CN110398084B - 一种可连续运行的地源热泵系统及控制方法 - Google Patents

一种可连续运行的地源热泵系统及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110398084B
CN110398084B CN201910662199.7A CN201910662199A CN110398084B CN 110398084 B CN110398084 B CN 110398084B CN 201910662199 A CN201910662199 A CN 201910662199A CN 110398084 B CN110398084 B CN 110398084B
Authority
CN
China
Prior art keywords
way valve
port
energy storage
storage device
enters
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910662199.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110398084A (zh
Inventor
齐迪
李安桂
李世雄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian University of Architecture and Technology
Original Assignee
Xian University of Architecture and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Architecture and Technology filed Critical Xian University of Architecture and Technology
Priority to CN201910662199.7A priority Critical patent/CN110398084B/zh
Publication of CN110398084A publication Critical patent/CN110398084A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110398084B publication Critical patent/CN110398084B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24T—GEOTHERMAL COLLECTORS; GEOTHERMAL SYSTEMS
    • F24T10/00—Geothermal collectors
    • F24T10/10—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground
    • F24T10/13—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes
    • F24T10/17—Geothermal collectors with circulation of working fluids through underground channels, the working fluids not coming into direct contact with the ground using tube assemblies suitable for insertion into boreholes in the ground, e.g. geothermal probes using tubes closed at one end, i.e. return-type tubes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B13/00—Compression machines, plants or systems, with reversible cycle
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027—Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2400/00—General features or devices for refrigeration machines, plants or systems, combined heating and refrigeration systems or heat-pump systems, i.e. not limited to a particular subgroup of F25B
