專(zhuān)利名稱(chēng)：水源熱泵蓄能及凝結(jié)水回收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于建筑領(lǐng)域的土木工程類(lèi)建筑環(huán)境與設(shè)備工程學(xué)科，具體涉 及一種水源熱泵蓄能及凝結(jié)水回收裝置。
背景技術(shù)：
隨著國(guó)際能源的日趨緊張，節(jié)能設(shè)備的開(kāi)發(fā)和利用越來(lái)越受到重視，地下 水源熱泵作為節(jié)能設(shè)備和技術(shù)的典范，受到許多用戶(hù)和商家的熱捧，但經(jīng)過(guò)多 年的使用，地下水源熱泵的缺陷也日漸顯露出來(lái)，主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)其一， 由于地下水源熱泵利用常年恒溫的地下水作為冷熱源，地下水量的大小決定水 源熱泵節(jié)能的多少和運(yùn)行的效果，而地下水也存在豐水季和枯水季，在枯水季 地下水的水量滿(mǎn)足不了空調(diào)負(fù)荷的要求，直接影響水源熱泵的運(yùn)行；其二，抽 水井潛水泵的運(yùn)行也對(duì)水源熱泵整個(gè)系統(tǒng)的能耗有很大的影響，潛水泵的連續(xù) 運(yùn)行不僅縮短潛水泵的使用壽命，其大量的能耗也使水源熱泵節(jié)能的優(yōu)勢(shì)消耗 殆盡，使水源熱泵系統(tǒng)變成了不節(jié)能的系統(tǒng)；其三，地下水回灌難也成為地下 水源熱泵系統(tǒng)廣泛應(yīng)用的阻礙，地下水回灌是水源熱泵的一大難題，由于地質(zhì) 結(jié)構(gòu)和地下水壓力的作用，利用后的井水很難回灌到地下，往往一口抽水井配 備兩口回灌井，大大增加了初投資，同時(shí)由于回灌阻力的影響使得流經(jīng)水源熱 泵井水的流量大大減小，對(duì)熱泵的效率和功率影響較大。以上幾個(gè)因素使得水 源熱泵的運(yùn)行變得不穩(wěn)定，不能很好的發(fā)揮水源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能潛力。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種能有效利用地下水源，充分發(fā)揮水源熱泵系統(tǒng)節(jié)能潛力的水源熱泵蓄能及凝結(jié)水回收裝置。
本實(shí)用新型是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的的該水源熱泵蓄能及 凝結(jié)水回收裝置，包括 一臺(tái)放置于抽水井內(nèi)的抽水潛水泵，與抽水潛水泵相 連的井水抽水管，與冷卻水泵連接的水源熱泵，回灌井；該裝置還設(shè)有一個(gè)蓄 能水池，在靠近蓄能水池底面處設(shè)有一個(gè)凝結(jié)水回收裝置，凝結(jié)水回收裝置的 下部一側(cè)與井水抽水管聯(lián)通，其頂端與冷卻水進(jìn)水管聯(lián)通，冷卻水進(jìn)水管通過(guò)
冷卻水泵與水源熱泵的一端連接，水源熱泵的另一端則通過(guò)冷卻水出水管與回 灌井聯(lián)通；凝結(jié)水回收裝置的上部一側(cè)與凝結(jié)水回收管聯(lián)通，凝結(jié)水回收管在 靠近其與凝結(jié)水回收裝置的接口處設(shè)有U形存水彎管，在凝結(jié)水回收裝置底部 吸水口處設(shè)有吸水口底閥，凝結(jié)水回收管和井水抽水管分別與凝結(jié)水回收裝置 的接口處位置之間的高度差Hl取值范圍在0. 5米到1. 0米之間；在冷卻水出水 管上聯(lián)通有一個(gè)與蓄能水池聯(lián)通的回流管，回流管呈倒U形，倒U形回流管安 裝高度H2即倒U形最高點(diǎn)的高度與其和冷卻水管接口處的高度的差值滿(mǎn)足如下 的公式
其中，hi為回流管和冷卻水出水管接口處位置與冷卻水出水管最高位置的高差， hf為冷卻水出水管的沿程阻力損失，k為冷卻水出水管的局部阻力損失。
另夕卜，還可在蓄能水池的中間設(shè)一塊豎向的PVC隔板，PVC隔板通過(guò)隔板調(diào) 節(jié)裝置能上下升降。
