地源熱泵中央空調(diào)高效地埋管換熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種地源熱泵中央空調(diào)高效地埋管換熱系統(tǒng)，屬于中央空調(diào)設(shè)備領(lǐng)域，包括冷熱水機(jī)組、地埋管換熱器、多個水泵、多個閥門及中央空調(diào)，其特征在于：還包括輔助冷卻裝置、輔助集熱裝置；所述的冷熱水機(jī)組包括壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型將地源熱泵技術(shù)與土壤蓄熱技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，平衡冬夏負(fù)荷，減小埋管的占地面積和初裝成本。
【專利說明】地源熱泵中央空調(diào)高效地埋管換熱系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種中央空調(diào)，特別是一種地源熱泵中央空調(diào)高效地埋管換熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]地源熱泵(GSHP:Ground Source Heat Pump)包括了使用土壤、地下水和地表水作為熱源和冷源的系統(tǒng)，是一種機(jī)械蒸汽壓縮制冷循環(huán)的運(yùn)行系統(tǒng)，該系統(tǒng)將熱量排入地表層或從地表層吸收熱量。地源熱泵主要有垂直地埋管土壤地源熱泵系統(tǒng)、水平地埋管土壤地源熱泵系統(tǒng)、地下水地源熱泵系統(tǒng)、地表水地源熱泵系統(tǒng)。
[0003]與傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)相比，地源熱泵系統(tǒng)使用的地?zé)嶙鳛榭照{(diào)的冷源和熱源，節(jié)省了對不可再生能源的消耗，同時在能耗費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用方面也具有較大優(yōu)勢。但在實際使用上GSHP存在以下缺陷:①冬夏負(fù)荷不平衡導(dǎo)致地溫變化埋管換熱器的占地面積較大；③系統(tǒng)與輔助熱源或冷卻水塔之間匹配的復(fù)雜性加大了設(shè)計與運(yùn)行難度初投資較大。
[0004]其中，冬夏負(fù)荷不平衡在現(xiàn)實之中廣泛存在，往往地下儲存的熱量/冷量往往不足以匹配中央空調(diào)的熱/冷負(fù)荷，造成供熱/制冷不足。而利用太陽能、工業(yè)廢熱、余熱以及低價冷量的長期或短期存儲，是解決負(fù)荷不平衡的良好途徑由此能顯著降低地區(qū)的co2、NOx, SOx及CFC排放量與平衡電網(wǎng)峰谷負(fù)荷，起到電力削峰填谷的作用。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的技術(shù)任務(wù)是針對以上現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可以解決負(fù)荷不平衡的地源熱泵中央空調(diào)高效地埋管換熱系統(tǒng)。
[0006]本實用新型解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是:一種地源熱泵中央空調(diào)高效地埋管換熱系統(tǒng)，包括冷熱水機(jī)組、地埋管換熱器9、多個水泵、多個閥門及中央空調(diào)10，其特征在于:還包括輔助冷卻裝置7、輔助集熱裝置8 ;所述的冷熱水機(jī)組包括壓縮機(jī)1、冷凝器2、節(jié)流閥3、蒸發(fā)器4，其連接關(guān)系為:壓縮機(jī)1、冷凝器2、節(jié)流閥3、蒸發(fā)器4順序相連形成串聯(lián)回路；蒸發(fā)器4、水泵6、閥門16、輔助冷卻裝置7、閥門15相連形成串聯(lián)回路；地埋管換熱器9、閥門25、閥門20、冷凝器2、閥門19、水泵5、閥門21、閥門24、閥門26順序相連形成串聯(lián)回路；水泵6與閥門16之間有一支路通過閥門13連接到閥門12與閥門24之間的管路；地埋管換熱器9與閥門25之間有一支路通過閥門17連接蒸發(fā)器4與水泵6之間的管路；地埋管換熱器9與閥門26之間有一支路通過閥門18連接閥門15與蒸發(fā)器4之間的管路；蒸發(fā)器4與閥門18之間有一支路通過閥門14與水泵5和閥門11之間的管路連接；閥門25與閥門20之間有一支路通過閥門23與閥門19和水泵5入口之間的管路連接；水泵5出口、閥門11、中央空調(diào)10、閥門12、閥門24、閥門26順序相連；水泵5出口、閥門21、閥門27、輔助集熱裝置8、閥門28、閥門26、地埋管換熱器9順序相連；地埋管換熱器9、閥門
26、閥門22、閥門25、地埋管換熱器9相連形成串聯(lián)回路。