    • F25B2400/24—Storage receiver heat
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/10—Geothermal energy

Abstract

本发明公开一种可连续运行的地源热泵系统及控制方法，系统包括通过管路依次循环连接的热泵机组、蓄能装置和地埋管；热泵机组与地埋管管路的去路上依次设有第三三通阀、第一三通阀和第二集水器；地埋管与热泵机组管路的回路上依次设有第一集水器、第二三通阀和第四三通阀；第一三通阀通过水泵与蓄能装置连接；第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀分别与蓄能装置相连接。系统的运行分为两种模式，分别为蓄能模式和释能模式；本发明通过相变蓄能装置的间歇性蓄能和释能，实现了系统的持续运行，改善土壤恢复特性，抑制地埋管换热衰减，并可以依靠工况匹配保证其持续运行。

Description

一种可连续运行的地源热泵系统及控制方法
技术领域
本发明属于热泵技术领域，特别涉及一种可连续运行的地源热泵系统及控制方法。
背景技术
能源与环境问题已经成为21世纪人类面临的主要威胁。传统的燃煤供暖不仅耗能高、能源利用率低，而且造成的污染排放是引起雾霾污染天气其最主要的原因之一。然而人们对供暖的需求不断增加，选择清洁无污染的供暖方式来替代燃煤供暖刻不容缓。地源热泵系统(GSHP)利用浅层的地热能，是一种洁净无污染的技术，因此近年来它已经在发展中国家和发达国家被运用来替换或者补充传统的空调和供暖系统。
地源热泵系统同样面临地埋管换热器的传热衰减问题。在地源热泵系统中，地埋管换热器的性能对地热的利用率以及地源热泵的整体性能和能效比都有着至关重要的影响。先期研究表明，地源热泵地埋管的换热性能会随着运行时间的增加而逐渐衰减，这是由于土壤与地埋管内流体的温度差会逐渐降低，进而引起整个系统的性能的降低。在地源热泵系统长期运行时，土壤温度会随着管内流体的温度而改变，造成土壤热环境的恶化，最终造成地源热泵系统无法正常运行。因此，地温的恢复特性对地源热泵系统性能的影响显著。目前，缓解热泵运行热衰减，改善地温的恢复特性的技术方法主要是通过热泵的间歇性运行、借助外部冷热源等方法，但都使得地源热泵系统难以持续性的提供热量或冷量，或其受外部因素影响较大。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种可连续运行的地源热泵系统及控制方法，以解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可连续运行的地源热泵系统，包括通过管路依次循环连接的热泵机组、蓄能装置和地埋管；
热泵机组与地埋管管路的去路上依次设有第三三通阀、第一三通阀和第二集水器；
地埋管与热泵机组管路的回路上依次设有第一集水器、第二三通阀和第四三通阀；
第一三通阀通过水泵与蓄能装置连接；第二三通阀、第三三通阀和第四三通阀分别与蓄能装置相连接。
进一步的，热泵机组的出口连接第三三通阀的a口，第三三通阀的b口连接第一三通阀的a口，第一三通阀的b口连接第二集水器的集水管，第二集水器的分水管连接对应地埋管的一端，地埋管的另一端连接第一集水器的分水管，第一集水器的集水管连接第二三通阀的b口，第二三通阀的a口连接第四三通阀的b口，第四三通阀的a口连接热泵机组入口；
第四三通阀的c口连接蓄能装置的第一入口，蓄能装置的第一出口连接第三三通阀的c口；第一三通阀的c口连接水泵的入口，水泵的出口连接蓄能装置的第二入口，蓄能装置的第二出口连接第二三通阀的c口。
进一步的，第二集水器与第一三通阀间设有流量计；
第一集水器与第二三通阀之间的管路上设置有第一温度传感器；
第二三通阀与蓄能装置之间的管路上设有第二温度传感器。
进一步的，蓄能装置为相变蓄能装置；蓄能装置内的PCM相变材料冬季为棕榈酸异丙酯，夏季为癸酸。
进一步的，包括冬季蓄能模式、冬季释能模式、夏季蓄能模式和夏季释能模式；通过相变蓄能装置的间歇性蓄能和释能，改善土壤温度恢复性能，从而实现抑制地源热泵持续运行热衰减，并依靠工况匹配保证其持续运行；
冬季蓄能模式：地埋管从土壤中汲取热量，一部分热量储存到蓄能装置内，另外一部分热量提供给热泵机组运行；
冬季释能模式：关闭地埋管回路，蓄能装置释放热量提供热泵机组运行；
夏季蓄能模式：地埋管从土壤中汲取冷量，一部分冷量储存到蓄能装置内，另外一部分冷量提供给热泵机组运行；
夏季释能模式：关闭地埋管回路，蓄能装置释放冷量提供热泵机组运行。