本實(shí)用新型采用了蓄能水池對(duì)水源熱泵系統(tǒng)進(jìn)行水量和能量的調(diào)節(jié)，并且， 采用凝結(jié)水回收裝置作為輔助技術(shù)，可加速低溫凝結(jié)水的回收和凝結(jié)水的充分 利用，達(dá)到節(jié)能的目的。冷卻水出水管上設(shè)置回流管，使一部分無(wú)法回灌的井 水通過(guò)回流管流回蓄能水池，當(dāng)蓄能水池水位升高到一定水位，抽水井的抽水潛水泵停止工作，此時(shí)只有凝結(jié)水和蓄能水池內(nèi)的蓄水在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，在循環(huán) 過(guò)程中一部分蓄水被回灌到地下，蓄能水池水位逐漸下降，當(dāng)下降到一定水位 時(shí)，抽水潛水泵重新開(kāi)啟，進(jìn)入另一個(gè)循環(huán)周期。因此，蓄能水池在對(duì)水量進(jìn) 行調(diào)節(jié)的同時(shí)，也使抽水潛水泵減少了運(yùn)行時(shí)間，節(jié)約了能量，還解決了井水 回灌難的問(wèn)題，提高了整個(gè)水源熱泵系統(tǒng)的節(jié)能效果?？偟膩?lái)說(shuō)，本實(shí)用新型 解決了水源熱泵運(yùn)行時(shí)水量不足、運(yùn)行不穩(wěn)定、運(yùn)行能耗大、井水回灌難等問(wèn) 題。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的立面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的平面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是圖1中凝結(jié)水回收裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖1中回流管的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖1中隔板調(diào)節(jié)裝置的立面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖5的平面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7、圖8是圖5上部的左視圖和右視圖； 圖9是圖1中的PVC隔板與蓄能水池的裝配圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。 參見(jiàn)圖1和圖2，抽水潛水泵3放置于抽水井5內(nèi)，井水抽水管6與抽水潛 水泵3相連；該裝置還設(shè)有一個(gè)蓄能水池1，在靠近蓄能水池1的底面處設(shè)有一 個(gè)凝結(jié)水回收裝置4，結(jié)合圖3，凝結(jié)水回收裝置4的下部一側(cè)與井水抽水管6 聯(lián)通，其頂端與冷卻水進(jìn)水管16聯(lián)通，冷卻水進(jìn)水管16通過(guò)冷卻水泵8與水源熱泵2的右端連接，水源熱泵2的左端則通過(guò)冷卻水出水管12與回灌井17 聯(lián)通；凝結(jié)水回收裝置4的上部一側(cè)與凝結(jié)水回收管7聯(lián)通，凝結(jié)水回收管7 在靠近凝結(jié)水回水口 31處設(shè)有U形存水彎管19，在凝結(jié)水回收裝置4的底部吸 水口處設(shè)有吸水口底閥18。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，凝結(jié)水回水口31與井水抽水管6 的井水出水口 32之間的高度差Hl取值范圍在0. 5米 1. 0米之間，井水出水口 32與凝結(jié)水回收裝置4的底部吸水口的高度差在0. 3米 0. 5米之間，蓄能水 池的最低水位應(yīng)高出凝結(jié)水回水口 0. 2米 0. 3米。在冷卻水出水管12上聯(lián)通 有一個(gè)與蓄能水池1聯(lián)通的回流管15，結(jié)合圖4，回流管15呈倒U形，倒U形 回流管的安裝高度H2即倒U形最高點(diǎn)的高度與其和冷卻水管接口處的高度的差 值滿(mǎn)足如下的公式
