CN101382352A - 双效地源热泵机组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双效的地源热泵系统。在原有热泵循环机组的基础上，采用表冷器与蒸发器串接组成空气冷却器，表冷器的出口依次接有排风阀、送风机及送风阀。地下水源供水管串接电动三通阀，三通阀的一路接至表冷器的进口；另一路接至蒸发器。冷凝器的出水侧接有地下水源回水管，回风阀与新风阀并联后经管路接于表冷器的进口侧。双效地源热泵机组既能进行夏季过渡季节空气的调节达到节能的效果，又能通过地源储能调节系统，提高地源井的使用效果和使用寿命。本系统通过双效降温的技术，可有效降低夏季空调的耗电量。由于机组安装在室外，在工质的选择上可使用天然制冷剂，可避免由于天然制冷剂泄露引起对人身的伤害。
Description
技术领域
本发明属于热泵技术，具体涉及到一种冷热联供的地源热泵系统。
背景技术
对于空调和采暖系统，目前在夏季大多利用分体式空调进行供冷，在冬季则利用暖气进行采暖。这种方式需要消耗大量能源，除节能环保性较差外而且会对环境造成污染，室内环境也难以达到舒适标准，经济性也不够理想。目前具有节能环保特点的地源热泵空调系统已成功用于面积较大的办公建筑，但是相对于面积较小的房屋建筑来说，开发一种地源热泵空调系统，以适合小户型或独立住宅的采暖及空调是非常必要的，并具有较好的普及推广性。
发明内容
本发明的目的是设计一种适合于相对建筑面积较小房屋使用的、冷热联供的双效地源热泵机组，可供小户型建筑或独立住宅室内全年空气调节使用。
以下参照附图对本发明的技术方案予以说明。
双效地源热泵机组既能通过使用组合空气冷却器进行夏季空调和冬季采暖，从而达到节能的效果，又能通过地源储能调节系统，提高地源井的使用效果和使用寿命。
对于采暖空调功效，本发明在目前普遍应用的热泵机组中加设了表冷器，该表冷器与机组中的蒸发器组合组成空气冷却器，达到夏季过渡季节(过渡季节的含义是指春季或秋季不需要制冷和供热的季节)空气调节的节能目的。方案是(如图1～2)：在夏季非炎热时段，地下供水通过电动三通阀的一路送入表冷器，由送风机及送风阀输出冷风；炎热时段将电动三通阀的两路均打开，向冷凝器和表冷器同时供冷水，与此同时开启压缩机启动热泵机组制冷，由送风机及送风阀输出冷风施行双重空气冷却确保空气温度达到送冷要求；冬季时关闭电动三通阀通向表冷器的一路，热泵机组转为供热型式工作由送风机通过送风阀输出热风。
对于地源调节功效，本发明中表冷器与新风阀和排风阀共同构成地源储能调节系统，在过渡季节关闭回风阀和送风阀，开启新风阀和排风阀，关闭电动三通阀通向蒸发器的一路，地下供水仅仅向表冷器送水，利用环境空气与地源的温差在表冷器中换热，调整地源的温度。由于夏季空调将热量输入地下，致使地源温度上升将影响地源的使用寿命，因此可利用春季较冷的时节向地下输送冷量，提前将大气中的冷量注入地下储存，以满足夏季空调的需求。而在冬季采暖会使地温下降，因此可利用秋季较热的时节向地下输送热量，提前将大气中的热量注入地下储存，以满足冬季热泵的需求。具体做法是：在过渡季节利用表冷器与室外空气的温差作热交换进行地下蓄冷和蓄热。春季时利用夜晚空气较冷的自然条件，关闭送风和回风阀门，开启水泵以及新风阀门、排风阀门。冷空气通过新风阀门经过表冷器由排风阀门排出，使地下水(或循环水)通过表冷器降温后再送回地下换热，如此循环将地表冷量注入地下，以备夏季炎热时段空调使用；秋季时利用白天空气较热的自然条件，关闭送风和回风阀门，开启水泵以及新风阀门、排风阀门。热空气通过新风阀门经过表冷器由排风阀门排出。使地下水(或循环水)通过表冷器升温后再送回地下换热，如此循环将地表热量注入地下，以备冬季采暖使用。此举可以平衡部分地区冷热负荷不等引起的地下温度场变化，提高地源井的使用效果和使用寿命。
