CN202485138U - 一种地能热泵空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地能热泵空调系统，其特征在于：包括埋于地下的地埋管能量采集器（1），地埋管能量采集器（1）通过管道连接地能动力循环装置（2），地能动力循环装置（2）通过管道连接能量交换器（23），能量交换器（23）通过管道连接空调末端（12），空调末端（12）通过管道连接空调动力循环装置（11），空调动力循环装置（11）通过管道连接能量交换器（23）；所述的能量交换器（23）同时通过管道连接有地埋管能量采集器（1）。本实用新型充分利用而不破坏地下资源、经济高效、节能环保、运行稳定的新型地能热泵空调系统。

Description

一种地能热泵空调系统

技术领域

     本实用新型涉及可再生能源利用的空调系统，具体为一种利用大地土壤作为空调冷热源的地能热泵空调系统。

背景技术

地能热泵空调系统以大地土壤作为冷热源，将地埋管能量采集器置入地下，冬季将大地中的低位地热能取出，通过能量交换器提升温度后实现对建筑物的供暖，同时储存冷量，以备夏用；夏季将建筑物中需排出的热量取出，通过地埋管能量采集器排至土壤中实现对建筑物降温，同时储存热量，以备冬用；冬、夏季交替循环，达到土壤温度的全年平衡，实现能量循环。

冬季它可取代锅炉等热源从土壤中提取热量向建筑物提供热；夏季它代替常规空调设备排放热量，给建筑物供冷,需要时还能供应生活热水。地能热泵空调系统的能量来源于自然能源。它不向外界排放任何废气、废水、废渣、是一种理想的节能、环保、可再生的“绿色空调”。

传统的水冷式冷水机组为单冷型机组，冬季热源需由锅炉或其他热源提供，能效比较低。

而常规水源热泵系统一般利用水源作为空调冷热源，也存在很多限制条件，最主要的问题是会对地下水资源造成浪费及污染，及引起地层沉降塌陷等地质灾害。

而地能热泵空调系统可以实现空调系统的冷、热及生活热水的三联供，节能节资、环保再生、运行稳定。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种充分利用而不破坏地下资源、经济高效、节能环保、运行稳定的新型地能热泵空调系统。

     本实用新型的技术解决方案是：

一种地能热泵空调系统，其特征在于：包括埋于地下的地埋管能量采集器1，地埋管能量采集器1通过管道连接地能动力循环装置2，地能动力循环装置2通过管道连接能量交换器23，能量交换器23通过管道连接空调末端12，空调末端12通过管道连接空调动力循环装置11，空调动力循环装置11通过管道连接能量交换器23；

所述的能量交换器23同时通过管道连接有地埋管能量采集器1；

所述的地能动力循环装置2包括设置在管道上的第一过滤网18、第一阀门19、第一水泵20、第一止回阀21，以及与管道连接的组件稳压补水循环罐22及补水管；

地埋管能量采集器1与地能动力循环装置2之间的连接管道上设置有第一转换阀3、第二转换阀4；能量交换器23与空调末端12之间的连接管道上设置有第三转换阀8、第四转换阀9；

空调动力循环装置11通过管道同时连接有空调侧补水装置膨胀补水箱13，以及与空调侧补水装置膨胀补水箱13连接的软换水装置；

所述的空调动力循环装置11内的管道上设置有第二过滤网14、第二阀门15、第二水泵16、第二止回阀17；

所述的空调动力循环装置11与能量交换器23之间的连接管道上设置有第三阀门7与第四阀门10；

所述的能量交换器23与地埋管能量采集器1之间的连接管道上设置有第五转换阀5与第六转换阀6。

积极有益效果：本实用新型地能热泵空调系统，将地埋管能量采集器置于地下，通过地埋管能量采集器中的传热介质（水或防冻液）与土壤进行热交换。夏季，能量采集器中的传热介质向土壤中释放热量，土壤温度升高，蓄存热量，传热介质温度降低经过地能动力循环装置进入能量交换器，传热介质在能量交换器中吸收热量后温度升高，回到地埋管能量采集器的回水管道中，进行向能量交换器吸收热量的下一吸热循环；在夏季空调侧回水经过空调动力循环装置进入能量交换器，此时能量交换器中的冷媒已向地能侧的传热介质释放了热量，温度降低额冷媒与空调侧的回水进行热量交换，吸收空调回水的热量，达到循环制冷的目的。冬季，地埋管能量采集器中的传热介质从土壤中吸收热量，同时土壤蓄存冷量，温度降低，地能侧的传热介质经过地能动力循环装置，进入能量交换器，释放热量后再次回到地埋管能量采集器的回水系统中，完成了地能侧传热介质的释热过程；冬季空调侧回水则经过空调动力循环装置进入能量转换器中吸收热量，温度升高后，空调热水供到空调末端，实现空调的制热要求。利用土壤的蓄冷蓄热特性，机组全年运行，土壤的吸热量和释热量相差不大，不仅完美的提取了土壤中的能量，不会对土壤造成破坏，而且具有以下优点：

