本發(fā)明涉及淺層地溫能技術(shù)領(lǐng)域,尤其涉及一種地?zé)岷吞柲艿男滦屠錈峒上到y(tǒng)。
背景技術(shù):
地溫能源是現(xiàn)階段最有開發(fā)潛力的能源之一,地溫能與太陽能的結(jié)合是節(jié)約能源的一種有效節(jié)能模式,當(dāng)前的地?zé)釕?yīng)用還處于初級階段,多數(shù)是依靠電動熱泵提取淺層水源熱量用于供熱領(lǐng)域,但部分提取的熱量較少,未能充分利用。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中多種能源利用不足的情況,提供一種地?zé)岷吞柲艿男滦屠錈峒上到y(tǒng),來解決上述問題。
一種地?zé)岷吞柲艿男滦屠錈峒上到y(tǒng),由1套吸收式熱泵系統(tǒng)、1套太陽能集熱系統(tǒng)、1套淺層地溫能循環(huán)系統(tǒng)、1套淺層水源(地?zé)幔┭h(huán)系統(tǒng)、4臺換熱器組成,具體包括7個閥門、1臺淺層低溫能高溫?zé)峤粨Q器、1臺淺層低溫能低溫?zé)峤粨Q器、1臺太陽能低溫?zé)峤粨Q熱器、1臺太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器、1個吸收器四通變向閥、1個蒸發(fā)器四通變向閥、1臺冷卻塔、1臺深層循環(huán)泵、1臺淺層循環(huán)泵、1臺吸收式熱泵機。其中吸收式熱泵系統(tǒng)為第一類吸收式熱泵機組。淺層低溫能循環(huán)系統(tǒng)出口與吸收式熱泵系統(tǒng)發(fā)生器入口相連,吸收式熱泵系統(tǒng)發(fā)生器出口用管道依次與淺層低溫能高溫?zé)峤粨Q器、淺層低溫能低溫?zé)峤粨Q器、深層循環(huán)泵連接,最后與淺層低溫能系統(tǒng)入口連接。用戶管網(wǎng)回水經(jīng)過吸收器四通變向閥與吸收式熱泵系統(tǒng)吸收器相連,吸收式熱泵系統(tǒng)冷凝器依次與淺層低溫能高溫?zé)峤粨Q器和太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器相連,太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器出口經(jīng)過蒸發(fā)器四通變向閥與用戶供熱管網(wǎng)去水管路連接。淺層水源(地?zé)幔┫到y(tǒng)出口管路依次與淺層低溫能低溫?zé)峤粨Q器和太陽能低溫?zé)峤粨Q熱器串聯(lián),太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器出口經(jīng)過蒸發(fā)器四通變向閥與吸收式熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器入口相連接,吸收式熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器出口經(jīng)過蒸發(fā)器四通變向閥與淺層循環(huán)泵連接,之后與淺層水源(地?zé)幔┫到y(tǒng)入口連接。一個太陽能集熱器出口分別與太陽能低溫?zé)峤粨Q熱器、太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器連接,之后與太陽能集熱器入口連接,另一個太陽能集熱器出口通過閥門與吸收式熱泵系統(tǒng)發(fā)生器入口連接,吸收式熱泵系統(tǒng)發(fā)生器出口通過閥門與太陽能集熱器入口相連接。用戶管網(wǎng)回水管路、吸收式熱泵系統(tǒng)吸收器入口、吸收式熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器入口、太陽能低溫?zé)峤粨Q熱器出口分別與吸收器四通變向閥相連;用戶管網(wǎng)去水管路、太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器出口管路、吸收式熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)器出口管路、淺層循環(huán)泵入口管路分別與蒸發(fā)器四通變向閥相連。