[0007]上述的輔助冷卻裝置為閉式冷卻塔。[0008]上述的輔助集熱裝置為太陽能板，或者余熱收集器。
[0009]上述的閥門為電磁閥，電磁閥電路連接自動控制裝置。
[0010]上述的自動控制裝置為TPC4-4TD型定時程序控制器。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實用新型具有以下突出的有益效果:
[0012]1、結(jié)合地源熱泵技術(shù)推廣中存在的問題和地下蓄能技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，將地源熱泵技術(shù)與土壤蓄熱技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來，充分利用土壤蓄存能量大和土壤耦合熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，將蓄能裝置轉(zhuǎn)移到地源熱泵系統(tǒng)的地埋管換熱器系統(tǒng)中，使地埋管換熱器與蓄能裝置合二為一，各取所長，互補(bǔ)其短；
[0013]2、減少了熱泵輔助能源，平衡電網(wǎng)峰谷負(fù)荷，起到電力削峰填谷的作用，是平衡冬夏負(fù)荷非常有效的途徑，提高系統(tǒng)的運(yùn)行壽命；
[0014]3、利用輔助冷卻裝置、輔助集熱裝置，在保證冷/熱效應(yīng)的同時，減小埋管換熱器的尺寸與容量，減小埋管的占地面積；
[0015]4、地埋管換熱器在夏季運(yùn)行時兼做蓄冷裝置，在冬季運(yùn)行時兼做蓄熱裝置，將蓄能(冷/熱)裝置與埋管換熱器合二為一，使系統(tǒng)簡單化，減少了初裝成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)組成示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合說明書附圖和【具體實施方式】對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0018]如圖1所示，本實用新型包括冷熱水機(jī)組、地埋管換熱器9、輔助冷卻裝置7、輔助集熱裝置8、多個水泵、多個閥門及中央空調(diào)10組成，通過外側(cè)水環(huán)路的切換來實現(xiàn)集成系統(tǒng)的蓄能、供冷與供熱功能。
[0019]所述的冷熱水機(jī)組包括壓縮機(jī)1、冷凝器2、節(jié)流閥3、蒸發(fā)器4，其連接關(guān)系如圖1所示:壓縮機(jī)1、冷凝器2、節(jié)流閥3、蒸發(fā)器4順序相連形成串聯(lián)回路；蒸發(fā)器4、水泵6、閥門16、輔助冷卻裝置7、閥門15相連形成串聯(lián)回路；地埋管換熱器9、閥門25、閥門20、冷凝器
2、閥門19、水泵5、閥門21、閥門24、閥門26順序相連形成串聯(lián)回路；水泵6與閥門16之間有一支路通過閥門13連接到閥門12與閥門24之間的管路；地埋管換熱器9與閥門25之間有一支路通過閥門17連接蒸發(fā)器4與水泵6之間的管路；地埋管換熱器9與閥門26之間有一支路通過閥門18連接閥門15與蒸發(fā)器4之間的管路；蒸發(fā)器4與閥門18之間有一支路通過閥門14與水泵5和閥門11之間的管路連接；閥門25與閥門20之間有一支路通過閥門23與閥門19和水泵5入口之間的管路連接；水泵5出口、閥門11、中央空調(diào)10、閥門12、閥門24、閥門26順序相連；水泵5出口、閥門21、閥門27、輔助集熱裝置8、閥門28、閥門26、地埋管換熱器9順序相連；地埋管換熱器9、閥門26、閥門22、閥門25、地埋管換熱器9相連形成串聯(lián)回路。
[0020]其中所述的輔助冷卻裝置為閉式冷卻塔，所述的輔助集熱裝置為太陽能板，或者余熱收集器。
[0021]所述的閥門為電磁閥，電磁閥電路連接自動控制裝置。本實施例中所述的自動控制裝置為TPC4-4TD定時程序控制器。[0022]其操作流程為:夏季白天運(yùn)行時，由于此時屬于電力高峰時段，機(jī)組適宜避峰停止運(yùn)行，此時開啟水泵5、閥門11、閥門12、閥門23、閥門24、閥門25、閥門26，其余閥門均關(guān)閉；此時工作介質(zhì)在地埋管換熱器9 -閥門25 -閥門23 -水泵5 -閥門11 -閥門12-閥門24 -閥門26 -地埋管換熱器9中循環(huán)流動與埋管周圍的土壤進(jìn)行熱交換，將蓄存于土壤中的冷量提取出來供給中央空調(diào)10使用；而夏季夜晚運(yùn)行時，利用晚間電網(wǎng)低谷電力制備冷量，關(guān)閉閥門2、閥門12、閥門13、閥門14、閥門17、閥門18、閥門22、閥門23、閥門
27、閥門28，其他閥門和水泵開啟，輔助冷卻裝置進(jìn)入排熱循環(huán)，即蒸發(fā)器4 -閥門15 -輔助冷卻裝置7 -閥門16 -水泵6 -蒸發(fā)器4，而地埋管換熱器9的蓄冷循環(huán)則為冷凝器2 -閥門19 -水泵5 -閥門21 -閥門24 -閥門26 -地埋管換熱器9 -閥門25 -閥門20 -冷凝器2，通過輔助冷卻裝置7和地埋管換熱器9蓄冷將冷量部分或全部地貯存到地下土壤中。
