CN112524846A - 一种超低耗地源热泵制冷制暖系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超低耗地源热泵制冷制暖系统，包括地下埋管、第一循环泵、第二循环泵和地源热泵机组；地下埋管的出水口与第一循环泵的进水端连接，第二循环泵的进水端与外接空调侧回水端连接，第一循环泵的出水端与第二循环泵的出水端之间并联有第一支路和第二支路，第一支路上依次安装有A1阀门和A2阀门，第二支路上依次安装有B1阀门和B2阀门，地下埋管的进水口与外接空调侧供水端之间通过并联的第三支路和第四支路连接，第三支路上依次安装有C1阀门和C2阀门，第四支路上依次安装有D1阀门和D2阀门。本发明的目的是提供一种超低耗地源热泵制冷制暖系统，能够满足冬季供暖、夏季供冷和初夏季节供冷的需要。
Description
技术领域
本发明涉及地源热泵领域。更具体地说，本发明涉及一种超低耗地源热泵制冷制暖系统。
背景技术
随着经济的快速发展和人们生活水平的不断提高，公共建筑和住宅的供暖和空调已经成为普遍的要求。而传统供热的燃煤锅炉方式不仅能源储存低，而且给大气造成严重的污染，而燃气锅炉等方式运行费用高。而地源热泵是一种在技术上和经济上都具有较大优势可以解决供热和空调的有效替代方式。
地源热泵通过输入少量的高品位能源(电能)，即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。在冬季，把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内用于采暖；在夏季，把室内的热量“取”出来释放到土壤中去，并且常年能保证地下温度的均衡。热泵技术利用可再生能源的绿色环保产品。是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。
但是随着气温持续走高，且夏季高温天数年年创高。人们对初夏季节的制冷需求也较为迫切，此时启动地源热泵机组，可达到空调舒适效果，但运行成本相对较高。
国家一直支持提倡使用清洁绿色能源。热泵技术属可再生能源利用技术并且环境效益显著。利用热泵系统对地下丰富且可再生的地热资源进行开发利用，来代替原有制冷供热模式，减少对环境破坏。原有的模式不仅现存资源愈加减少并且会造成严重的环境问题，影响环境平衡，对人类未来的发展也带来严峻挑战。热泵属经济有效的节能技术。地能或地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源，这种温度特性使得地源热泵比传统空调系统运行效率要高40％，因此要节能和节省运行费用40％左右。另外，地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性。并且后期维护费用低。在此基础上，本发明同时可满足初夏季节超低能耗制冷，不需要启动地源热泵机组即可通过本发明实现制冷。根据近几年大数据，夏季温度持续走高，高温天气天数也不断增加，人们对夏季制冷，特别是初夏季节制冷舒适度的需求日益迫切。
发明内容
本发明的目的是提供一种超低耗地源热泵制冷制暖系统，能够满足冬季供暖、夏季供冷和初夏季节供冷的需要，不仅可以为用户提供更加夏季舒适的凉爽温度，同时也可提前为地下补热，使机组运行更稳定，寿命更长。同时该循环模式极大的降低了运行费用，节约运行费用，绿色环保又缓解地层热堆积的发生。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种超低耗地源热泵制冷制暖系统，包括地下埋管、第一循环泵、第二循环泵和地源热泵机组；所述地下埋管的出水口与所述第一循环泵的进水端连接，所述第二循环泵的进水端与外接空调侧回水端连接，所述第一循环泵的出水端与所述第二循环泵的出水端之间并联有第一支路和第二支路，所述第一支路上依次安装有A1阀门和A2阀门，所述第二支路上依次安装有B1阀门和B2阀门，所述地下埋管的进水口与外接空调侧供水端之间通过并联的第三支路和第四支路连接，所述第三支路上依次安装有C1阀门和C2阀门，所述第四支路上依次安装有D1阀门和D2阀门，所述地源热泵机组的蒸发器的进水口与所述第一支路位于所述A1阀门和A2阀门之间的部分连通，其出水口与所述第三支路上位于所述C1阀门和C2阀门之间的部分连通；所述地源热泵机组的冷凝器的进水口与所述第二支路位于所述B1阀门和B2阀门之间的部分连通，其出水口与所述第四支路上位于所述D1阀门和D2阀门之间的部分连通。
