CN101344347A - 热管地源热泵系统 - Google Patents

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方贵银
张曼
吴双茂
刘旭
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Abstract

本发明公开了一种热管地源热泵系统,包括地面热泵机组和地下热管;地面热泵机组中的压缩机的进口与蒸发器的出口连接、压缩机的出口与水冷冷凝器的进口连接,水冷冷凝器的出口与储液器进口连接,储液器的出口与电磁阀连接,节流阀的进口与电磁阀的出口连接、节流阀的出口与蒸发器的进口连接。地下热管由一组热管组成,一组热管垂直安放在位于地下的孔中,且一组热管的上部与蒸发器连接。在一组热管内充有热管介质。本发明不需要循环泵,节省了功耗;热管内采用的工作介质对地下热管没有腐蚀性,热管可长期使用;地下换热管短、载冷剂流动阻力小;由于在热管内发生的是气—液相变换热,其热流密度高。

Description

热管地源热泵系统
技术领域
本发明涉及一种制冷空调,具体地说是一种热管地源热泵系统。
背景技术
自改革开放以来,我国的综合国力和人民生活水平都有较大程度的提高。能源工业作为国民经济的基础产业之一,已取得长足发展。但是,能源工业的发展仍然满足不了国民经济的快速发展和人民生活用能急剧增长的需要,全国能源紧缺局面仍然存在。
解决目前能源紧缺问题,可从两方面着手:一是开发可再生能源(如太阳能、地源能、生物质能、风能等),二是节约现有使用的能源。
采用地源热泵技术可以充分利用地源能。地源热泵是以地源能(土壤、地下水、地表水、低温地热水)作为热泵空调系统冬季采暖供热的低温热源,它可用来替代传统的锅炉采暖供热模式,是改善城市大气环境和节约能源的一种有效途径。
地源热泵系统主要由三部分组成:室外地源热泵系统、热泵机组和室内采暖末端装置。地源换热系统可分为土壤埋管、地下水和地表水。
目前的室外地源热泵系统可分为土壤埋管式、地下水式、地表水式三种类型:
土壤埋管式热泵系统有一个土壤耦合地热交换器,或水平安装在地沟中,或以U形管状垂直安装在竖井中。通过中间介质(通常为水或者加入防冻剂的水)作为热载体,使中间介质在土壤耦合地热交换器的封闭环路中循环流动,从而实现与大地土壤进行热交换的目的。缺点是需要循环泵将换热介质(水或乙二醇溶液)送入地下换热器中,增加系统的功耗;另外,换热介质(水或乙二醇溶液)对地下换热管有一定的腐蚀性。
地下水热泵系统是通过建造抽水井群,将地下水抽出,通过二次换热或直接送至水源热泵机组,经提取热量或释放热量后,由回灌井群灌回地下。地下水位于较深的地方,由于地层的隔热作用,其温度随季节气温的波动较小,特别是深井水的水温常年基本不变,对热泵的运行十分有利。不足之处是需要抽取地下水,这在很多地方是不允许的。
地表水热泵系统由潜在水面以下的、多重并联的塑料管组成的地下水热交换器,取代了土壤热交换器,它们被连接到建筑物中的热泵系统,在北方地区需要进行防冻处理。利用江水、河水、湖水、水库水及海水作为热泵热源。缺点是受地理位置的限制,只有靠近这些水源的地方才能使用。
发明内容
为了克服现有地源热泵系统的不足,本发明的目的在于提供一种热管地源热泵系统。该系统利用热管从地下提取热量不需要循环泵,节省了功耗;且热管内采用的工作介质对地下热管没有腐蚀性,故地下热管可长期使用;同时克服了常规地源热泵系统地下换热管较长、载冷剂流动阻力较大等缺点;另外,由于在热管内发生的是气-液相变换热,其热流密度远高于常规地下换热管内单相换热的热流密度。
本发明的目的通过以下技术方案来实现的:
一种热管地源热泵系统,其特征在于:它包括地面热泵机组和地下热管;地面热泵机组包括压缩机、水冷冷凝器、储液器、电磁阀、节流阀和蒸发器。压缩机的进口与蒸发器的出口连接、压缩机的出口与水冷冷凝器的进口连接,水冷冷凝器的出口与储液器进口连接,储液器的出口与电磁阀连接,节流阀的进口与电磁阀的出口连接、节流阀的出口与蒸发器的进口连接。地下热管由一组热管组成,一组热管垂直安放在位于地下的孔中,且一组热管的上部与蒸发器连接。在一组热管内充有热管介质。热管介质可以是是氟利昂或二氧化碳,如R22、R134a、R744等。