淺層低溫能管網(wǎng)連接吸收式熱泵系統(tǒng)的發(fā)生器,淺層水源(地源)管網(wǎng)連接吸收式熱泵系統(tǒng)的蒸發(fā)器,由淺層低溫能驅(qū)動熱泵機組吸收淺層水源(地?zé)幔┑臒崃?,為供熱提供更多熱量?/p>
從吸收式熱泵系統(tǒng)發(fā)生器出來的熱源水依次經(jīng)過淺層低溫能高溫?zé)峤粨Q器和淺層低溫能低溫?zé)峤粨Q器,利用熱源水的梯度溫度分別加熱供熱管網(wǎng)水與淺層水源(地?zé)幔﹣硭?,更大程度的利用熱源水的熱量?/p>
此集成系統(tǒng)通過提取淺層水源(地?zé)幔┲械臒崃考訜峁峁芫W(wǎng)的熱水。淺層水源(地?zé)幔┙?jīng)過淺層低溫能低溫?zé)峤粨Q器,溫度進一步上升,然后經(jīng)過熱泵機組,在蒸發(fā)器內(nèi)放熱溫度降低,從蒸發(fā)器出來的低溫水送入淺層水源(地?zé)幔┪諢崃?,完成淺層水源(地?zé)幔┭h(huán)。用戶供熱管網(wǎng)來水進入熱泵系統(tǒng),在熱泵系統(tǒng)內(nèi)吸收熱量溫度上升,經(jīng)過淺層低溫能高溫?zé)峤粨Q器使溫度進一步提高,然后進入供熱管網(wǎng)。
此集成系統(tǒng)可充分利用太陽能的熱量。通過太陽能集熱系統(tǒng)吸收太陽能,使集熱系統(tǒng)內(nèi)水溫度上升,檢測集熱器內(nèi)水的溫度控制集熱器內(nèi)水的循環(huán),當(dāng)檢測溫度ts高于供熱管網(wǎng)溫度時,集熱器內(nèi)水加熱用戶管網(wǎng)水,當(dāng)檢測溫度ts低于供熱管網(wǎng)溫度時,集熱器內(nèi)水加熱經(jīng)過太陽能低溫?zé)峤粨Q熱器的淺層水源(地?zé)幔?,為熱泵機組提供更多熱量。
此集成系統(tǒng)可為用戶供冷。在制冷過程中,淺層水源(地?zé)幔槲帐綗岜玫睦鋮s水降溫,吸收冷卻水熱量并存儲以回補冬季供熱開采的能量。當(dāng)冷卻水溫度不滿足要求時,還可在冷卻塔輔助下降低吸收式熱泵的冷卻水,太陽能集熱器可輔助作為吸收式熱泵的高溫?zé)嵩?,充分利用夏季太陽能集熱器溫度高和淺層水源(水源)溫度低的特點。
淺層水源(地?zé)幔┛梢詾槠渌推肺粺嵩葱问?,如地表水、污水、海水、工業(yè)廢水等,還可以是淺層土壤源。
供熱時,此集成系統(tǒng)將淺層低溫能作為吸收式熱泵系統(tǒng)的主要驅(qū)動熱源,提取淺層水源(地?zé)幔┑鹊推肺粺嵩粗械臒崃?,通過太陽能輔助加熱,最大程度的為用戶提供熱量;不但可以充分的利用淺層低溫能,而且通過吸收式熱泵系統(tǒng)更能最大化的利用太陽能和淺層水源(地?zé)幔┑鹊推肺荒茉础V评鋾r,此集成系統(tǒng)淺層水源(地?zé)幔┰诶鋮s塔輔助下為吸收式熱泵系統(tǒng)的冷卻水降溫,太陽能集熱器可輔助作為吸收式熱泵系統(tǒng)的高溫?zé)嵩?,充分利用夏季太陽能集熱器溫度高和淺層水源(水源)溫度低的特點。
本發(fā)明的有益效果是,將淺層低溫能與太陽能、淺層水源通過吸收式熱泵系統(tǒng)結(jié)合起來,不但可以充分的利用淺層低溫能,而且通過熱泵機組更能最大化的利用太陽能和淺層水源(地?zé)幔?/p>
附圖說明
圖1為一種地?zé)岷吞柲艿男滦屠錈峒上到y(tǒng)的原理示意圖。
