CN101776316A - 一种应用地源热泵技术的江南模式系统及其操控方法 - Google Patents

一种应用地源热泵技术的江南模式系统及其操控方法 Download PDF

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刘忠诚
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Abstract

本发明涉及一种应用地源热泵技术的“江南模式”系统及其操控方法。一种应用地源热泵技术的“江南模式”系统,具有热泵机组、室内空调器、热水箱、地源侧分水器、地源侧集水器及冷却塔组成;通过管路连接,在热泵机组和室内空调器形成空调循环回路、热回收机组和地源侧分水器、冷却塔、地源侧集水器形成地源侧循环回路、热泵机组和热水箱形成热水供给回路,根据气候环境选择性采用最佳模式和基本模式达到地下热平衡。本发明的优点是:充分发挥了地源热泵系统高效、节能、环保和多功能的综合优势,有效解决了地下热平衡,这种做法符合国家削峰填谷的用电政策,也是国家积极倡导推广的新技术,不仅节能,而且使用起来更加省钱。

Description

一种应用地源热泵技术的江南模式系统及其操控方法
技术领域:
[0001] 本发明涉及一种应用地源热泵技术的"江南模式"系统及其操控方法。 背景技术:
[0002] 长江以南地区(本发明所说的区域,实际上不应绝对地以长江为界,就江苏而言, 完全可以延伸到苏中以南地区,包括南通、扬州、泰州、盐城,只不过设计计算负荷和考虑各 种参数时,在量化和数值上要体现出来;本发明研究区域的重点是苏南、上海及浙北部分地 区,而绝大部分资料、参数及负荷计算均以苏州地区为准)夏热冬冷,从暖通空调的角度来 讲,既需要夏季制冷,又需要冬季供暖,夏季制冷时间长,冬季供暖时间短;空调工况下,苏 州地区夏季冷负荷相当于冬季热负荷的2倍以上,这是江南地区的气候特点赋予暖通空调 行业的现实;江南地区湖网密布,地表水资源丰富,苏州有"东方水城"、"东方威尼斯"的美 誉,但绝大部分湖(河)水因保护生态环境,被限制使用。长江水除南京、镇江外,远离城市, 鞭长莫及。江南地区经济和社会发展水平较高,城市及工业污水处理的规模较大,应该说发 展污水源热泵的潜力很大,但由于种种原因,目前真正能上污水源热泵的项目很少。
发明内容:
[0003] 为了科学合理地解决好地下热平衡,特别是开发利用"消化"全年地下热平衡多余
的热量,最大限度地将多余的热量从排放的"废弃物"回收为宝贵的热能资源,使之从劣势
变为独特优势,本发明提供了一种应用地源热泵技术的"江南模式"及其操控方法。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种应用地源热泵技术的"江南模
式"系统,具有热泵机组、室内空调器、热水箱、地源侧分水器、地源侧集水器及冷却塔组成;
通过管路连接,在热泵机组和室内空调器形成空调循环回路、热泵机组和地源侧分水器、冷
却塔、地源侧集水器形成地源侧循环回路、热泵机组和热水箱形成热水供给回路。
[0005] 进一步地:所述热泵机组包括冷凝器、蒸发器及热回收器。
[0006] 为了达到节能减排的效果,解决地下热平衡的同时生产大量的热水供日常生活使 用,进一步地:所述热水箱上设置有冷水进口和热水出口。
[0007] 为了给系统提供良好的管路水循环的动力,进一步地:所述空调循环回路、地源侧 循环回路及热水供给回路上分别设置有循环水泵。
[0008] 为了方便对管路内的水流路径根据不同模式进行调整控制,进一步地:在地源侧 集水器与蒸发器连接管路上设置有第一切换阀门,在地源侧集水器与冷凝器连接管路上设 置有第二切换阀门,在室内空调器与冷凝器连接管路上设置有第三切换阀门,在室内空调 器与蒸发器连接管路上设置有第四切换阀门,在蒸发器与地源侧分水器连接管路上设置有 第五切换阀门,在冷凝器与地源侧分水器连接管路上设置有第六切换阀门,在冷凝器与室 内空调器连接管路上设置有第七切换阀门,在蒸发器与室内空调器连接管路上设置有第八 切换阀门,在地源侧分水器与冷却塔连接管路上设置有第九切换阀门,在冷却塔与地源侧 集水器连接管路上设置有第十切换阀门。[0009] 本发明为了充分发挥地源热泵系统高效、节能、环保和多功能的综合优势,实现资 源价值利用的最大化和负面影响的最小化,进一步地:根据气候环境选择性采用最佳模式 和基本模式达到地下热平衡,所述最佳模式为在空调循环回路、地源侧循环回路及热水供 给回路间形成热交换,停用冷却塔,水由地源侧集水器经过热回收机组后进入地源侧分水 器存留;所述基本模式为在空调循环回路、地源侧循环回路间形成热交换,停用热水供给回 路。
[0010] 本发明的优点是:充分发挥了地源热泵系统高效、节能、环保和多功能的综合优 势,有效解决了地下热平衡,这种做法符合国家削峰填谷的用电政策,也是国家积极倡导推 广的新技术,不仅节能,而且使用起来更加省钱。
附图说明:
[0011] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。 [0012] 图1是本发明作的"基本模式"的系统示意图; [0013] 图2是本发明作的"最佳模式"的系统示意图。
[0014] 图中:1、热泵机组;2、冷凝器;3、蒸发器;4、冷却塔;5、室内空调器;6、地源侧分 水器;7、地源侧集水器;8、循环水泵;9、切换阀门;10、热回收器;11、热水箱;12、冷水进 口 ;13、热水出口 ;14、第一切换阀门;15、第二切换阀门;16、第三切换阀门;17、第四切换阀 门;18、第五切换阀门;19、第六切换阀门;20、第七切换阀门;21、第八切换阀门;22、第九切 换阀门;23、第十切换阀门。
具体实施方式:
[0015] 结合图1、2所示的一种应用地源热泵技术的"江南模式"系统,具有热泵收机组1、 室内空调器5 、热水箱11 、地源侧分水器6 、地源侧集水器7及冷却塔4组成;通过管路连接, 在热泵机组1和室内空调器5形成空调循环回路、热泵机组1和地源侧分水器7、冷却塔4、 地源侧集水器7形成地源侧循环回路、热泵机组1和热水箱11形成热水供给回路,所述热 泵机组1包括冷凝器2、蒸发器3及热回收器10。为了达到节能减排的效果,解决地下热平 衡的同时生产大量的热水供日常生活使用,所述热水箱ll上设置有冷水进口 12和热水出 口 13。为了给系统提供良好的管路水循环的动力,所述空调循环回路、地源侧循环回路及热 水供给回路上分别设置有循环水泵8。为了便对管路内的水流路径根据不同模式进行调整 控制,在地源侧集水器7与蒸发器3连接管路上设置有第一切换阀门14,在地源侧集水器7 与冷凝器2连接管路上设置有第二切换阀门15,在室内空调器5与冷凝器2连接管路上设 置有第三切换阀门16,在室内空调5器与蒸发器3连接管路上设置有第四切换阀门17,在 蒸发器3与地源侧分水器6连接管路上设置有第五切换阀门18,在冷凝器2与地源侧分水 器6连接管路上设置有第六切换阀门19,在冷凝器2与室内空调器5连接管路上设置有第 七切换阀门20,在蒸发器3与室内空调器5连接管路上设置有第八切换阀门21,在地源侧 分水器6与冷却塔4连接管路上设置有第九切换阀门22,在冷却塔4与地源侧集水器7连 接管路上设置有第十切换阀门23。
[0016] 根据气候环境选择性采用最佳模式和基本模式达到地下热平衡,所述最佳模式为 在空调循环回路、地源侧循环回路及热水供给回路间形成热交换,停用冷却塔5,水由地源侧集水器7经过热回收机组后进入地源侧分水器6存留;所述基本模式为在空调循环回路、 地源侧循环回路间形成热交换,停用热水供给回路。
[0017] 下面结合具体附图,对本发明的操控方法作进一步的具体说明。
[0018]"基本模式"是以满足冬季热负荷为基础安排空调和供暖,采用复合式补充冷源满 足夏季制冷需求,实现地下热平衡的地源热泵技术应用模式。
[0019] 如图1 ,本模式由热泵机组1 ,冷却塔4,室内空调器5,地源侧分水器6,地源侧集水 器7,循环水泵8,以及管道上的第一至第十切换阀门(即切换阀门V1〜V10)组成。系统 在夏季运行时,切换阀门V1、V3、V5、V7、V9、V10开启,V2、 V4、 V6、 V8关闭,热泵机组1的蒸 发器3产生的冷水被送到室内空调器5,热泵机组1的冷凝器2产生的热水被分别送到冷却 塔4和地源侧分水器6,由冷却塔5和地埋管换热器共同散热;系统在冬季运行时,切换阀 门VI 、 V3、 V5、 V7、 V9、 V10关闭,V2、 V4、 V6、 V8开启,冷却塔4停止使用,热泵机组1的冷凝 器2产生的热水被送到室内空调器5,热泵机组1的蒸发器3产生的冷水被送到地源侧分水 器6 ,进入地埋管换热器换热。
[0020]"最佳模式"是以满足夏季冷负荷为基础安排空调与供暖,利用热回收的方式,生 产生活热水或增加转移到其他建筑物空调、地板采暖所需的热量,"消化"系统排出的多余 热量,变废为宝,实现地下温度场的热平衡,实现资源价值利用的最大化及负面影响最小化 的地源热泵技术应用模式。
[0021] 如图2,本系统由热泵机组l,热水箱ll,室内空调器5,地源侧分水器6,地源侧集 水器7,循环水泵8,以及管道上的第一至第八切换阀门(即切换阀门V1〜V8)组成。系统 在夏季运行时,切换阀门VI 、 V3、 V5、 V7关闭,V2、 V4、 V6、 V8开启,热泵机组1的蒸发器3产 生的冷水被送到室内空调器5,热泵机组1的冷凝器2产生的热水被送到地源侧分水器6, 进入地埋管换热器散热,热泵机组1的热回收器IO产生的热水送到热水箱ll,供日常生活 使用;系统在冬季运行时,切换阀门VI、 V3、 V5、 V7开启,V2、 V4、 V6、 V8关闭,热泵机组1的 冷凝器2产生的热水被送到室内空调器5,热泵机组1的蒸发器3产生的冷水被送到地源侧 分水器6,进入地埋管换热器换热,热泵机组1的热回收器10产生的热水被送到热水箱11, 供日常生活使用。
[0022] 需要强调的是:以上实施例仅是本发明比较有代表性的例子。本发明并不局限 于上述例子,还可以有很多其他形式,比如,还可以使用系统热回收的方式回收废热或用冰 (水)蓄冷(热)的方式节省运行费用。