进一步的，冬季蓄能模式：关闭第一三通阀的c口和第二三通阀的c口；从第一集水器流出流量为q的热流体，通过第二三通阀的b口进入a口流出，进而通过第四三通阀的b口进入；一部分流量为q的热流体从第四三通阀的a口进入热泵机组，与热泵机组内的蒸发器换热后变成冷流体流出，冷流体通过第三三通阀的a口进入b口流出，另外一部分流量为xq的热流体进入蓄能装置换热，把热量储存到蓄能装置中后变成冷流体流出；流量为xq冷流体通过第三三通阀的c口进入b口流出，与流量为q的冷流体汇合，流量为(1+x)q的冷流体通过第一三通阀的a口进入b口流出，经过第二集水器分流后，进入地埋管吸收热量回到第一集水器；
冬季释能模式：关闭第三三通阀的c口、第四三通阀的c口、第一三通阀的的b口和第二三通阀的b口；从热泵机组流出的冷流体流量为q，通过第三三通阀的a口进入b口流出，进入第一三通阀的a口，从第一三通阀c口出来后通过水泵加压进入蓄能装置内吸热变成热流体，热流体通过第二三通阀的c口进入a口流出，后通过第四三通阀的b口进入a口流出，回到热泵机组与蒸发器换热；
夏季蓄能模式：关闭第一三通阀的c口和第二三通阀的c口，系统运行n小时；从第一集水器流出流量为(1+x)q的冷流体，通过第二三通阀的b口进入a口流出，进而通过第四三通阀的b口进入；一部分流量为q的冷流体从第四三通阀的a口进入热泵机组，与热泵机组内的蒸发器换热后变成热流体后流出，热流体通过第三三通阀的a口进入b口流出，另外一部分流量为xq的冷流体进入蓄能装置，与PCM相变材料换热，把冷量储存到蓄能装置中后变成热流体流出；流量为xq的热流体通过第三三通阀的c口进入b口流出，与流量为q的热流体汇合，流量为(1+x)q的热流体通过第一三通阀的a口进入b口流出，经过第二集水器分流后，进入地埋管吸收热量回到第一集水器；
夏季释能模式：关闭第三三通阀的c口、第四三通阀的c口、第一三通阀的的b口和第二三通阀的b口，系统运行m小时；从热泵机组流出的热流体流量为q，通过第三三通阀的a口进入b口流出后，进入第一三通阀的a口，从第一三通阀c口出来后通过水泵加压进入蓄能装置内放热变成冷流体，冷流体通过第二三通阀的c口进入a口流出，后通过第四三通阀的b口进入a口流出，回到热泵机组与蒸发器换热。
进一步的，所述x为流量调节系数，用于调节流量；所述q为常规地源热泵系统的设计运行流量。
进一步的，实时监测地埋管换热器出口位置处的温度，蓄能模式运行时地埋管换热器出口位置处的初始温度为T1,o，系统运行n小时后地埋管换热器出口位置处的温度为T1,n，当|T1,n-T1,o|≥1.5℃时，蓄能模式停止，进入释能模式。
进一步的，实时监测地埋管换热器出口位置处的温度，蓄能模式运行时地埋管换热器出口位置处的初始温度为T2,o，系统运行m小时后地埋管换热器出口位置处的温度为T2,n，当|T2,n-T2,o|≥1.5℃时，释能模式停止，进入蓄能模式。
进一步的，蓄能模式下流量x满足：第一个运行周期x＝x0，若m<5，则在下一个运行周期调节x＝x0+0.05，直到m≥5；所述x0＝0.2。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过相变蓄能装置的间歇性蓄能和释能，实现了系统的持续运行，改善土壤恢复特性，抑制地埋管换热衰减，并可以依靠工况匹配保证其持续运行；
冬夏季通过更换蓄能装置内PCM相变材料，保证地源热泵系统的蓄能和释能过程；
通过温度传感器实时监测地源热泵系统，能够及时改变运行模式，进一步抑制地埋管换热衰减。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明一种可连续运行的地源热泵系统在冬季运行的原理示意图；
图2为本发明一种可连续运行的地源热泵系统在夏季运行的原理示意图。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本发明提供进一步的详细说明。除非另有指明，本发明所采用的所有技术术语与本申请所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本发明所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本发明的示例性实施方式。
请参阅图1及图2所示，本发明提供一种可连续运行的地源热泵系统，包括热泵机组1、蓄能装置2、地埋管3、第一集水器4、第二集水器5和水泵6；第二集水器5与三通阀7间设有流量计11；三通阀8和第一集水器4之间管路用盲管插入PT100温度传感器12，测量管路内流体温度；蓄能装置2和三通阀8之间的管路用盲管插入PT100温度传感器13，测量管路内流体温度。
热泵机组1的出口连接三通阀9的a口，三通阀9的b口连接三通阀7的a口，三通阀7的b口连接第二集水器5的集水管，第二集水器5的三个分水管连接三个地埋管3的一端，三个地埋管3的另一端连接第一集水器4的分水管，第一集水器4的集水管连接三通阀8的b口，三通阀8的a口连接三通阀10的b口，三通阀10的a口连接热泵机组1入口。