其中，b為回流管和冷卻水出水管接口處位置與冷卻水出水管最高位置的高差， hf為冷卻水出水管的沿程阻力損失，k為冷卻水出水管的局部阻力損失。 在圖3和圖4中，20表示連接法蘭，21表示彎頭，22表示變徑管。 由圖1和圖2可見(jiàn)，水源熱泵2的右端還與冷凍水供水管9相連，左端還 通過(guò)冷凍水泵10與冷凍水回水管11相連。
從圖1和圖2中還可看到，在蓄能水池1的中間設(shè)有一塊豎向的PVC隔板 14， PVC隔板14可通過(guò)隔板調(diào)節(jié)裝置13上下升降。參見(jiàn)圖5、圖6、圖7、圖8 和圖9，隔板調(diào)節(jié)裝置13包括一根帶手柄的搖桿26，在蓄能水池1的兩邊上通 過(guò)固定螺栓孔30固定有兩個(gè)搖桿支架24，搖桿26穿過(guò)搖桿支架24上的通孔而 安裝在蓄能水池1之上。搖桿26的右端設(shè)有螺母25，以防止搖桿26左右竄動(dòng)， 搖桿26上設(shè)有兩個(gè)穿線(xiàn)孔27，穿線(xiàn)孔27內(nèi)穿有鋼絲28， PVC隔板14上端設(shè)有 兩個(gè)隔板吊架29，鋼絲28通過(guò)兩個(gè)隔板吊架29將PVC隔板14吊在搖桿26上，搖桿26帶手柄的一端設(shè)有穿過(guò)手柄及搖桿支架的搖桿固定插銷(xiāo)23，當(dāng)不需搖動(dòng) 搖桿26時(shí)，可用螺母25將搖桿固定插銷(xiāo)23插上，使PVC隔板14固定在一定
的高度。
蓄能水池1可以根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷的大小確定，也可以充分利用建筑原有的消 防生活給水池，當(dāng)蓄能水池1采用建筑原有的消防生活給水池時(shí)，水池中間可 不設(shè)隔板，水池的最低水量應(yīng)大于消防水量。
本實(shí)用新型裝置的工作過(guò)程和工作原理如下從抽水井出來(lái)的低溫井水在 凝結(jié)水回收裝置內(nèi)與低溫的凝結(jié)水和蓄能水池內(nèi)的蓄水混合，經(jīng)過(guò)冷卻水泵進(jìn) 入熱泵機(jī)組，從熱泵機(jī)組吸熱升溫后進(jìn)入回灌井， 一部分無(wú)法回灌的井水通過(guò) 回流管流回蓄能水池，當(dāng)蓄能水池的水位升高到一定水位，抽水井的抽水潛水 泵停止工作，此時(shí)只有凝結(jié)水和蓄能水池的蓄水在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)，在循環(huán)過(guò)程中 一部分蓄水被回灌到地下，蓄能水池水位逐漸下降，當(dāng)水位降到一定位置時(shí)， 抽水潛水泵重新開(kāi)啟，進(jìn)入另一個(gè)循環(huán)周期。PVC隔板將蓄能水池分成左右兩池， 可以根據(jù)季節(jié)不同調(diào)節(jié)池水的流動(dòng)方向，夏季，水源熱泵利用低溫水，可以將 PVC隔板提上，使左池溫度低的蓄水從隔板下部通道進(jìn)入右池；冬季，水源熱泵 利用溫度高的蓄水，可以將PVC隔板放下，使左池溫度高的蓄水從PVC隔板上 部通道進(jìn)入右池，如此調(diào)節(jié)，可以充分利用蓄能水池的能量。由于蓄能水池的 存在，系統(tǒng)可充分利用井水的能量，以提高能量利用率，達(dá)到節(jié)能的目的；由 于蓄能水池的存在，也可以減少抽水井和回灌井的數(shù)量，節(jié)省初投資；同時(shí)抽 水井的抽水潛水泵運(yùn)行時(shí)間也可以縮短，大大減少了運(yùn)行所需能量。為了使倒U 形回流管不短路，倒U形回流管有一定的安裝高度，即H2》hi+hf+比，其中， h,為回流管和冷卻水出水管接口處位置與冷卻水出水管最高位置的高差，hf為冷 卻水出水管的沿程阻力損失，k為冷卻水出水管的局部阻力損失。為了利用低溫凝結(jié)水，凝結(jié)水回收裝置安裝在與冷卻水泵連接的冷卻水進(jìn)水管的吸入口處，
由于負(fù)壓的作用可加速凝結(jié)水的回流；為了防止空氣通過(guò)凝結(jié)水回收管進(jìn)入冷 卻水泵，該裝置采用了U形存水彎管；為了防止井水出水對(duì)凝結(jié)水回收的影響， 凝結(jié)水回收管的凝結(jié)水回水口與井水抽水管的井水出水口之間的高度差H1有一 定的高差，高差H1取0.5米 1.0米。