Claims (6)

  1. 一种应用地源热泵技术的“江南模式”系统,其特征是:所述系统具有热泵机组(1)、室内空调器(5)、热水箱(12)、地源侧分水器(6)、地源侧集水器(7)及冷却塔(4)组成;通过管路连接,在热回收机组(1)和室内空调器(5)形成空调循环回路、热泵机组(1)和地源侧分水器(6)、冷却塔(4)、地源侧集水器(7)形成地源侧循环回路、热泵机组(1)和热水箱(11)形成热水供给回路。
  2. 2. 根据权利要求1所述的应用地源热泵技术的"江南模式"系统,其特征是:所述热泵 机组(1)包括冷凝器(2)、蒸发器(3)及热回收器(10)。
  3. 3. 根据权利要求2所述的应用地源热泵技术的"江南模式"系统,其特征是:所述热水 箱(11)上设置有冷水进口 (12)和热水出口 (13)。
  4. 4. 根据权利要求1所述的应用地源热泵技术的"江南模式"系统,其特征是:所述空调 循环回路、地源侧循环回路及热水供给回路上分别设置有循环水泵(8)。
  5. 5. 根据权利要求2所述的应用地源热泵技术的"江南模式"系统,其特征是:在地源侧 集水器(7)与蒸发器(3)连接管路上设置有第一切换阀门(14),在地源侧集水器(7)与冷 凝器(2)连接管路上设置有第二切换阀门(15),在室内空调器(5)与冷凝器(2)连接管路 上设置有第三切换阀门(16),在室内空调器(5)与蒸发器(3)连接管路上设置有第四切换 阀门(17),在蒸发器(3)与地源侧分水器(6)连接管路上设置有第五切换阀门(1S),在冷 凝器(2)与地源侧分水器(6)连接管路上设置有第六切换阀门(19),在冷凝器(2)与室内 空调器(5)连接管路上设置有第七切换阀门(20),在蒸发器(3)与室内空调器(5)连接管 路上设置有第八切换阀门(21),在地源侧分水器(6)与冷却塔(4)连接管路上设置有第九 切换阀门(22),在冷却塔(4)与地源侧集水器(7)连接管路上设置有第十切换阀门(23)。
  6. 6. 根据权利要求1所述的应用地源热泵技术的"江南模式"系统的操控方法,其特征 是:根据气候环境选择性采用最佳模式和基本模式达到地下热平衡,所述最佳模式为在空 调循环回路、地源侧循环回路及热水供给回路间形成热交换,停用冷却塔,水由地源侧集水 器经过热回收机组后进入地源侧分水器存留;所述基本模式为在空调循环回路、地源侧循 环回路间形成热交换,停用热水供给回路。
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