CN112556040A - 一种浅层地热与空气源耦合系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种浅层地热与空气源耦合系统，属于供暖系统技术领域，包括地下换热子系统、空气源换热子系统以及室内环境子系统；所述地下换热子系统设置在地下岩土中，包括水平放置以及垂直放置的地埋管，所述地埋管通过管路与空气源换热子系统中的换热循环泵进行连通；空气源换热子系统根据制冷或制热要求构成一个循环回路；室内环境子系统将空气源换热子系统中空调循环泵提供的冷媒或热媒传递至建筑物的内部，进行供暖或供冷工作。该浅层地热与空气源耦合系统，基于浅层地热以及空气源换热相结合，提供供热供冷功能，可以用于在住宅和商业建筑中进行供冷供热功能，节能效果显著，能效较高，保证后期的运营成本较低，具有很好的应用前景。

Description

一种浅层地热与空气源耦合系统
技术领域
本发明属于供暖系统技术领域，具体为一种浅层地热与空气源耦合系统。
背景技术
现有技术中，单独供热的供暖系统较普遍，供暖系统相对比较单一，但是不能在夏季时提供制冷功能。
为此，我们提出一种浅层地热与空气源耦合系统，该系统具有可以供冷供热的优势。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种浅层地热与空气源耦合系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种浅层地热与空气源耦合系统，包括地下换热子系统、空气源换热子系统以及室内环境子系统；
所述地下换热子系统设置在地下岩土中，包括水平放置以及垂直放置的地埋管，所述地埋管通过管路与空气源换热子系统中的换热循环泵进行连通；
所述空气源换热子系统由换热循环泵、换向四通阀一、换向四通阀二、蒸发器、压缩机、冷凝器以及空调循环泵组成，根据制冷或制热要求构成一个循环回路；
所述室内环境子系统将空气源换热子系统中空调循环泵提供的冷媒或热媒传递至建筑物的内部，进行供暖或供冷工作。
进一步优化本技术方案，所述地埋管采用水平和垂直两种放置方式，其中水平放置的地埋管埋深浅，占地面积大，采用垂直排圈的方式进行水平埋管；垂直放置的地埋管埋深大，占地面积小，采用垂直套管或者垂直双U的方式进行垂直埋管。
进一步优化本技术方案，所述地埋管选用PE管作为管材，所述地埋管分为水平管和U型管，所述地埋管选用型号为de25水平管和U型管以及de32水平管和U型管进行埋管工作。
进一步优化本技术方案，所述换向四通阀一和换向四通阀二用于调节循环管路中工质的流动方向，使得空气源换热子系统在冬季时制热，在夏季时制冷。
进一步优化本技术方案，所述的浅层地热与空气源耦合系统在进行冬季供热时，地埋管将浅层地热通过冷凝器吸收热量后，热媒进入压缩机压缩成过热状态，使得热媒变为过热状态，过热状态的热媒进入蒸发器蒸发换热汽化，经过换向四通阀一和换向四通阀二回到压缩机中进行循环，实现供热工作。
进一步优化本技术方案，所述的浅层地热与空气源耦合系统在进行夏季制冷时，调节换向四通阀一和换向四通阀二，使得循环管路中工质的流动方向与冬季供热的流动方向相反，即冷媒先进入蒸发器后进入冷凝器，冷媒通过空调循环泵进入到室内环境子系统中实现制冷工作。
与现有技术相比，本发明提供了一种浅层地热与空气源耦合系统，具备以下有益效果：
该浅层地热与空气源耦合系统，基于浅层地热以及空气源换热相结合，提供供热供冷功能，可以用于在住宅和商业建筑中进行供冷供热功能，节能效果显著，能效较高，保证后期的运营成本较低，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明提出的一种浅层地热与空气源耦合系统的结构示意图。
图中：1、地下换热子系统；2、空气源换热子系统；3、室内环境子系统；4、地埋管；5、换热循环泵；6、换向四通阀一；7、蒸发器；8、压缩机；9、冷凝器；10、空调循环泵；11、换向四通阀二。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1，一种浅层地热与空气源耦合系统，包括地下换热子系统1、空气源换热子系统2以及室内环境子系统3；