本发明中,地下热管可根据需要由一组多根热管组成,由钻孔机械在土壤中钻孔,然后将一组多根热管垂直安放在孔中,在热管外壁周围的空隙中回填导热性好的材料,如颗粒均匀细小的沙石等,以增强热管与周围土壤的换热。一组热管在地面上且与蒸发器相连的部分为绝热段,一组热管的下部且置于土壤内的部分为蒸发段。
本发明中,所述的节流阀为热力膨胀阀或电子膨胀阀。
所述地下热管的材料为碳钢、或铜。热管内的工作介质为氟利昂或二氧化碳等。
与现有技术相比,本发明其显著优点是:
(1)利用热管从地下提取热量不需要循环泵,节省了功耗。
(2)由于热管内采用的工作介质对地下热管没有腐蚀性,故地下热管可长期使用。
(3)克服了常规地源热泵系统地下换热管较长载冷剂流动阻力较大的缺点。
(4)由于热管内发生的是气-液相变换热,其热流密度远高于常规地下换热管内单相换热的热流密度。
附图说明
附图是本发明结构示意图。
附图中标记说明
1-地面热泵机组        2-地下热管
3-冷水进口            4-热水出口
5-土壤                11-压缩机
12-水冷冷凝器         13-储液器
14-电磁阀             15-节流阀
16-蒸发器             21-一组热管
22-热管介质。
具体实施方式
一种本发明所述的热管地源热泵系统,见附图,它包括地面热泵机组1和地下热管2。地面热泵机组包括压缩机11、水冷冷凝器12、储液器13、电磁阀14、节流阀15和蒸发器16。压缩机11的进口与蒸发器16的出口连接、压缩机11的出口与水冷冷凝器12的进口连接,水冷冷凝器12的出口与储液器13进口连接,储液器13的出口与电磁阀14连接,节流阀15的进口与电磁阀14的出口连接、节流阀15的出口与蒸发器16的进口连接。地下热管2由一组热管21组成,一组热管21垂直安放在位于地下的孔中,且一组热管21的上部与蒸发器16连接。在一组热管21内充有热管介质22。热管介质可以是氟利昂。在一组热管21外壁周围的空隙中回填导热性好的材料。
本发明的工作原理叙述如下:
附图为热管地源热泵系统示意图。图中省略了室内采暖末端装置、电子控制部分。其中3是冷水进口,4是热水出口,5是土壤。
当热管地源热泵系统时,电磁阀14开启。制冷剂由压缩机11压缩后排出,流至水冷冷凝器12放出热量,冷凝后的制冷剂液体经电磁阀14流入节流阀15进行节流降压,降压后的制冷剂在蒸发器16内蒸发吸热而气化,气化后的制冷剂被吸入压缩机11。同时,在室内采暖末端装置和水冷冷凝器12之间循环的工作介质(水)因水冷冷凝器12内的制冷剂放热而升温,升温后的工作介质(水)由循环泵送入室内采暖末端装置中,并与室内的空气进行热交换,使室内的空气温度升高。另外,水冷冷凝器12提供的热水除了用于室内采暖外,还可用作生活热水。
在地面热泵机组1工作的同时,土壤中的地下热管2也投入运行。一组热管21的下部蒸发段从周围土壤中吸收地下热,此时一组热管21内的工作介质因吸热而蒸发为气体,该气体流向蒸发器16内,热管介质气体在蒸发器16内被管内的制冷剂吸热而冷凝为液体,该液体在重力作用下重新流回到地下热管2内进行下次循环。而蒸发器16盘管内的制冷剂因吸收盘管外热管介质的冷凝热而气化为制冷剂气体,该制冷剂气体经压缩机压缩升温后排入水冷冷凝器12中放热,水冷冷凝器12放出的热量可用来采暖或用作生活热水。
本发明利用热管从地下提取热量不需要循环泵,节省了功耗;且热管内采用的工作介质对地下热管没有腐蚀性,故地下热管可长期使用;同时克服了常规地源热泵系统地下换热管较长、载冷剂流动阻力较大等缺点;另外,由于在热管内发生的是气-液相变换热,其热流密度远高于常规地下换热管内单相换热的热流密度。