圖中:1~7.閥門,8.淺層低溫能高溫?zé)峤粨Q器,9.淺層低溫能低溫?zé)峤粨Q器,10.太陽能低溫?zé)峤粨Q熱器,11.太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器,12.吸收器四通變向閥,13.蒸發(fā)器四通變向閥,14.冷卻塔,15.深層循環(huán)泵,16.淺層循環(huán)泵,17.吸收式熱泵系統(tǒng),18.太陽能集熱器,a~d.吸收器四通變向閥的四個端口,a′~d′-蒸發(fā)器四通變向閥的四個端口,t1.入口溫度,t2.出口溫度,in1.太陽能集熱器入口1,in2.太陽能集熱器入口2,in3.太陽能集熱器入口3,out1.太陽能集熱器出口1,out2.太陽能集熱器出口2,a、b.附屬管道接口。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實例對本發(fā)明進一步說明。
如附圖1所示,一種地?zé)岷吞柲艿男滦屠錈峒上到y(tǒng)具體包括7個閥門、1臺淺層低溫能高溫?zé)峤粨Q器、1臺淺層低溫能低溫?zé)峤粨Q器、1臺太陽能低溫?zé)峤粨Q熱器、1臺太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器、1個吸收器四通變向閥、1個蒸發(fā)器四通變向閥、1臺冷卻塔、1臺深層循環(huán)泵、1臺淺層循環(huán)泵、1臺吸收式熱泵機。
淺層低溫能循環(huán)系統(tǒng)出口與吸收式熱泵系統(tǒng)(17)發(fā)生器入口相連,吸收式熱泵系統(tǒng)(17)發(fā)生器出口用管道依次與淺層低溫能高溫?zé)峤粨Q器(8)、淺層低溫能低溫?zé)峤粨Q器(9)、深層循環(huán)泵(15)連接,最后與淺層低溫能系統(tǒng)入口連接。用戶管網(wǎng)回水經(jīng)過吸收器四通變向閥(12)與吸收式熱泵系統(tǒng)(17)吸收器相連,吸收式熱泵系統(tǒng)(17)冷凝器依次與淺層低溫能高溫?zé)峤粨Q器(8)和太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器(11)相連,太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器(11)出口經(jīng)過蒸發(fā)器四通變向閥(13)與用戶供熱管網(wǎng)去水管路連接。淺層水源(地?zé)幔┫到y(tǒng)出口管路依次與淺層低溫能低溫?zé)峤粨Q器(9)和太陽能低溫?zé)峤粨Q熱器(10)串聯(lián),太陽能低溫?zé)峤粨Q熱器(10)出口經(jīng)過蒸發(fā)器四通變向閥(13)與吸收式熱泵系統(tǒng)(17)的蒸發(fā)器入口相連接,吸收式熱泵系統(tǒng)(17)的蒸發(fā)器出口經(jīng)過蒸發(fā)器四通變向閥(13)與淺層循環(huán)泵(16)連接,之后與淺層水源(地?zé)幔┫到y(tǒng)入口連接。一個太陽能集熱器(18)出口(out1)分別與太陽能低溫?zé)峤粨Q熱器(10)、太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器(11)連接,之后分別通過閥門(1)、閥門(2)與太陽能集熱器(18)入口(in1、in2)連接,另一個太陽能集熱器(18)出口(out2)通過閥門(4)與吸收式熱泵系統(tǒng)(17)發(fā)生器入口連接,吸收式熱泵系統(tǒng)(17)發(fā)生器出口通過閥門(3)與太陽能集熱器(18)入口(in3)相連接。用戶管網(wǎng)回水管路、吸收式熱泵系統(tǒng)(17)吸收器入口、吸收式熱泵系統(tǒng)(17)蒸發(fā)器入口、太陽能低溫?zé)峤粨Q熱器(10)出口分別與吸收器四通變向閥(12)相連;用戶管網(wǎng)去水管路、太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器(11)出口管路、吸收式熱泵系統(tǒng)(17)蒸發(fā)器出口管路、淺層循環(huán)泵(16)入口管路分別與蒸發(fā)器四通變向閥(13)相連。