优选的是，所述的一种超低耗地源热泵制冷制暖系统中，还包括定压补水装置，所述定压补水装置的出水端与连接所述第二循环泵与外接空调侧回水端的管道连通。
优选的是，所述的一种超低耗地源热泵制冷制暖系统中，还包括软化水箱，所述软化水箱的出水端与所述定压补水装置的进水端连通。
优选的是，所述的一种超低耗地源热泵制冷制暖系统中，连接所述第二循环泵与外接空调侧回水端的管道上设有E阀门，所述地下埋管的出水口与外接空调侧回水端之间通过管道连接，且连接二者的管道上设有G阀门，所述地下埋管的进水口通过管道与连接所述第二循环泵和所述E阀门之间的管道连接，且连接二者的管道上设有F阀门，所述第二循环泵的进水端与外接空调侧供水端之间通过管道连接，且连接二者的管道上设有H阀门。
本发明还提供一种超低耗地源热泵制冷方法，采用上述的超低耗地源热泵制冷制暖系统，其特征在于，包括以下步骤：
将所述A1阀门、B2阀门、C1阀门、D2阀门均关闭，所述A2阀门、B1阀门、C2阀门、D1阀门均打开；
开启所述第一循环泵、第二循环泵和地源热泵机组，通过所述第一循环泵带动所述地下埋管内的循环水在所述地源热泵机组的冷凝器与所述地下埋管内之间循环，通过所述第二循环泵带动外接空调侧回水端处的循环水进入所述地源热泵机组的蒸发器中，所述地源热泵机组内部通过制冷剂媒介实现所述冷凝器和蒸发器之间的热交换，将所述蒸发器中降温后的循环水送入外接空调侧供水端。
本发明还提供一种超低耗地源热泵制热方法，采用上述的超低耗地源热泵制冷制暖系统，其特征在于，包括以下步骤：
将所述A2阀门、B1阀门、C2阀门、D1阀门均关闭，所述A1阀门、B2阀门、C1阀门、D2阀门均打开；
开启所述第一循环泵、第二循环泵和地源热泵机组，通过所述第一循环泵带动所述地下埋管内的循环水在所述地源热泵机组的蒸发器与所述地下埋管内之间循环，通过所述第二循环泵带动外接空调侧回水端处的循环水进入所述地源热泵机组的冷凝器中，所述地源热泵机组内部通过制冷剂媒介实现所述冷凝器和蒸发器之间的热交换，将所述冷凝器中升温后的循环水送入外接空调侧供水端。
本发明还提供一种用于初夏的超低耗地源热泵制冷方法，采用上述的超低耗地源热泵制冷制暖系统，其特征在于，包括以下步骤：
将所述A1阀门、A2阀门、B1阀门、B2阀门、C1阀门、C2阀门、D1阀门、D2阀门和E阀门均关闭，同时打开所述F阀门、G阀门和H阀门；
开启所述第二循环泵，通过所述第二循环泵带动外接空调侧回水端处的循环水流经所述地下埋管进行降温后送入外接空调侧供水端。
本发明的超低耗地源热泵制冷制暖系统在满足正常的制冷季的制冷需求外，还可以在极大的降低运行费用以及降低运行能耗的条件下为用户提供最适宜的温度。这种模式满足用户最佳体验需求、经济节约、资源高利用率的绿色环保运行模式。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的超低耗地源热泵制冷制暖系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本发明的实施例提供一种超低耗地源热泵制冷制暖系统，包括地下埋管1、第一循环泵2、第二循环泵3和地源热泵机组；所述地下埋管1的出水口与所述第一循环泵2的进水端连接，所述第二循环泵3的进水端与外接空调侧回水端连接，所述第一循环泵2的出水端与所述第二循环泵3的出水端之间并联有第一支路和第二支路，所述第一支路上依次安装有A1阀门和A2阀门，所述第二支路上依次安装有B1阀门和B2阀门，所述地下埋管1的进水口与外接空调侧供水端之间通过并联的第三支路和第四支路连接，所述第三支路上依次安装有C1阀门和C2阀门，所述第