[0023]而冬季運(yùn)行時，開啟水泵5、水泵6、閥門11、閥門12、閥門21、閥門23、閥門24、閥門25、閥門26、閥門27、閥門28，其余的閥門均關(guān)閉。通過輔助集熱裝置8 -閥門28 -閥門26 -地埋管換熱器9 -閥門25 -閥門23 -水泵5 -閥門21 -閥門27 -輔助集熱裝置8的工作介質(zhì)流動，將輔助集熱裝置收集起來的太陽能或工業(yè)余熱、廢熱部分或全部地通過地埋管換熱器9貯存到地下土壤中，而后經(jīng)由地埋管換熱器9 -閥門25 -閥門23 -水泵5 -閥門11 -中央空調(diào)10 -閥門12 -閥門24 -閥門26 -地埋管換熱器9過程，將蓄存于土壤中的熱量提取出來進(jìn)行供暖。
[0024]需要說明的是，本實用新型的特定實施方案已經(jīng)對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)描述，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，在不背離本實用新型的精神和范圍的情況下對它進(jìn)行的各種顯而易見的改變都在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種地源熱泵中央空調(diào)高效地埋管換熱系統(tǒng)，包括冷熱水機(jī)組、地埋管換熱器(9)、多個水泵、多個閥門及中央空調(diào)(10)，其特征在于:還包括輔助冷卻裝置(7)、輔助集熱裝置(8);所述的冷熱水機(jī)組包括壓縮機(jī)(I)、冷凝器(2)、節(jié)流閥(3)、蒸發(fā)器(4)，其連接關(guān)系為:壓縮機(jī)(I)、冷凝器(2)、節(jié)流閥(3)、蒸發(fā)器(4)順序相連形成串聯(lián)回路；蒸發(fā)器(4)、水泵(6)、閥門(16)、輔助冷卻裝置(7)、閥門(15)相連形成串聯(lián)回路；地埋管換熱器(9)、閥門(25 )、閥門(20 )、冷凝器(2 )、閥門(19 )、水泵(5 )、閥門(21)、閥門(24 )、閥門(26 )順序相連形成串聯(lián)回路；水泵(6)與閥門(16)之間有一支路通過閥門(13)連接到閥門(12)與閥門(24)之間的管路；地埋管換熱器(9)與閥門(25)之間有一支路通過閥門(17)連接蒸發(fā)器(4)與水泵(6)之間的管路；地埋管換熱器(9)與閥門(26)之間有一支路通過閥門(18)連接閥門(15)與蒸發(fā)器(4)之間的管路；蒸發(fā)器(4)與閥門(18)之間有一支路通過閥門(14 )與水泵(5 )和閥門(11)之間的管路連接；閥門(25 )與閥門(20 )之間有一支路通過閥門(23)與閥門(19)和水泵(5)入口之間的管路連接；水泵(5)出口、閥門(11)、中央空調(diào)(10)、閥門(12)、閥門(24)、閥門(26)順序相連；水泵(5)出口、閥門(21 )、閥門(27)、輔助集熱裝置(8)、閥門(28)、閥門(26)、地埋管換熱器(9)順序相連；地埋管換熱器(9)、閥門(26)、閥門(22)、閥門(25)、地埋管換熱器(9)相連形成串聯(lián)回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵中央空調(diào)高效地埋管換熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的輔助冷卻裝置(7)為閉式冷卻塔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵中央空調(diào)高效地埋管換熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的輔助集熱裝置(8)為太陽能板，或者余熱收集器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的地源熱泵中央空調(diào)高效地埋管換熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的閥門為電磁閥，電磁閥電路連接自動控制裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地源熱泵中央空調(diào)高效地埋管換熱系統(tǒng)，其特征在于:所述的自動控制裝置為TPC4-4TD定時程序控制器。
【文檔編號】F24F13/30GK203518337SQ201320704491
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】苗為佳, 張文, 袁曉利 申請人:山東佳源空調(diào)設(shè)備有限公司