CN102620372B - 采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统 - Google Patents

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Abstract

一种建筑中使用的采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统，由地源采集子系统、地源储存转换器，水泵I和水泵II，地源热泵系统，室内环境调节子系统，热交换器I和热交换器II，水循环回路I和水循环回路II等共同组成。特点是利用发明的热交换器、地源储存转换器、水泵和水循环回路等新型的系统集成，直接把地源带进室内，由室内环境调节子系统进行室内环境调节。因环境的变化，需要对进入室内环境调节子系统的带有地源的水进行温度调整，则用地源热泵系统，用直接或间接的方式调整热交换器II的一侧的热传递介质温度，则可对另一侧的带有地源的水循环回路II中的水温进行调整。本项目属于建筑节能和可再生能源利用领域。

Description

采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统
所属技术领域
本发明涉及一种在建筑中使用的采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统，由地源采集子系统、地源储存转换器，水泵I和水泵II，地源热泵系统，室内环境调节子系统，热交换器I和热交换器II，水循环回路I和水循环回路II等共同组成。由于地源(地下一定深度的温度，简称地源，下同)基本恒定，对应于夏天是冷源，对应于冬天是热源。该系统的特点是直接利用地源，作为调整室内环境温度的基础温度。带着地源的水进入室内，由室内环境子系统调节室内环境温度。在需要的时段，再用地源热泵系统，增加或减少带着基础地源的水温，进入室内环境调节子系统，调节室内环境温度。本项目属于建筑节能和可再生能源利用领域。
背景技术
现有的利用地下热源调节室内环境的系统，俱为非直接的方式进行，一般作为空调主机的散热器使用，夏天将空调主机冷凝后产生的热量送入地下散热，冬天将蒸发后输出的冷量也送入地下。因为各季节空气温度的变化趋势，与空调主机散热(冷)的趋势一致，空调主机所采用的散热(冷)器效率受到限制，若用恒定的地下冷热源代替，可使得散热(冷)效率比暴露在空气中的散热器效率要高，但由于是非直接方式使用地源提高空调机效率，故系统能耗还有可减少的空间。
而直接使用地源调节室内环境，即将基本恒定的地源直接送入室内，就已经可以满足全年较大部分时段调节室内环境的需要。在地源不能满足调节室内环境的时段，如酷热的夏天和寒冷的冬天，只需要在此地源上减少和增加相应的温度，也就能满足室内环境调节的需要。相比较上述非直接利用地源的方式，直接使用地源调节室内环境，需要能耗更少，可以提高使用可再生能源的效率，减少不可再生能源(如机械的耗电)的使用，达到建筑节能的目的。
利用发明的热交换器、地源储存转换器、水泵和水循环回路等新型的系统集成，直接把地源带进室内，由室内环境调节子系统进行室内环境调节。若因外界条件的变化，室内环境调节子系统需要带地源的水温升高或降低，再用地源热泵主机和热交换器，降低或升高水循环回路中水的温度。这种工作方式，既能满足调整室内环境的需要，还可以减少地源热泵主机的能耗。
发明内容
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统分为各子系统与它们之间的联接方式：地源采集子系统、水泵I和水泵II，地源储存转换器，地源热泵系统，室内环境调节子系统，热交换器I和热交换器II，水循环回路I和水循环回路II。
地源采集子系统为地表水热源采集子系统，地下水热源采集子系统，地埋管热源采集子系统，污水热源采集子系统；
一定容量的地源储存转换器和置于其中的热交换器I共同形成地源的存储和缓冲，以及减少采集地源的规模。置于地源储存转换器的热交换器I则将地源交换给水循环回路II中的水。
水泵I将水在地源采集子系统中循环，把地源转存到地源储存转换器，以保持地源存储子系统中的温度与地源基本一致；水泵II则将带着地源的水在水循环回路II中循环，输送地源到室内环境调节子系统中去。地源热泵系统为采用各种工作原理的地源热泵主机，地源热泵系统用直接或间接的方式调整热交换器II一侧的热传递介质温度，则可对另一侧的带有地源的水循环回路II中的水温进行调整。地源热泵系统与热交换器II相连的一侧回路中的热传递介质，可为液体，也可为气体。
室内环境调节子系统由风机盘管和控制系统构成；盘管与地源传输回路II中的水相连，风机吹过盘管，盘管中流动带有地温的水，将地源带入室内，控制系统控制风机盘管的工作状态。
以上的系统集成，与现时的常规地源热泵系统将地源作为散热器的工作方式完全不同。本发明在直接使用基本恒定地源的前提下，满足全年大部分时段室内环境调整的需要，在夏、冬天，当天气条件不满足需要时，只需对地源进行的调节，使之符合规定室内环境调节的需要，提高室内环境的舒适度，既保证使用地源的可再生能源的特性，又能满足建筑节能的需要。还可以满足国家节能、节水、和环保的要求。
本发明结构简单，运行费用低廉，且易于生产和使用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图为采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统框图。
图中包括(1)地源采集子系统，(2)水泵I，(3)热交换器I，(4)地源储存转换器，(5)水循环回路I，(6)地源热泵系统，(8)热交换器II，(9)水循环回路II(10)室内环境调节子系统，(11)水泵II。
具体实施方式
在图所示实施例中，水泵I(2)通过水循环回路I(5)，不断将水循环进地源采集子系统(1)，使得水温趋近地源，同时，也使得地源储存转换器(4)中的水温不断趋近地源；水泵II(11)则通过在地源储存转换器(4)中的热交换器I(3)和水循环回路II(9)，将地源储存转换器(4)中的带地源的水不断传送进室内环境调节子系统(10)，室内环境调节子系统(10)直接用地源调节室内环境；因环境的变化，需要对进入室内环境调节子系统(10)的带有地源的水进行温度调整，则用地源热泵系统(6)，用直接或间接的方式调整热交换器II(8)一侧的热传递介质温度，则可对另一侧的带有地源的水循环回路II(9)中的水温进行调整。