四支路上依次安装有D1阀门和D2阀门，所述地源热泵机组的蒸发器4的进水口与所述第一支路位于所述A1阀门和A2阀门之间的部分连通，其出水口与所述第三支路上位于所述C1阀门和C2阀门之间的部分连通；所述地源热泵机组的冷凝器5的进水口与所述第二支路位于所述B1阀门和B2阀门之间的部分连通，其出水口与所述第四支路上位于所述D1阀门和D2阀门之间的部分连通；还包括定压补水装置6，所述定压补水装置6的出水端与连接所述第二循环泵3与外接空调侧回水端的管道连通；还包括软化水箱7，所述软化水箱7的出水端与所述定压补水装置6的进水端连通。
上述实施例中，夏季供冷时，将所述A1阀门、B2阀门、C1阀门、D2阀门均关闭，所述A2阀门、B1阀门、C2阀门、D1阀门均打开；开启所述第一循环泵2、第二循环泵3和地源热泵机组，此时地下埋管1、第一循环泵2和地源热泵机组的冷凝器5之间构成第一回路；外接空调侧回水端、外接空调侧进水端分别作为外接空调系统的出水口和进水口，此时外接空调系统、第二循环泵3和地源热泵机组的蒸发器4之间构成第二回路。地源热泵机组的蒸发器4侧吸收空调侧的热量(实现室内降温)，通过机组内部环路制冷剂媒介的蒸发和冷凝，将能量转化传至冷凝器5，由此通过地源热泵机组将第二回路中循环水的热量传递到第一回路的循环水中，第一回路的循环水流经地下埋管1时进行降温排热，这样就可以通过本实施例的超低耗地源热泵制冷制暖系统实现一种超低耗地源热泵制冷方法。
而在冬天供暖时，将所述A2阀门、B1阀门、C2阀门、D1阀门均关闭，所述A1阀门、B2阀门、C1阀门、D2阀门均打开；开启所述第一循环泵2、第二循环泵3和地源热泵机组，此时地下埋管1、第一循环泵2和地源热泵机组的蒸发器4之间构成第一回路，外接空调系统、第二循环泵3和地源热泵机组的冷凝器5之间构成第二回路。地源热泵机组的蒸发器4侧吸收到地埋管的热量，地源热泵机组的蒸发器4侧吸收地源侧的热量，通过机组内部环路制冷剂媒介的蒸发和冷凝，将能量转化传至冷凝器5(实现室内升温)，由此通过地源热泵机组将第一回路中循环水的热量传递到第二回路的循环水中，二回路的循环水流经室内末端时进行释热，这样就可以通过本实施例的超低耗地源热泵制冷制暖系统实现一种超低耗地源热泵制热方法。
本实施例中，为了保证超低耗地源热泵制冷制暖系统的正常使用，在夏季供冷时，需要保证第二回路的水压；而在冬天供暖时，需要保证第一回路的水压。本实施例中，设置定压补水装置6，并将定压补水装置6的出水端与连接所述第二循环泵3与外接空调侧回水端的管道连通，这样就可以随时将软化水箱7内的软水补充到第二回路中。同时如图1所示，在地下埋管1的进水口通过管道与连接第二循环泵3和E阀门之间的管道连接，这样在冬天供暖时，通过定压补水装置6随时将软化水箱7内的软水补充到第以回路中。
优选的是，所述的一种超低耗地源热泵制冷制暖系统中，连接所述第二循环泵3与外接空调侧回水端的管道上设有E阀门，所述地下埋管1的出水口与外接空调侧回水端之间通过管道连接，且连接二者的管道上设有G阀门，所述地下埋管1的进水口通过管道与连接所述第二循环泵3和所述E阀门之间的管道连接，且连接二者的管道上设有F阀门，所述第二循环泵3的进水端与外接空调侧供水端之间通过管道连接，且连接二者的管道上设有H阀门。
上述实施例中，由于在初夏时，气温不是很高，只需要对室内进行小幅的降温，保持室内凉爽即可，所以在初夏时，可以直接将地下埋管1中的水通入空调系统中，使得地下埋管1和空调系统形成回路，具体的，将所述A1阀门、A2阀门、B1阀门、B2阀门、C1阀门、C2阀门、D1阀门、D2阀门和E阀门均关闭，同时打开所述F阀门、G阀门和H阀门；开启所述第二循环泵3，通过所述第二循环泵3带动外接空调侧回水端处的循环水流经所述地下埋管1进行降温后送入外接空调侧供水端，此时地下埋管1、第二循环泵3和空调系统形成回路，将循环水流经地下埋管1时进行降温，然后再将降温后的水由外接空调侧供水端进入空调系统内，对室内进行降温。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (7)