蓄能装置2为相变蓄能装置。
三通阀10的c口连接蓄能装置2的第一入口，蓄能装置2的第一出口连接三通阀9的c口；三通阀7的c口连接水泵6的入口，水泵6的出口连接蓄能装置2的第二入口，蓄能装置2的第二出口连接三通阀8的c口。
请参阅图1所示，本发明一种可连续运行的地源热泵系统的控制方法，包括以下运行模式：
冬季工况下，系统的运行分为两种模式，分别为蓄能模式，即地埋管3从土壤中汲取热量，一部分向相变蓄能装置2内蓄热，另外一部分提供给热泵机组1运行；释能模式，即关闭地埋管3回路，相变蓄能装置2释放热量提供热泵机组1运行。夏季工况下系统的运行模式与冬季模式相反。
冬季工况下，蓄能模式，三通阀7和8的c口关闭，系统运行n小时。具体过程如下：
从第一集水器4流出的流量为(1+x)q的热流体，q为常规地源热泵系统的设计运行流量即为没有增加相变蓄能装置2的地源热泵系统设计运行流量，通过三通阀8的b口进入a口流出，进而通过三通阀10的b口进入，一部分流量为q的流体从三通阀10的a口流出回到热泵机组1，与热泵机组1内的蒸发器换热后，通过三通阀9的a口进入b口流出，另外一部分流量为xq热流体进入蓄能装置2，与PCM相变材料换热，把热量储存到蓄能装置2中，流量为xq冷流体通过三通阀9的c口进入，b口流出与流量为q的流体汇合后，流量为(1+x)q的冷流体进入三通阀7的a口进入b口流出，进入第二集水器5中分流后分别进入地埋管吸收热量后回到集水器4。
冬季工况下，释能模式，关闭三通阀9和10的c口，以及三通阀的7和8的b口，系统运行m小时，具体工作过程如下，从热泵机组1出来的冷流体流量为q，通过三通阀9的a口进b口出，进入三通阀7的a口，从c口出来后通过水泵6加压后进入蓄能装置2内吸热后温度升高，通过三通阀8的c口进入a口流出，后通过三通阀10的b口进入a口流出回到热泵机组1与蒸发器换热。
夏季工况下，蓄能模式，三通阀7和8的c口关闭，系统运行n小时。具体过程如下，从集水器4流出的流量为(1+x)q的冷流体，通过三通阀8的b口进入a口流出，进而通过三通阀10的b口进入，一部分流量为q的流体从a口流出回到热泵机组1，与热泵机组1内的冷凝器换热后，通过三通阀9的a口进入b口流出，另外一部分流量为xq冷流体进入蓄能装置2，与PCM相变材料换热，把冷量储存到蓄能装置中，流量为xq热流体通过三通阀9的c口进入，b口流出与流量为q的热流体汇合后，流量为(1+x)q的热流体进入三通阀7的a口进入b口流出，进入第二集水器5中分流后分别进入地埋管3吸收热量后回到第一集水器4。
夏季工况下，释能模式，关闭三通阀9和10的c口，以及三通阀7和8的b口，系统运行m小时，具体工作过程如下，从热泵机组1出来的热流体流量为q，通过三通阀9的a口进b口出，进入三通阀7的a口，从c口出来后通过水泵6加压后进入蓄能装置2内与PCM相变材料换热冷却后，通过三通阀8的c口进入a口流出，后通过三通阀10的b口进入a口流出回到热泵机组1与冷凝器换热。
冬季工况，蓄能装置2内选取的PCM相变材料为棕榈酸异丙酯(C19H38O2)，相变温度为10℃，潜热为186kJ/kg。夏季工况，蓄能装置内选取的PCM相变材料为癸酸(C10H20O2)，相变温度为32℃，潜热为152kJ/kg。冬夏季通过更换蓄能装置内PCM相变材料，保证地源热泵系统的蓄能和释能过程。
冬夏季蓄能模式运行n小时，n满足：温度传感器T1实时监测地埋管换热器出口位置处的温度，蓄能模式运行时T1位置初始温度T1,o，即为地埋管换热衰减前的温度，T1,n为系统运行n小时后T1位置处的温度，即为地埋管换热衰减后的温度，当|T1,n-T1,o|≥1.5℃，蓄能模式停止，进入释能模式。
释能模式运行时间为m小时，m满足：温度传感器T2实时监测释能装置出口位置处的温度，释能模式运行时T2位置初始温度T2,o，T2,m为系统运行m小时后T2位置处的温度，当|T2,n-T2,o|≥1.5℃，释能模式停止，进入蓄能模式。
蓄能模式下流量x满足：第一个运行周期x＝x0，若m<5，则在第二个运行周期调节x＝x0+0.05，直到m≥5。其中x0＝0.2。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (5)

1.一种可连续运行的地源热泵系统的控制方法，其特征在于，所述可连续运行的地源热泵系统包括通过管路依次循环连接的热泵机组(1)、蓄能装置(2)和地埋管(3)；
热泵机组(1)与地埋管(3)管路的去路上依次设有第三三通阀(9)、第一三通阀(7)和第二集水器(5)；
地埋管(3)与热泵机组(1)管路的回路上依次设有第一集水器(4)、第二三通阀(8)和第四三通阀(10)；