Claims (6)

1、一种热管地源热泵系统,其特征在于:它包括地面热泵机组(1)和地下热管(2);地面热泵机组(1)包括压缩机(11)、水冷冷凝器(12)、储液器(13)、电磁阀(14)、节流阀(15)和蒸发器(16);压缩机(11)的进口与蒸发器(16)的出口连接,压缩机(11)的出口与水冷冷凝器(12)的进口连接;水冷冷凝器(12)的出口与储液器(13)的进口连接;储液器(13)的出口依次通过电磁阀(14)和节流阀(15)与蒸发器(16)的进口连接;地下热管(2)由一组热管(21)组成,一组热管(21)垂直安放在位于地下的孔中,且一组热管(21)的上部与蒸发器(16)连接,在一组热管(21)内充有热管介质(22)。
2、根据权利要求1所述的热管地源热泵系统,其特征在于:所述热管介质(22)是氟利昂或二氧化碳。
3、根据权利要求1所述的热管地源热泵系统,其特征在于:所述节流阀(15)为热力膨胀阀或电子膨胀阀。
4、根据权利要求1所述的热管地源热泵系统,其特征在于:所述地下热管(2)由碳钢或铜制成。
5、根据权利要求1所述的热管地源热泵系统,其特征在于:一组热管(21)与蒸发器(16)相连且位于地面上的部分是绝热段。
6、根据权利要求1所述的热管地源热泵系统,其特征在于:在一组热管(21)外壁周围的空隙中填有导热性好的材料。
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Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102012131A (zh) * 2009-09-08 2011-04-13 施国梁 土壤源热泵系统多井循环换热方法及系统
CN102364289A (zh) * 2011-10-13 2012-02-29 北京德能恒信科技有限公司 一种地源热交换器
CN102384683A (zh) * 2011-09-01 2012-03-21 上海博阳新能源科技有限公司 注液式可循环利用传导热管
CN102393049A (zh) * 2011-10-13 2012-03-28 北京德能恒信科技有限公司 一种地源热管热泵空调
CN102016453B (zh) * 2008-04-30 2012-07-04 大金工业株式会社 热交换器及空调系统
CN102564183A (zh) * 2012-03-19 2012-07-11 北京德能恒信科技有限公司 一种地源热交换器
CN103868276A (zh) * 2014-04-02 2014-06-18 深圳市庄合智能产业科技有限公司 一种超导式复合源热泵系统
CN105485963A (zh) * 2016-01-11 2016-04-13 万建红 污水热能回收系统
CN105698441A (zh) * 2016-04-25 2016-06-22 陕西众慧天成新能源科技有限公司 一种高效深层地能换能系统
CN106087608A (zh) * 2016-08-12 2016-11-09 兰州交通大学 一种基于地源热泵的铁路道岔融雪系统
CN106288518A (zh) * 2016-04-01 2017-01-04 安徽新富地能源科技有限公司 一种地温能提升系统连接装置
CN108507229A (zh) * 2018-04-24 2018-09-07 河源爱华新能源科技有限公司 一种太阳能热泵温控设备以及太阳能热泵温控系统
CN108914743A (zh) * 2018-07-24 2018-11-30 哈尔滨工业大学 一种热管加热与流体加热复合式道面融雪系统及其运行控制方法
CN111197928A (zh) * 2020-02-26 2020-05-26 宝莲华七彩新能源(江苏)有限公司 一种基于多流体热管的粮食烘干系统
CN111208168A (zh) * 2020-02-24 2020-05-29 上海理工大学 多孔介质土体潮涌换热现象的捕捉方法
CN112484341A (zh) * 2020-06-01 2021-03-12 山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司 一种根据水泵功率自动控制阀门的地源热泵系统
CN112503801A (zh) * 2020-04-10 2021-03-16 山东大学 一种地源热泵系统
CN112524842A (zh) * 2020-06-01 2021-03-19 山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司 一种自动进行蓄热功能的地源热泵系统
CN112648869A (zh) * 2020-04-10 2021-04-13 山东黄金集团有限公司 一种热管及其地源热泵系统
CN112665219A (zh) * 2020-06-01 2021-04-16 山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司 一种制冷剂蓄热的地源热泵系统
CN112696845A (zh) * 2020-06-01 2021-04-23 山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司 一种根据室内温度蓄热的地源热泵系统
CN112781417A (zh) * 2020-04-10 2021-05-11 山东黄金集团有限公司 一种热管换热器组合及其地源热泵系统