權(quán)利要求1、一種水源熱泵蓄能及凝結(jié)水回收裝置，包括一臺(tái)放置于抽水井內(nèi)的抽水潛水泵，與抽水潛水泵相連的井水抽水管，與冷卻水泵連接的水源熱泵，回灌井；其特征在于該裝置還設(shè)有一個(gè)蓄能水池，在靠近蓄能水池底面處設(shè)有一個(gè)凝結(jié)水回收裝置，凝結(jié)水回收裝置的下部一側(cè)與井水抽水管聯(lián)通，其頂端與冷卻水進(jìn)水管聯(lián)通，冷卻水進(jìn)水管通過(guò)冷卻水泵與水源熱泵的一端連接，水源熱泵的另一端則通過(guò)冷卻水出水管與回灌井聯(lián)通；凝結(jié)水回收裝置的上部一側(cè)與凝結(jié)水回收管聯(lián)通，凝結(jié)水回收管在靠近凝結(jié)水回水口處設(shè)有U形存水彎管，在凝結(jié)水回收裝置底部吸水口處設(shè)有吸水口底閥，凝結(jié)水回水口與井水抽水管的井水出水口之間的高度差H1取值范圍在0.5米～1.0米之間，井水出水口與凝結(jié)水回收裝置底部吸水口的高度差在0.3米～0.5米之間；蓄能水池的最低水位應(yīng)高出凝結(jié)水回水口0.2米～0.3米；在冷卻水出水管上聯(lián)通有一個(gè)與蓄能水池聯(lián)通的回流管，回流管呈倒U形，倒U形回流管安裝高度H2即倒U形最高點(diǎn)的高度與其和冷卻水出水管接口處的高度的差值滿(mǎn)足如下的公式H2≥hl+hf+hm其中，hl為回流管和冷卻水出水管接口處位置與冷卻水出水管最高位置的高差，hf為冷卻水出水管的沿程阻力損失，hm為冷卻水出水管的局部阻力損失。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的水源熱泵蓄能及凝結(jié)水回收裝置，其特征在于 在蓄能水池的中間設(shè)有一塊豎向的PVC隔板，PVC隔板通過(guò)隔板調(diào)節(jié)裝置能上下 升降。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的水源熱泵蓄能及凝結(jié)水回收裝置，其特征在于 所述隔板調(diào)節(jié)裝置包括一根帶手柄的搖桿，搖桿穿過(guò)兩個(gè)固定在蓄能水池兩邊 上的搖桿支架上的通孔而安裝在蓄能水池之上，搖桿上設(shè)有兩個(gè)穿線(xiàn)孔，穿線(xiàn) 孔內(nèi)穿有鋼絲，鋼絲通過(guò)安裝在PVC隔板上端的兩個(gè)隔板吊架將PVC隔板吊在搖桿上，搖桿帶手柄的一端設(shè)有穿過(guò)手柄及搖桿支架的搖桿固定插銷(xiāo)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于建筑領(lǐng)域的土木工程類(lèi)建筑環(huán)境與設(shè)備工程學(xué)科，具體涉及一種水源熱泵蓄能及凝結(jié)水回收裝置。本實(shí)用新型為解決現(xiàn)有水源熱泵系統(tǒng)運(yùn)行不穩(wěn)定、節(jié)能效果不好的缺陷，提供一種如下的技術(shù)方案該裝置設(shè)有一個(gè)蓄能水池，蓄能水池里設(shè)有一個(gè)凝結(jié)水回收裝置，凝結(jié)水回收裝置與井水抽水管、凝結(jié)水回收管、冷卻水進(jìn)水管聯(lián)通，冷卻水進(jìn)水管通過(guò)冷卻水泵與水源熱泵的一端連接，水源熱泵的另一端則通過(guò)冷卻水出水管與回灌井聯(lián)通；在冷卻水出水管上還聯(lián)通有一個(gè)與蓄能水池聯(lián)通的倒U形回流管。本實(shí)用新型解決了水源熱泵運(yùn)行時(shí)水量不足、運(yùn)行不穩(wěn)定、運(yùn)行能耗大、井水回灌難等問(wèn)題。
文檔編號(hào)F25B30/06GK201318834SQ20082021092
公開(kāi)日2009年9月30日 申請(qǐng)日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月11日
發(fā)明者歐陽(yáng)軍, 黃越南 申請(qǐng)人:歐陽(yáng)軍;黃越南