本發(fā)明工作原理和工作過程為:
冬季供熱過程:調(diào)節(jié)吸收器四通變向閥(12)和蒸發(fā)器四通變向閥四通變向閥(13),b、d端口通連,a′、b′端口通連,開啟閥門(7)。使來自淺層低溫能所蘊含的熱量加熱循環(huán)管道內(nèi)的熱水,熱水充當(dāng)熱源驅(qū)動吸收式熱泵系統(tǒng)(17),從吸收式熱泵系統(tǒng)(17)發(fā)生器出來的熱水依次經(jīng)過淺層低溫能高溫?zé)峤粨Q器(8)和淺層低溫能低溫?zé)峤粨Q器(9)進一步降低溫度,然后由深層循環(huán)泵(15)送入深層地下,吸收淺層低溫能,完成淺層低溫能循環(huán)。供熱回水經(jīng)過吸收器四通變向閥(12)b、d端口進入吸收式熱泵系統(tǒng)(17),在其吸收器、冷凝器內(nèi)吸熱溫度上升,之后在淺層低溫能高溫?zé)峤粨Q器(8)內(nèi)與來自吸收式熱泵系統(tǒng)(17)發(fā)生器的高溫水進一步換熱,溫度提高到t1,供熱水流經(jīng)太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器(11)、蒸發(fā)器四通變向閥(13)返回供熱管網(wǎng)。淺層水源(地?zé)幔┙?jīng)過淺層低溫能低溫?zé)峤粨Q器(9)和太陽能低溫?zé)峤粨Q熱器(10),吸熱溫度升高,流經(jīng)吸收器四通變向閥(12)的ac端口進入吸收式熱泵系統(tǒng)(17)蒸發(fā)器,在吸收式熱泵系統(tǒng)(17)蒸發(fā)器內(nèi)放熱溫度降低,最后經(jīng)過蒸發(fā)器四通變向閥(13)由淺層循環(huán)泵(16)送入淺層水源(地?zé)幔?,完成循環(huán)。太陽能集熱器系統(tǒng)內(nèi)溫度ts,若ts>t1,則開啟閥門(2),在太陽能高溫?zé)峤粨Q熱器(11)內(nèi)將熱水溫度由t1提高到t2,返回供熱管網(wǎng);若ts<t1,則開啟閥門(1),在太陽能低溫?zé)峤粨Q熱器(10)內(nèi)加熱淺層水源(地?zé)幔﹣硭?/p>
在深層循環(huán)泵(15)與淺層低溫能低溫?zé)峤粨Q器(9)之間管路a段、淺層循環(huán)泵(16)與淺層水源(地?zé)幔┲g管路b段可安裝離心機、螺桿機等電能驅(qū)動型熱泵,可提取更多熱量。
夏季制冷過程:調(diào)節(jié)吸收器四通變向閥(12)、蒸發(fā)器四通變向閥(13),bc端口通連,b′、d′端口通連,開啟閥門(3)、閥門(4)、閥門(6),關(guān)閉閥門(7),淺層低溫能管路循環(huán)不變,太陽能集熱器(18)供熱給吸收式熱泵系統(tǒng)(17)發(fā)生器,作為吸收式熱泵系統(tǒng)(17)的輔助熱源。
用戶管網(wǎng)回水經(jīng)過吸收器四通變向閥(12)進入吸收式熱泵系統(tǒng)(17)蒸發(fā)器,在蒸發(fā)器內(nèi)放熱溫度降低,流經(jīng)蒸發(fā)器四通變向閥(13)的d′、b′端口返回用戶管網(wǎng)。淺層水源(地?zé)幔┝鹘?jīng)閥門(6)、吸收器四通變向閥(12)的ad端口進入吸收式熱泵系統(tǒng)(17)吸收器,給吸收式熱泵系統(tǒng)(17)提供冷卻水,在吸收式熱泵系統(tǒng)(17)的吸收器和冷凝器吸熱后經(jīng)過蒸發(fā)器四通變向閥(13)的a′、c′端口、淺層循環(huán)泵(16)返回淺層水源(地?zé)幔?,向淺層水源(地?zé)幔┓艧?,以補償冬夏季的熱平衡,完成循環(huán)。在機組制冷工況時,若檢測到淺層水源(地?zé)幔囟冗^高,開啟閥門(5)和冷卻塔(14),通過冷卻塔(14)輔助降溫,達到冷卻水的標(biāo)準(zhǔn)。