第一三通阀(7)通过水泵(6)与蓄能装置(2)连接；第二三通阀(8)、第三三通阀(9)和第四三通阀(10)分别与蓄能装置(2)相连接；
热泵机组(1)的出口连接第三三通阀(9)的a口，第三三通阀(9)的b口连接第一三通阀(7)的a口，第一三通阀(7)的b口连接第二集水器(5)的集水管，第二集水器(5)的分水管连接对应地埋管(3)的一端，地埋管(3)的另一端连接第一集水器(4)的分水管，第一集水器(4)的集水管连接第二三通阀(8)的b口，第二三通阀(8)的a口连接第四三通阀(10)的b口，第四三通阀(10)的a口连接热泵机组(1)入口；
第四三通阀(10)的c口连接蓄能装置(2)的第一入口，蓄能装置(2)的第一出口连接第三三通阀(9)的c口；第一三通阀(7)的c口连接水泵(6)的入口，水泵(6)的出口连接蓄能装置(2)的第二入口，蓄能装置(2)的第二出口连接第二三通阀(8)的c口；
蓄能装置(2)为相变蓄能装置；
所述可连续运行的地源热泵系统包括冬季蓄能模式、冬季释能模式、夏季蓄能模式和夏季释能模式；
冬季蓄能模式：地埋管从土壤中汲取热量，一部分热量储存到蓄能装置内，另外一部分热量提供给热泵机组运行；
冬季释能模式：关闭地埋管回路，蓄能装置释放热量提供热泵机组运行；
夏季蓄能模式：地埋管从土壤中汲取冷量，一部分冷量储存到蓄能装置内，另外一部分冷量提供给热泵机组运行；
夏季释能模式：关闭地埋管回路，蓄能装置释放冷量提供热泵机组运行；
所述控制方法，包括：
冬季蓄能模式：关闭第一三通阀(7)的c口和第二三通阀(8)的c口；从第一集水器(4)流出流量为(1+x)q的热流体，通过第二三通阀(8)的b口进入a口流出，进而通过第四三通阀(10)的b口进入；一部分流量为q的热流体从第四三通阀(10)的a口进入热泵机组(1)，与热泵机组内的蒸发器换热后变成冷流体流出，冷流体通过第三三通阀(9)的a口进入b口流出，另外一部分流量为xq的热流体进入蓄能装置(2)换热，把热量储存到蓄能装置(2)中后变成冷流体流出；流量为xq冷流体通过第三三通阀(9)的c口进入b口流出，与流量为q的冷流体汇合，流量为(1+x)q的冷流体通过第一三通阀(7)的a口进入b口流出，经过第二集水器(5)分流后，进入地埋管(3)吸收热量回到第一集水器(4)；
冬季释能模式：关闭第三三通阀(9)的c口、第四三通阀(10)的c口、第一三通阀的(7)的b口和第二三通阀(8)的b口；从热泵机组(1)流出的冷流体流量为q，通过第三三通阀(9)的a口进入b口流出，进入第一三通阀(7)的a口，从第一三通阀(7)c口出来后通过水泵(6)加压进入蓄能装置(2)内吸热变成热流体，热流体通过第二三通阀(8)的c口进入a口流出，后通过第四三通阀(10)的b口进入a口流出，回到热泵机组(1)与蒸发器换热；
夏季蓄能模式：关闭第一三通阀(7)的c口和第二三通阀(8)的c口，系统运行n小时；从第一集水器(4)流出流量为(1+x)q的冷流体，通过第二三通阀(8)的b口进入a口流出，进而通过第四三通阀(10)的b口进入；一部分流量为q的冷流体从第四三通阀(10)的a口进入热泵机组(1)，与热泵机组内的蒸发器换热后变成热流体后流出，热流体通过第三三通阀(9)的a口进入b口流出，另外一部分流量为xq的冷流体进入蓄能装置(2)，与PCM相变材料换热，把冷量储存到蓄能装置(2)中后变成热流体流出；流量为xq的热流体通过第三三通阀(9)的c口进入b口流出，与流量为q的热流体汇合，流量为(1+x)q的热流体通过第一三通阀(7)的a口进入b口流出，经过第二集水器(5)分流后，进入地埋管(3)吸收热量回到第一集水器(4)；
夏季释能模式：关闭第三三通阀(9)的c口、第四三通阀(10)的c口、第一三通阀的(7)的b口和第二三通阀(8)的b口，系统运行m小时；从热泵机组(1)流出的热流体流量为q，通过第三三通阀(9)的a口进入b口流出后，进入第一三通阀(7)的a口，从第一三通阀(7)c口出来后通过水泵(6)加压进入蓄能装置(2)内放热变成冷流体，冷流体通过第二三通阀(8)的c口进入a口流出，后通过第四三通阀(10)的b口进入a口流出，回到热泵机组(1)与蒸发器换热；
实时监测地埋管换热器出口位置处的温度，蓄能模式运行时地埋管换热器出口位置处的初始温度为T1,o，系统运行n小时后地埋管换热器出口位置处的温度为T1,n，当|T1,n-T1,o|≥1.5℃时，蓄能模式停止，进入释能模式；
实时监测地埋管换热器出口位置处的温度，蓄能模式运行时地埋管换热器出口位置处的初始温度为T2,o，系统运行m小时后地埋管换热器出口位置处的温度为T2,n，当|T2,n-T2,o|≥1.5℃时，释能模式停止，进入蓄能模式。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，第二集水器(5)与第一三通阀(7)间设有流量计(11)；
第一集水器(4)与第二三通阀(8)之间的管路上设置有第一温度传感器(12)；