Claims (8)

1.一种由地源采集子系统，地源储存转换器，水泵I和水泵II，地源热泵系统，室内环境调节子系统，热交换器I和热交换器II，水循环回路I和水循环回路II共同组成的采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统，其特征是：水泵I通过水循环回路I，不断将水循环进地源采集子系统，使得水温趋近地源，同时，也使得地源储存转换器中的水温不断趋近地源；水泵II则通过在地源储存转换器中的热交换器I和水循环回路II，将地源储存转换器中的带地源的水不断传送进室内环境调节子系统，室内环境调节子系统直接用地源调节室内环境；因环境的变化，需要对进入室内环境调节子系统的带有地源的水进行温度调整，则用地源热泵系统，用直接或间接的方式调整热交换器II一侧的热传递介质温度，则可对另一侧的带有地源的水循环回路II中的水温进行调整。
2.根据权利要求1所述的一种由地源采集子系统，地源储存转换器，水泵I和水泵II，地源热泵系统，室内环境调节子系统，热交换器I和热交换器II，水循环回路I和水循环回路II共同组成的采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统，其特征是：地源采集子系统为地表水热源采集子系统，地下水热源采集子系统，地埋管热源采集子系统或污水热源采集子系统。
3.根据权利要求1所述的一种由地源采集子系统，地源储存转换器，水泵I和水泵II，地源热泵系统，室内环境调节子系统，热交换器I和热交换器II，水循环回路I和水循环回路II共同组成的采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统，其特征是：一定容量的地源储存转换器和置于其中的热交换器I共同组成地源存储子系统，其作用是地源的存储和缓冲，减少地源采集的规模。
4.根据权利要求1所述的一种由地源采集子系统，地源储存转换器，水泵I和水泵II，地源热泵系统，室内环境调节子系统，热交换器I和热交换器II，水循环回路I和水循环回路II共同组成的采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统，其特征是：使用热交换器I使得水循环回路II形成封闭的水路。
5.根据权利要求1所述的一种由地源采集子系统，地源储存转换器，水泵I和水泵II，地源热泵系统，室内环境调节子系统，热交换器I和热交换器II，水循环回路I和水循环回路II共同组成的采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统，其特征是：水泵I将水在地源采集子系统中循环，把地源转存到地源储存转换器，以保持地源储存转换器中的温度与地源基本一致；水泵II则将带着地源的水在水循环回路II中循环，输送地源到室内环境调节子系统中去。
6.根据权利要求1所述的一种由地源采集子系统，地源储存转换器，水泵I和水泵II，地源热泵系统，室内环境调节子系统，热交换器I和热交换器II，水循环回路I和水循环回路II共同组成的采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统，其特征是：地源热泵系统为采用各种工作原理的地源热泵主机，调整热交换器II与它相连一侧回路中的热传递介质温度，则对热交换器II另一侧带有地源的水循环回路II中的水温进行调整。
7.根据权利要求1所述的一种由地源采集子系统，地源储存转换器，水泵I和水泵II，地源热泵系统，室内环境调节子系统，热交换器I和热交换器II，水循环回路I和水循环回路II共同组成的采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统，其特征是：地源热泵系统与热交换器II相连的一侧回路中的热传递介质，可为液体，也可为气体。
8.根据权利要求1所述的一种由地源采集子系统，地源储存转换器，水泵I和水泵II，地源热泵系统，室内环境调节子系统，热交换器I和热交换器II，水循环回路I和水循环回路II共同组成的采用地源直接调整室内环境的超低能耗系统，其特征是：室内环境调节子系统由风机盘管和控制系统构成；盘管与水循环回路II中的水相连，风机吹过带有循环水温度的盘管，将水循环回路II中的水温带入室内，控制系统控制风机盘管的工作状态。
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