所述地下换热子系统1设置在地下岩土中，包括水平放置以及垂直放置的地埋管4，所述地埋管4通过管路与空气源换热子系统2中的换热循环泵5进行连通；
所述空气源换热子系统2由换热循环泵5、换向四通阀一6、换向四通阀二11、蒸发器7、压缩机8、冷凝器9以及空调循环泵10组成，根据制冷或制热要求构成一个循环回路；
所述室内环境子系统3将空气源换热子系统2中空调循环泵10提供的冷媒或热媒传递至建筑物的内部，进行供暖或供冷工作。
具体的，所述地埋管4采用水平和垂直两种放置方式，其中水平放置的地埋管4埋深浅，占地面积大，采用垂直排圈的方式进行水平埋管；垂直放置的地埋管4埋深大，占地面积小，采用垂直套管或者垂直双U的方式进行垂直埋管。
具体的，所述换向四通阀一6和换向四通阀二11用于调节循环管路中工质的流动方向，使得空气源换热子系统2在冬季时制热，在夏季时制冷。
具体的，所述的浅层地热与空气源耦合系统在进行冬季供热时，地埋管4将浅层地热通过冷凝器9吸收热量后，热媒进入压缩机8压缩成过热状态，使得热媒变为过热状态，过热状态的热媒进入蒸发器7蒸发换热汽化，经过换向四通阀一6和换向四通阀二11回到压缩机8中进行循环，实现供热工作。
具体的，所述的浅层地热与空气源耦合系统在进行夏季制冷时，调节换向四通阀一6和换向四通阀二11，使得循环管路中工质的流动方向与冬季供热的流动方向相反，即冷媒先进入蒸发器7后进入冷凝器9，冷媒通过空调循环泵10进入到室内环境子系统3中实现制冷工作。
实施例二：
一种浅层地热与空气源耦合系统，包括地下换热子系统1、空气源换热子系统2以及室内环境子系统3；
所述地下换热子系统1设置在地下岩土中，包括水平放置以及垂直放置的地埋管4，所述地埋管4通过管路与空气源换热子系统2中的换热循环泵5进行连通；
所述空气源换热子系统2由换热循环泵5、换向四通阀一6、换向四通阀二11、蒸发器7、压缩机8、冷凝器9以及空调循环泵10组成，根据制冷或制热要求构成一个循环回路；
所述室内环境子系统3将空气源换热子系统2中空调循环泵10提供的冷媒或热媒传递至建筑物的内部，进行供暖或供冷工作。
具体的，所述地埋管4采用水平和垂直两种放置方式，其中水平放置的地埋管4埋深浅，占地面积大，采用垂直排圈的方式进行水平埋管；垂直放置的地埋管4埋深大，占地面积小，采用垂直套管或者垂直双U的方式进行垂直埋管。
具体的，所述地埋管4选用PE管作为管材，所述地埋管4分为水平管和U型管，所述地埋管4选用型号为de32水平管和U型管进行埋管工作。
具体的，所述换向四通阀一6和换向四通阀二11用于调节循环管路中工质的流动方向，使得空气源换热子系统2在冬季时制热，在夏季时制冷。
具体的，所述的浅层地热与空气源耦合系统在进行冬季供热时，地埋管4将浅层地热通过冷凝器9吸收热量后，热媒进入压缩机8压缩成过热状态，使得热媒变为过热状态，过热状态的热媒进入蒸发器7蒸发换热汽化，经过换向四通阀一6和换向四通阀二11回到压缩机8中进行循环，实现供热工作。
具体的，所述的浅层地热与空气源耦合系统在进行夏季制冷时，调节换向四通阀一6和换向四通阀二11，使得循环管路中工质的流动方向与冬季供热的流动方向相反，即冷媒先进入蒸发器7后进入冷凝器9，冷媒通过空调循环泵10进入到室内环境子系统3中实现制冷工作。
实施例三：
一种浅层地热与空气源耦合系统，包括地下换热子系统1、空气源换热子系统2以及室内环境子系统3；
所述地下换热子系统1设置在地下岩土中，包括水平放置以及垂直放置的地埋管4，所述地埋管4通过管路与空气源换热子系统2中的换热循环泵5进行连通；
所述空气源换热子系统2由换热循环泵5、换向四通阀一6、换向四通阀二11、蒸发器7、压缩机8、冷凝器9以及空调循环泵10组成，根据制冷或制热要求构成一个循环回路；
所述室内环境子系统3将空气源换热子系统2中空调循环泵10提供的冷媒或热媒传递至建筑物的内部，进行供暖或供冷工作。