1.一种超低耗地源热泵制冷制暖系统，其特征在于，包括地下埋管(1)、第一循环泵(2)、第二循环泵(3)和地源热泵机组；所述地下埋管(1)的出水口与所述第一循环泵(2)的进水端连接，所述第二循环泵(3)的进水端与外接空调侧回水端连接，所述第一循环泵(2)的出水端与所述第二循环泵(3)的出水端之间并联有第一支路和第二支路，所述第一支路上依次安装有A1阀门和A2阀门，所述第二支路上依次安装有B1阀门和B2阀门，所述地下埋管(1)的进水口与外接空调侧供水端之间通过并联的第三支路和第四支路连接，所述第三支路上依次安装有C1阀门和C2阀门，所述第四支路上依次安装有D1阀门和D2阀门，所述地源热泵机组的蒸发器(4)的进水口与所述第一支路位于所述A1阀门和A2阀门之间的部分连通，其出水口与所述第三支路上位于所述C1阀门和C2阀门之间的部分连通；所述地源热泵机组的冷凝器(5)的进水口与所述第二支路位于所述B1阀门和B2阀门之间的部分连通，其出水口与所述第四支路上位于所述D1阀门和D2阀门之间的部分连通。
2.如权利要求1所述的一种超低耗地源热泵制冷制暖系统，其特征在于，还包括定压补水装置(6)，所述定压补水装置(6)的出水端与连接所述第二循环泵(3)与外接空调侧回水端的管道连通。
3.如权利要求2所述的一种超低耗地源热泵制冷制暖系统，其特征在于，还包括软化水箱(7)，所述软化水箱(7)的出水端与所述定压补水装置(6)的进水端连通。
4.如权利要求1-3任一项所述的一种超低耗地源热泵制冷制暖系统，其特征在于，连接所述第二循环泵(3)与外接空调侧回水端的管道上设有E阀门，所述地下埋管(1)的出水口与外接空调侧回水端之间通过管道连接，且连接二者的管道上设有G阀门，所述地下埋管(1)的进水口通过管道与连接所述第二循环泵(3)和所述E阀门之间的管道连接，连且连接二者的管道上设有F阀门，所述第二循环泵(3)的进水端与外接空调侧供水端之间通过管道连接，且连接二者的管道上设有H阀门。
5.一种超低耗地源热泵制冷方法，采用如权利要求1-3任一项所述的一种超低耗地源热泵制冷制暖系统，其特征在于，包括以下步骤：
将所述A1阀门、B2阀门、C1阀门、D2阀门均关闭，所述A2阀门、B1阀门、C2阀门、D1阀门均打开；
开启所述第一循环泵(2)、第二循环泵(3)和地源热泵机组，通过所述第一循环泵(2)带动所述地下埋管(1)内的循环水在所述地源热泵机组的冷凝器(5)与所述地下埋管(1)内之间循环，通过所述第二循环泵(3)带动外接空调侧回水端处的循环水进入所述地源热泵机组的蒸发器(4)中，所述地源热泵机组内部通过制冷剂媒介实现所述冷凝器(5)和蒸发器(4)之间的热交换，将所述蒸发器(4)中降温后的循环水送入外接空调侧供水端。
6.一种超低耗地源热泵制热方法，采用如权利要求1-3任一项所述的一种超低耗地源热泵制冷制暖系统，其特征在于，包括以下步骤：
将所述A2阀门、B1阀门、C2阀门、D1阀门均关闭，所述A1阀门、B2阀门、C1阀门、D2阀门均打开；
开启所述第一循环泵(2)、第二循环泵(3)和地源热泵机组，通过所述第一循环泵(2)带动所述地下埋管(1)内的循环水在所述地源热泵机组的蒸发器(4)与所述地下埋管(1)内之间循环，通过所述第二循环泵(3)带动外接空调侧回水端处的循环水进入所述地源热泵机组的冷凝器(5)中，所述地源热泵机组内部通过制冷剂媒介实现所述冷凝器(5)和蒸发器(4)之间的热交换，将所述冷凝器(5)中升温后的循环水送入外接空调侧供水端。
7.一种用于初夏的超低耗地源热泵制冷方法，采用如权利要求4所述的一种超低耗地源热泵制冷制暖系统，其特征在于，包括以下步骤：
将所述A1阀门、A2阀门、B1阀门、B2阀门、C1阀门、C2阀门、D1阀门、D2阀门和E阀门均关闭，同时打开所述F阀门、G阀门和H阀门；
开启所述第二循环泵(3)，通过所述第二循环泵(3)带动外接空调侧回水端处的循环水流经所述地下埋管(1)进行降温后送入外接空调侧供水端。
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