[實用新型]一種適用于南方基于冷熱平衡的使用蓄能的地源熱泵系統

有效

• 申請號: 201821476827.X
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN209623149U
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 鮑俊;王瑜;牛曉熠;劉金祥;朱錫冬
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: F25B30/02
• 分類號: F25B30/02;F25B30/06;F25B49/02;F24T10/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種適用于南方基于冷熱平衡的使用蓄能的地源熱泵系統，屬于建筑空調領域。本實用新型解決由于中國南方建筑夏季冷負荷大于冬季熱負荷，應用地源熱泵導致的土壤熱堆積問題。主要部件包括地埋管、換熱器、地源熱泵機組、水泵、相變蓄熱器、熱水熱泵、調節閥和用水末端。本實用新型在利用土壤作為冷熱源，調節室內環境，同時平衡夏季向地下釋放的熱量和冬季從地下吸取的熱量，避免地源熱泵長期運行而帶來的熱堆積問題。夏季工況，部分熱量通過地埋管排入地下，部分熱量通過相變蓄熱系統存貯。過渡季節及冬季，冷流體與相變蓄熱器換熱，作為熱水熱泵的熱源或直接用作生活用水。本系統可長期高效運行，不破壞土壤熱平衡。

技術領域

本發明涉及一種適用于南方基于冷熱平衡的使用蓄能的地源熱泵系統，屬于建筑空調領域。

背景技術

隨著社會生產力的發展，人們的生活水平逐漸提高，人居環境對空調技術的要求也隨之提高，空調裝置在滿足設計要求、室內舒適性的同時，對其節能、環保的要求更高。

地源熱泵是一種以土壤作為冷熱源的使用清潔、可再生能源的技術。地源熱泵系統在夏季不斷從室內吸收熱量排放至地下；冬季則不斷提取土壤中的熱量以實現室內供暖。在我國南方地區，冷負荷大于熱負荷導致夏季排放至地下的熱量大于冬季所吸收的熱量，機組長時間的運行則會在地下形成“熱堆積”，使地下恒溫帶溫度逐漸上升，地源熱泵的供冷效率逐年惡化，影響機組的正常使用。因此，在地源熱泵的設計過程中，需保證系統夏季向地下的散熱量和冬季從土壤中提取的熱量二者平衡。

為緩解熱堆積現象，一般有三種途徑：一是采用冷卻塔輔助散熱，將夏季多出的熱量通過冷卻塔釋放出去，確保冬夏熱平衡；二是采取熱回收技術，將多余熱量轉化為制取生活用水；三是設計時，地埋管系統按照冬季吸熱負荷進行設計，供冷部分采取小型冷水機組輔助供冷。如專利201210103729.2將夏季多出的熱量通過冷卻塔排至大氣環境，再輔助以補冷設備達到土壤全年冷熱負荷平衡的目的。此專利缺陷在于多出冷卻塔和制冷機組，導致系統復雜化，降低了可靠性，且導致了高運行能耗。專利201510755458.2將地埋管分為A區和B 區，交替使用，在系統處于部分負荷工況時，只使用A區作為系統冷熱源，B區則連通自然換熱循環，吸取熱量/冷量送入地埋管中儲存，在下一個制熱季/制冷季中使用。此專利缺陷在于將地埋管分區則要保證單個區域的地埋管能夠滿足夏冬季所需要的冷/熱量，地埋管數量是正常單區地埋管數量的兩倍，初投資高，系統復雜。

本發明利用地源熱泵作為空調系統冷熱源應用于空調系統，相變換熱器將夏季無法被土壤平衡的熱量蓄積起來，在過渡季節及冬季時制取生活用水和取暖用水。既緩解了地源熱泵“熱堆積”問題，同時又將原本多余的熱量利用起來，實現能源的高效利用。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于南方基于冷熱平衡的使用蓄能的地源熱泵系統。

由地埋管(1)、地埋管出水調節閥(2)、第一換熱器進水泵(3)、第一換熱器地埋管側流體通道(4)、第一換熱器熱泵側流體通道(5)、地源熱泵機組(6)、溶液泵(7)、制冷劑調節閥(8)、第二換熱器熱泵側流體通道(9)、第二換熱器(10)、空調末端換熱通道(11)、空調末端進水泵(12)、空調末端進水調節閥(13)、空調末端(14)、第一換熱器(15)、相變蓄熱器進水調節閥(16)、相變蓄熱器進水泵(17)、相變蓄熱器取熱流體通道(18)、相變蓄熱器(19)、相變蓄熱器供熱流體通道(20)、熱水熱泵進水調節閥(21)、熱水熱泵進水泵 (22)、蒸發器相變蓄熱器側流體通道(23)、熱水熱泵機組(24)、冷凝器用水末端側流體通道(25)、高溫用水進水泵(26)、高溫用水末端調節閥(27)、高溫用水末端(28)、低溫用水進水調節閥(29)、低溫用水進水泵(30)、低溫用水末端(31)、相變蓄熱器出水調節閥(32)、自來水進水(33)、蒸發器制冷劑通道(34)、冷凝器制冷劑通道(35)、蒸發器(36)、冷凝器(37)組成。