具体的，所述地埋管4采用水平和垂直两种放置方式，其中水平放置的地埋管4埋深浅，占地面积大，采用垂直排圈的方式进行水平埋管；垂直放置的地埋管4埋深大，占地面积小，采用垂直套管或者垂直双U的方式进行垂直埋管。
具体的，所述地埋管4选用PE管作为管材，所述地埋管4分为水平管和U型管，所述地埋管4选用型号为de25水平管和U型管进行埋管工作。
具体的，所述换向四通阀一6和换向四通阀二11用于调节循环管路中工质的流动方向，使得空气源换热子系统2在冬季时制热，在夏季时制冷。
具体的，所述的浅层地热与空气源耦合系统在进行冬季供热时，地埋管4将浅层地热通过冷凝器9吸收热量后，热媒进入压缩机8压缩成过热状态，使得热媒变为过热状态，过热状态的热媒进入蒸发器7蒸发换热汽化，经过换向四通阀一6和换向四通阀二11回到压缩机8中进行循环，实现供热工作。
具体的，所述的浅层地热与空气源耦合系统在进行夏季制冷时，调节换向四通阀一6和换向四通阀二11，使得循环管路中工质的流动方向与冬季供热的流动方向相反，即冷媒先进入蒸发器7后进入冷凝器9，冷媒通过空调循环泵10进入到室内环境子系统3中实现制冷工作。
本发明的有益效果是：该浅层地热与空气源耦合系统，基于浅层地热以及空气源换热相结合，提供供热供冷功能，可以用于在住宅和商业建筑中进行供冷供热功能，节能效果显著，能效较高，保证后期的运营成本较低，具有很好的应用前景。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种浅层地热与空气源耦合系统，其特征在于，包括地下换热子系统(1)、空气源换热子系统(2)以及室内环境子系统(3)；
所述地下换热子系统(1)设置在地下岩土中，包括水平放置以及垂直放置的地埋管(4)，所述地埋管(4)通过管路与空气源换热子系统(2)中的换热循环泵(5)进行连通；
所述空气源换热子系统(2)由换热循环泵(5)、换向四通阀一(6)、换向四通阀二(11)、蒸发器(7)、压缩机(8)、冷凝器(9)以及空调循环泵(10)组成，根据制冷或制热要求构成一个循环回路；
所述室内环境子系统(3)将空气源换热子系统(2)中空调循环泵(10)提供的冷媒或热媒传递至建筑物的内部，进行供暖或供冷工作。
2.根据权利要求1所述的一种浅层地热与空气源耦合系统，其特征在于，所述地埋管(4)采用水平和垂直两种放置方式，其中水平放置的地埋管(4)埋深浅，占地面积大，采用垂直排圈的方式进行水平埋管；垂直放置的地埋管(4)埋深大，占地面积小，采用垂直套管或者垂直双U的方式进行垂直埋管。
3.根据权利要求2所述的一种浅层地热与空气源耦合系统，其特征在于，所述地埋管(4)选用PE管作为管材，所述地埋管(4)分为水平管和U型管，所述地埋管(4)选用型号为de25水平管和U型管以及de32水平管和U型管进行埋管工作。
4.根据权利要求1所述的一种浅层地热与空气源耦合系统，其特征在于，所述换向四通阀一(6)和换向四通阀二(11)用于调节循环管路中工质的流动方向，使得空气源换热子系统(2)在冬季时制热，在夏季时制冷。
5.根据权利要求1所述的一种浅层地热与空气源耦合系统，其特征在于，所述的浅层地热与空气源耦合系统在进行冬季供热时，地埋管(4)将浅层地热通过冷凝器(9)吸收热量后，热媒进入压缩机(8)压缩成过热状态，使得热媒变为过热状态，过热状态的热媒进入蒸发器(7)蒸发换热汽化，经过换向四通阀一(6)和换向四通阀二(11)回到压缩机(8)中进行循环，实现供热工作。
6.根据权利要求1所述的一种浅层地热与空气源耦合系统，其特征在于，所述的浅层地热与空气源耦合系统在进行夏季制冷时，调节换向四通阀一(6)和换向四通阀二(11)，使得循环管路中工质的流动方向与冬季供热的流动方向相反，即冷媒先进入蒸发器(7)后进入冷凝器(9)，冷媒通过空调循环泵(10)进入到室内环境子系统(3)中实现制冷工作。
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