第二三通阀(8)与蓄能装置(2)之间的管路上设有第二温度传感器(13)。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，蓄能装置(2)内的PCM相变材料冬季为棕榈酸异丙酯，夏季为癸酸。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述x为流量调节系数，用于调节流量；所述q为常规地源热泵系统的设计运行流量。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，蓄能模式下流量x满足：第一个运行周期x＝x0，若m<5，则在下一个运行周期调节x＝x0+0.05，直到m≥5；所述x0＝0.2。
CN201910662199.7A 2019-07-22 2019-07-22 一种可连续运行的地源热泵系统及控制方法 Active CN110398084B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910662199.7A CN110398084B (zh) 2019-07-22 2019-07-22 一种可连续运行的地源热泵系统及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910662199.7A CN110398084B (zh) 2019-07-22 2019-07-22 一种可连续运行的地源热泵系统及控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110398084A CN110398084A (zh) 2019-11-01
CN110398084B true CN110398084B (zh) 2021-10-08

Family

ID=68324855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910662199.7A Active CN110398084B (zh) 2019-07-22 2019-07-22 一种可连续运行的地源热泵系统及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110398084B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202613556U (zh) * 2012-05-16 2012-12-19 清华大学 一种利用采暖末端免费供冷的地源热泵采暖系统
CN105605826A (zh) * 2016-02-25 2016-05-25 山东科灵节能装备股份有限公司 空气能土壤蓄热及蓄冷装置
CN208312750U (zh) * 2018-04-02 2019-01-01 浙江陆特能源科技股份有限公司 空气能地热能综合利用装置
CN111637651A (zh) * 2020-06-09 2020-09-08 奉政一 地下换热管凝结热获取和释放方法及装置
CN212841797U (zh) * 2020-06-24 2021-03-30 河南居安供热技术有限公司 跨季蓄能的采暖系统

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005127612A (ja) * 2003-10-23 2005-05-19 Nippon Steel Corp 地下水槽水熱源ヒートポンプ地中熱利用システム
CN100523659C (zh) * 2005-12-16 2009-08-05 王庆鹏 平衡冬夏负荷且克服热短路的地源热泵系统
KR20110109352A (ko) * 2010-03-31 2011-10-06 대성히트펌프 주식회사 지열을 이용한 히트펌프 시스템식 냉난방 및 온수 공급장치
CN104633803A (zh) * 2013-11-15 2015-05-20 西安中科麦特电子技术设备有限公司 建筑用地源热泵空调系统
KR101655664B1 (ko) * 2015-04-09 2016-09-07 주식회사 한화에스테이트 저수조 탱크 및 지열원을 이용한 열원 보상형 지열시스템
CN204880477U (zh) * 2015-07-17 2015-12-16 北京中科华誉能源技术发展有限责任公司 利用地埋管地源热泵耦合阶梯电价蓄能装置的空调系统
EP3184936A1 (en) * 2015-12-23 2017-06-28 EKOMATIC Spolka Cywilna Ground source heat pump system with a cooling function