1、此种地能热泵空调的污染物排放，与空气源热泵相比，减少40％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上，真正的实现了节能减排，经济环保；

2、此种地能热泵空调省去了锅炉房、冷却塔等设施，避免了噪音问题，机房面积小，节省建筑空间；

3、此种地能热泵空调系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，维护费用低；

4、此种地能热泵空调的地埋管能量采集器为组合套件，安装简单方便，能够有效提高安装效率，运行稳定，便于工厂化、标准化生产与管理，使用寿命长；

5、此种地能热泵空调利用低位地能或地表浅层地热资源，一年四季土壤温度相对稳定，受室外温度影响小，机组运行稳定；

6、此种地能热泵空调，土壤与冬夏季空气温差大，使得此种地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%～60%，所以此种地能热泵空调不仅节能，而且可节省运行费用40％－50％左右，能效比高。

附图说明

图1为本实用新型的系统结构示意图：

图中为：地埋管能量采集器1、地能动力循环装置2、第一转换阀3、第二转换阀4、第五转换阀5、第六转换阀6、第三阀门7、第三转换阀8、第四转换阀9、第四阀门10、空调动力循环装置11、空调末端12、空调侧补水装置膨胀补水箱13、第二过滤网14、第二阀门15、第二水泵16、第二止回阀17、第一过滤网18、第一阀门19、第一水泵20、第一止回阀21、组件稳压补水循环罐22、能量交换器23。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步的说明：

如图1所示，一种地能热泵空调系统，其特征在于：包括埋于地下的地埋管能量采集器1，地埋管能量采集器1通过管道连接地能动力循环装置2，地能动力循环装置2通过管道连接能量交换器23，能量交换器23通过管道连接空调末端12，空调末端12通过管道连接空调动力循环装置11，空调动力循环装置11通过管道连接能量交换器23；

所述的能量交换器23同时通过管道连接有地埋管能量采集器1；

所述的地能动力循环装置2包括设置在管道上的第一过滤网18、第一阀门19、第一水泵20、第一止回阀21，以及与管道连接的组件稳压补水循环罐22及补水管；

地埋管能量采集器1与地能动力循环装置2之间的连接管道上设置有第一转换阀3、第二转换阀4；能量交换器23与空调末端12之间的连接管道上设置有第三转换阀8、第四转换阀9；

空调动力循环装置11通过管道同时连接有空调侧补水装置膨胀补水箱13，以及与空调侧补水装置膨胀补水箱13连接的软换水装置；

所述的空调动力循环装置11内的管道上设置有第二过滤网14、第二阀门15、第二水泵16、第二止回阀17；

所述的空调动力循环装置11与能量交换器23之间的连接管道上设置有第三阀门7与第四阀门10；

所述的能量交换器23与地埋管能量采集器1之间的连接管道上设置有第五转换阀5与第六转换阀6。

夏季地能热泵空调系统具体实施方式如下：

夏季地埋管能量采集器1中的传热介质向土壤中释放热量后，通过管道进入第一过滤器18、第一阀门19、第一水泵20、第一止回阀21既地能动力循环装置2后，经过第二转换阀4进入能量交换器23后，吸收了能量交换器14中的热量，地源侧传热介质吸收热量后温度升高，在能量交换器14中进行热交换后通过第六转换阀6循环到地埋管能量采集器1的回水管道中，再次向土壤中释放热量，进行地能侧传热介质与能量交换器1热交换的下一吸热循环。而夏季空调末端12回水则经过第二过滤器14、第二阀门15、第二水泵16、第二止回阀17既空调动力装置11，经过第四阀门10进入已释放过热量温度降低的能量交换器23，空调末端12回水向能量交换器11中释放了热量后温度降低，经过降温的空调循环水，通过第三转换阀8后供到空调末端12，与空调末端12热交换吸收热量后再次经过空调动力循环装置11，进行空调系统的下一释热循环。

冬季地能热泵空调系统具体实施方式如下：

冬季地埋管能量采集器1中的传热介质吸收了土壤热量后，经过第一过滤器18、第一阀门19、第一水泵20、第一止回阀21既地能动力循环装置2、第一转化阀3后进入能量交换器23，将热量释放到能量交换器23中，地源侧传热介质释放热量后温度降低，又经过第五转换阀5进入地埋管能量采集器1的回水管道中，，再次从土壤中吸收热量，进行地源侧传热介质与能量交换器23热交换的下一吸热循环。而冬季空调末端12回水则经过空调动力循环装置11，经过第三阀门7进入已吸收过热量的能量交换器23，空调末端12回水吸收了能量交换器中的热量后温度升高，吸收了热量后的空调回水经过第四转换阀9后供到空调末端12，与空调末端12热交换释放热量后再次通过空调动力循环装置11，进行空调系统的下一制热循环。

地能动力循环装置2中的组件稳压补水循环罐22，不但解决了空调系统的补水需要，而且具有稳压、补水适应系统膨胀水量变化的作用，在冬季温度过低时，还可以通过组件稳压补水循环罐22加入防冻液，保证系统稳定，高效运行。空调侧补水装置膨胀补水箱13补充系统中因蒸发和泄漏而损失的水量并保证淡水泵有足够的吸入压头。

本实用新型地能热泵空调系统，将地埋管能量采集器置于地下，通过地埋管能量采集器中的传热介质（水或防冻液）与土壤进行热交换。夏季，能量采集器中的传热介质向土壤中释放热量，土壤温度升高，蓄存热量，传热介质温度降低经过地能动力循环装置进入能量交换器，传热介质在能量交换器中吸收热量后温度升高，回到地埋管能量采集器的回水管道中，进行向能量交换器吸收热量的下一吸热循环；在夏季空调侧回水经过空调动力循环装置进入能量交换器，此时能量交换器中的冷媒已向地能侧的传热介质释放了热量，温度降低额冷媒与空调侧的回水进行热量交换，吸收空调回水的热量，达到循环制冷的目的。冬季，地埋管能量采集器中的传热介质从土壤中吸收热量，同时土壤蓄存冷量，温度降低，地能侧的传热介质经过地能动力循环装置，进入能量交换器，释放热量后再次回到地埋管能量采集器的回水系统中，完成了地能侧传热介质的释热过程；冬季空调侧回水则经过空调动力循环装置进入能量转换器中吸收热量，温度升高后，空调热水供到空调末端，实现空调的制热要求。利用土壤的蓄冷蓄热特性，机组全年运行，土壤的吸热量和释热量相差不大，不仅完美的提取了土壤中的能量，不会对土壤造成破坏，而且具有以下优点：

1、此种地能热泵空调的污染物排放，与空气源热泵相比，减少40％以上，与电供暖相比，相当于减少70％以上，真正的实现了节能减排，经济环保；

2、此种地能热泵空调省去了锅炉房、冷却塔等设施，避免了噪音问题，机房面积小，节省建筑空间；

3、此种地能热泵空调系统运动部件要比常规系统少，因而减少维护，维护费用低；

4、此种地能热泵空调的地埋管能量采集器为组合套件，安装简单方便，能够有效提高安装效率，运行稳定，便于工厂化、标准化生产与管理，使用寿命长；

5、此种地能热泵空调利用低位地能或地表浅层地热资源，一年四季土壤温度相对稳定，受室外温度影响小，机组运行稳定；

6、此种地能热泵空调，土壤与冬夏季空气温差大，使得此种地源热泵比传统空调系统运行效率要高40%～60%，所以此种地能热泵空调不仅节能，而且可节省运行费用40％－50％左右，能效比高。

以上实施例仅用于说明本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围之内。

Claims (8)

1.一种地能热泵空调系统，其特征在于：包括埋于地下的地埋管能量采集器（1），地埋管能量采集器（1）通过管道连接地能动力循环装置（2），地能动力循环装置（2）通过管道连接能量交换器（23），能量交换器（23）通过管道连接空调末端（12），空调末端（12）通过管道连接空调动力循环装置（11），空调动力循环装置（11）通过管道连接能量交换器（23）。

2.根据权利要求1所示的一种地能热泵空调系统，其特征在于：所述的能量交换器（23）同时通过管道连接有地埋管能量采集器（1）。

3.根据权利要求1所示的一种地能热泵空调系统，其特征在于：所述的地能动力循环装置（2）包括设置在管道上的第一过滤网（18）、第一阀门(19)、第一水泵(20)、第一止回阀(21)，以及与管道连接的组件稳压补水循环罐(22)及补水管。

4.根据权利要求1所示的一种地能热泵空调系统，其特征在于：地埋管能量采集器（1）与地能动力循环装置（2）之间的连接管道上设置有第一转换阀（3）、第二转换阀（4）；能量交换器（23）与空调末端（12）之间的连接管道上设置有第三转换阀（8）、第四转换阀（9）。

5.根据权利要求1所示的一种地能热泵空调系统，其特征在于：空调动力循环装置（11）通过管道同时连接有空调侧补水装置膨胀补水箱（13），以及与空调侧补水装置膨胀补水箱（13）连接的软换水装置。

6.根据权利要求1所示的一种地能热泵空调系统，其特征在于：所述的空调动力循环装置（11）内的管道上设置有第二过滤网（14）、第二阀门（15）、第二水泵（16）、第二止回阀（17）。

7.根据权利要求1所示的一种地能热泵空调系统，其特征在于：所述的空调动力循环装置（11）与能量交换器（23）之间的连接管道上设置有第三阀门（7）与第四阀门（10）。

8.根据权利要求1所示的一种地能热泵空调系统，其特征在于：所述的能量交换器（23）与地埋管能量采集器（1）之间的连接管道上设置有第五转换阀（5）与第六转换阀（6）。