Cited By (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102016453B (zh) * 2008-04-30 2012-07-04 大金工业株式会社 热交换器及空调系统
CN102012131B (zh) * 2009-09-08 2013-05-22 汪若文 土壤源热泵系统多井循环换热方法及系统
CN102012131A (zh) * 2009-09-08 2011-04-13 施国梁 土壤源热泵系统多井循环换热方法及系统
CN102384683A (zh) * 2011-09-01 2012-03-21 上海博阳新能源科技有限公司 注液式可循环利用传导热管
CN102393049A (zh) * 2011-10-13 2012-03-28 北京德能恒信科技有限公司 一种地源热管热泵空调
CN102364289A (zh) * 2011-10-13 2012-02-29 北京德能恒信科技有限公司 一种地源热交换器
CN102564183A (zh) * 2012-03-19 2012-07-11 北京德能恒信科技有限公司 一种地源热交换器
CN102564183B (zh) * 2012-03-19 2016-01-27 北京德能恒信科技有限公司 一种地源热交换器
CN103868276A (zh) * 2014-04-02 2014-06-18 深圳市庄合智能产业科技有限公司 一种超导式复合源热泵系统
CN105485963A (zh) * 2016-01-11 2016-04-13 万建红 污水热能回收系统
CN106288518A (zh) * 2016-04-01 2017-01-04 安徽新富地能源科技有限公司 一种地温能提升系统连接装置
CN105698441A (zh) * 2016-04-25 2016-06-22 陕西众慧天成新能源科技有限公司 一种高效深层地能换能系统
CN106087608A (zh) * 2016-08-12 2016-11-09 兰州交通大学 一种基于地源热泵的铁路道岔融雪系统
CN108507229A (zh) * 2018-04-24 2018-09-07 河源爱华新能源科技有限公司 一种太阳能热泵温控设备以及太阳能热泵温控系统
CN108914743A (zh) * 2018-07-24 2018-11-30 哈尔滨工业大学 一种热管加热与流体加热复合式道面融雪系统及其运行控制方法
CN108914743B (zh) * 2018-07-24 2020-07-03 哈尔滨工业大学 热管加热与流体加热复合式道面融雪系统的运行控制方法
CN111208168A (zh) * 2020-02-24 2020-05-29 上海理工大学 多孔介质土体潮涌换热现象的捕捉方法
CN111208168B (zh) * 2020-02-24 2022-11-04 上海理工大学 多孔介质土体潮涌换热现象的捕捉方法
CN111197928A (zh) * 2020-02-26 2020-05-26 宝莲华七彩新能源(江苏)有限公司 一种基于多流体热管的粮食烘干系统
CN112781417A (zh) * 2020-04-10 2021-05-11 山东黄金集团有限公司 一种热管换热器组合及其地源热泵系统
CN112648869A (zh) * 2020-04-10 2021-04-13 山东黄金集团有限公司 一种热管及其地源热泵系统
CN112503801A (zh) * 2020-04-10 2021-03-16 山东大学 一种地源热泵系统
CN112781417B (zh) * 2020-04-10 2022-02-22 山东黄金集团有限公司 一种热管换热器组合及其地源热泵系统
CN112648869B (zh) * 2020-04-10 2022-02-22 山东黄金集团有限公司 一种热管及其地源热泵系统
CN112503801B (zh) * 2020-04-10 2022-06-24 山东大学 一种地源热泵系统
CN112524842A (zh) * 2020-06-01 2021-03-19 山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司 一种自动进行蓄热功能的地源热泵系统
CN112665219A (zh) * 2020-06-01 2021-04-16 山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司 一种制冷剂蓄热的地源热泵系统
CN112696845A (zh) * 2020-06-01 2021-04-23 山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司 一种根据室内温度蓄热的地源热泵系统
CN112484341A (zh) * 2020-06-01 2021-03-12 山东黄金矿业科技有限公司深井开采实验室分公司 一种根据水泵功率自动控制阀门的地源热泵系统

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