附图说明
附图1为本发明的系统结构原理图。
附图2为本发明各部件连接示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。双效地源热泵机组具有：蒸发器、压缩机、冷凝器、节流机构、表冷器、排风阀、送风机、送风阀、电动三通阀、回风阀、新风阀以及地下水源供回水系统等。其中蒸发器1、压缩机2、冷凝器3、节流机构4仍按照传统技术连接构成热泵循环系统。地源井可以是水井、地埋管或地下储水池方式。本发明各组件的连接结构为：表冷器5与蒸发器1串接在一起构成组合式空气冷却器，蒸发器1的送风出口分别装有排风阀6、送风机7及送风阀8。地下水源供水管9串接电动三通阀10，电动三通阀10的一路接至表冷器5的水进口；电动三通阀10的另一路接至冷凝器3。表冷器5和冷凝器3的出水侧接有地下水源(或循环水)的回水管11。回风阀12与新风阀13并联后经管路接于表冷器进口侧。
根据建筑的冷热负荷，选择两台压缩机机组并联使用，冷凝器选择以纯钛为材质；热泵机组以R290为制冷循环工质，经过实验测试，制冷工况下能将空气处理到19℃以下，制热工况下能够处理空气到40℃以上，符合采暖及空调要求。
在夏季非炎热时段，地下供水管9通过电动三通阀10中的一路送入表冷器5，由送风机7及送风阀8输出冷风；炎热时段电动三通阀10的两路均打开，即向冷凝器3和表冷器5同时供水，与此同时开启压缩机2启动热泵机组制冷，施行双效空气冷却确保空气温度达到送(冷)要求。冬季时关闭电动三通阀10中通向地下表冷器5的一路，热泵机组转为供热型式工作。在过渡季节关闭回风阀12和送风阀8，开启新风阀13和排风阀6，关闭电动三通阀10通向蒸发器1的一路，即地下供水向表冷器5送水，利用环境空气与表冷器换热，调整地源的温度。
本发明的有益效果在于：双效地源热泵机组是利用清洁可再生能源的技术，与普通的空气源空调相比，不仅可以减少二氧化碳的排放量，它可以通过双效降温的技术，提供低温空气，从而大大降低夏季空调的耗电量；由于机组安装在室外，在工质的选择上可使用天然制冷剂，可避免由于天然制冷剂泄露引起对人身的伤害。在室内末端系统的设计上，采用了全空气系统，这样既减少了设备的数量，降低了系统的造价，而且美观性有所提高，同时避免了风机盘管的冷凝水处理等一系列室内问题。
Claims (1)
1.双效地源热泵机组，具有蒸发器、压缩机、冷凝器、节流机构、表冷器、排风阀、送风机、送风阀、电动三通阀、回风阀、新风阀以及地下水源供回水系统，蒸发器(1)、压缩机(2)、冷凝器(3)、节流机构(4)依次连接构成热泵循环系统，其特征是表冷器(5)与蒸发器(1)串接构成组合式空气冷却器，蒸发器(1)的送风出口分别接有排风阀(6)、送风机(7)及送风阀(8)，地下水源或循环水供水管(9)串接电动三通阀(10)，电动三通阀(10)的一路接至表冷器(5)的水进口；电动三通阀(10)的另一路接至冷凝器(3)，表冷器(5)和冷凝器(3)的出水侧接有地下水源或循环水回水管(11)，回风阀(12)与新风阀(13)并联后经管路接于表冷器(5)的进风口侧。
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2008
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