(jié)蓄熱地埋管地源熱泵系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201520765698.6
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN205037401U
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李永;句德勝;馬立杰;劉士龍;劉建林;郭朝輝;魏彩欣;任東晨
• 申請（專利權(quán)）人: 河北省建筑科學(xué)研究院
• 主分類號: F24D3/18
• 分類號: F24D3/18
• 代理公司: 石家莊國為知識產(chǎn)權(quán)事務(wù)所 13120
• 代理人: 李瑞妍

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于熱泵系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種分區(qū)補熱的跨季節(jié)蓄熱地埋管地源熱泵系統(tǒng)。

背景技術(shù)

伴隨著我國城市化進程的不斷加快，建筑業(yè)迅猛發(fā)展。城市建筑的快速發(fā)展給地源熱泵系統(tǒng)的使用帶來了巨大的發(fā)展?jié)摿ΑＷ鳛楣?jié)能的采暖措施，地源熱泵在我國北方地區(qū)得到大力推廣。冬季地埋管地源熱泵以大地土壤為熱源，將土壤換熱器置入地下，將大地中的低位熱能取出，通過熱泵提升溫度后實現(xiàn)對建筑物供暖，但是在以供暖為主的北方地區(qū)，由于取熱量遠大于補熱量，土壤溫度在非供暖季無法及時有效的恢復(fù)，土壤溫度逐年下降，從而導(dǎo)致熱泵系統(tǒng)的性能降低，最終導(dǎo)致無法達到供熱要求。所以為了使地埋管地源熱泵實現(xiàn)可持續(xù)運行，就需要考慮跨季節(jié)土壤蓄熱技術(shù)來解決土壤熱量失衡的問題。

對于跨季節(jié)土壤蓄熱，目前大部分研究人員把目光集中在以太陽能為蓄熱熱源的技術(shù)上，就太陽能作為熱源來說，雖然是取之不盡用之不竭的清潔能源，但是在應(yīng)用到實際工程中還是出現(xiàn)了一些問題如能流密度低，需要大量的太陽能集熱器面積才能滿足供熱要求，導(dǎo)致成本增高，同時太陽能系統(tǒng)的不穩(wěn)定性和可靠性低使其推廣受到限制。另一方面在系統(tǒng)設(shè)計上，為了實現(xiàn)系統(tǒng)的功能多樣性，往往地埋管地源熱泵在夏季還要承擔(dān)制冷的功能，只能部分接受補熱，使得太陽能系統(tǒng)在資源最豐富的夏季無法有效使用，整體補熱效果降低，同時系統(tǒng)有多個回路，復(fù)雜性增加，忽略了經(jīng)濟方面的考慮，使其推廣受到限制。

空氣源熱泵是現(xiàn)今應(yīng)用較廣泛的熱泵系統(tǒng)之一，空氣能的收集避免了太陽能收集的局限，由熱力學(xué)知識可知空氣源熱泵在非供暖季自然空氣溫度較高的情況下制熱效率高，夏季利用空氣源熱泵將空氣熱能儲存到土壤中，冬季再由地埋管地源熱泵從土壤取熱為室內(nèi)供熱。但空氣的比熱小，若要達到充分的補熱效果，降低機組容量，就需要打破常規(guī)的系統(tǒng)補熱方式。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種分區(qū)補熱的跨季節(jié)蓄熱地埋管地源熱泵系統(tǒng)，利用空氣源熱泵夏季制熱，通過地埋管換熱器為土壤補熱，將夏季空氣中的熱量儲存到了土壤中，實現(xiàn)地埋管地源熱泵的長年連續(xù)運行，大大提高了熱泵系統(tǒng)的供熱性能和供熱效果，滿足連續(xù)供暖的需求。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型所采取的技術(shù)方案是：一種分區(qū)補熱的跨季節(jié)蓄熱地埋管地源熱泵系統(tǒng)，包括地埋管換熱器系統(tǒng)、地源熱泵機組、空氣源熱泵機組，所述的地埋管換熱器系統(tǒng)包括依次通過管路連通的分水器、地埋管換熱器和集水器；所述的集水器經(jīng)第二循環(huán)水泵、第六閥門與地源熱泵機組低品位熱源側(cè)進水口相連，分水器經(jīng)第五閥門與地源熱泵機組低品位熱源側(cè)出水口相連；地源熱泵機組的供熱側(cè)出口通過第一循環(huán)水泵、第十閥門與用戶的供水管相連；地源熱泵機組的供熱側(cè)進口經(jīng)第九閥門與用戶的回水管相連；所述的空氣源熱泵機組是由風(fēng)冷蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥通過管路相連構(gòu)成補熱系統(tǒng)；冷凝器的出水口經(jīng)第七閥門與分水器相連，冷凝器的進水口經(jīng)第八閥門和集水器相連。

進一步的技術(shù)方案，所述的地埋管換熱器為兩組，并列連通與分水器和集水器之間，在每組地埋管換熱器進水端的管路上分別設(shè)有第三閥門和第四閥門，其出水端的管路上分別設(shè)有第一閥門和第二閥門。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本系統(tǒng)采用空氣源熱泵夏季制熱通過地埋管換熱器為土壤補熱，實現(xiàn)了熱量的跨季節(jié)轉(zhuǎn)移，使地埋管地源熱泵能夠長年連續(xù)運行，也緩解了夏季熱島效應(yīng)，節(jié)能效果顯著；同時將地埋管換熱系統(tǒng)分區(qū)，處于外圍的地埋管不進行補熱，內(nèi)部地埋管交替補熱，避免了空氣源熱泵機組選型過大的問題，提高了經(jīng)濟性。

附圖說明

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型中以地埋管地源熱泵供熱運行模式的示意圖；

圖3是本實用新型中以空氣源熱泵通過內(nèi)區(qū)地埋管換熱器為土壤分區(qū)補熱運行模式的示意圖；

圖中：1.地埋管換熱器，2.分水器，3.地源熱泵機組，4.用戶，5.冷凝器，6.壓縮機，7.風(fēng)冷蒸發(fā)器，8.節(jié)流閥，9.集水器，10.第一閥門，11.第二閥門，12.第三閥門，13.第四閥門，14.第五閥門，15.第六閥門，16.第七閥門，17.第八閥門，18.第九閥門，19.第十閥門，20.第一循環(huán)水泵，21.第二循環(huán)水泵，22.空氣源熱泵機組，23.地埋管換熱器系統(tǒng)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。