CN205669897U (zh) * 2016-04-12 2016-11-02 内蒙古科技大学 一种改进的供热供冷系统
CN106152348A (zh) * 2016-08-23 2016-11-23 西南交通大学 一种用于地下空间的空调系统
CN106440131A (zh) * 2016-09-23 2017-02-22 济南玖联电力软件发展有限公司 一种地源热泵系统节约地埋管的方法
US20180156507A1 (en) * 2016-12-01 2018-06-07 Robert Arnold GILL Geothermal system for heating water
CN207214516U (zh) * 2017-08-07 2018-04-10 宝莲华新能源技术（上海）股份有限公司 一种适用于极寒地区土壤源热泵的地下土壤冷热平衡系统
CN108895715A (zh) * 2018-09-04 2018-11-27 南京工业大学 一种适用于中国南方地区的基于冷热平衡理念的使用蓄能的地源热泵系统
KR102155016B1 (ko) * 2018-10-19 2020-09-11 류상범 리사이클링 탱크가 구비되고 슬러지 제거가 용이한 지열 히트펌프 시스템

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202613556U (zh) * 2012-05-16 2012-12-19 清华大学 一种利用采暖末端免费供冷的地源热泵采暖系统
CN105605826A (zh) * 2016-02-25 2016-05-25 山东科灵节能装备股份有限公司 空气能土壤蓄热及蓄冷装置
CN208312750U (zh) * 2018-04-02 2019-01-01 浙江陆特能源科技股份有限公司 空气能地热能综合利用装置
CN111637651A (zh) * 2020-06-09 2020-09-08 奉政一 地下换热管凝结热获取和释放方法及装置
CN212841797U (zh) * 2020-06-24 2021-03-30 河南居安供热技术有限公司 跨季蓄能的采暖系统

Also Published As

Publication number Publication date
CN110398084A (zh) 2019-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2016155600A1 (zh) 一种应用全天候太阳能供热的空调系统改造方法及设备
CN102278836B (zh) 一种分置式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组
CN102425883A (zh) 一种利用热回收型水源热泵机组的节能系统及其控制方法
CN201028893Y (zh) 一种地源热泵空调系统
CN203549973U (zh) 热源再利用集成换热机组
CN102102884A (zh) 一种季节性蓄热的供热系统及运行方法
CN201973776U (zh) 一种季节性蓄热的供热系统
CN205174661U (zh) 一种复合型区域供冷供热系统
CN101634501B (zh) 无霜型空气源热泵系统
CN106931674A (zh) 一种太阳能与土壤源联合供能的双热源热泵及跨季节蓄能系统
CN203395975U (zh) 太阳能跨季蓄能采暖联合制冷系统
CN101458009A (zh) 太阳能辅助加热的土壤源热泵系统
CN205536633U (zh) 一种带有蓄冷蓄热功能的双u型垂直地埋管换热系统装置
CN203615646U (zh) 一种蓄热型地源热泵装置
CN203203175U (zh) 一种空调系统
CN202024625U (zh) 切换冷却水流向的间接空冷系统
CN204612246U (zh) 多源复合热泵供热系统
CN103925729A (zh) 空调系统及包括该系统的中央空调
CN110398084B (zh) 一种可连续运行的地源热泵系统及控制方法
CN202328900U (zh) 一种利用热回收型水源热泵机组的节能系统
CN207555710U (zh) 一种空气源热泵和蓄热电锅炉联合集中供热系统
CN201593839U (zh) 地源热泵中央空调能量补偿系统
CN205807703U (zh) 一种热不平衡工况下可补偿浅层地热的地热空调系统
CN102221251B (zh) 一种分置降压式水/地能冷暖生活热水一体中央空调机组
CN103225836B (zh) 太阳能跨季蓄能采暖联合制冷系统及其使用方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant