CN204513642U - 一种全模式地源热泵四管制空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种全模式地源热泵四管制空调系统，以可以实现各个季节建筑对空调冷热、生活热水需求的全部模式，在以地源热泵提供建筑内的冷热负荷的同时，以冷却水循环系统解决地埋管土壤热平衡问题，以及采用冷却塔免费供冷。夏季热泵冷凝热优先生活热水供应，剩余热量可根据需要逐级通过空调热回路，地埋管及冷却塔；冬季优先生活热水；过渡季节免费供冷。本实用新型适用各种空调、生活热水需求模式的同时，最大限度的进行了热回收，进一步改善了土壤热平衡问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种节能环保控制系统，尤其涉及一种全模式地源热泵四管制空调系统。
背景技术
地源热泵由于具有节能效果好、环保效益高、合理使用高位能、利用可再生的浅层地能等优越性，在许多国家内已获得了广泛的应用。在目前和将来地源热泵仍是最具有前途的节能装置和系统之一，它将克服传统暖通空调和热水供应中用能的单向性、能耗高、污染环境等问题，它将实现能源、暖通空调（热水供应）和环境的协调发展。
然而常规的地源热泵系统仍存在着一些不足，常规双管制系统只能在夏季制冷或冬季供热，不能满足当前大型建筑对空调冷负荷、空调热负荷以及对生活热水的同时需求；同时也存在“土壤热平衡问题”等等。
发明内容
本实用新型为了解决地源空调系统存在的上述技术问题，提出了一种全模式地源热泵四管制空调系统。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种全模式地源热泵四管制空调系统，包括使用管道和换热器热连接在一起的热泵机组、冷水机组、地埋管、冷却塔、空调风口以及生活热水出口，其特征在于：
热泵机组和冷水机组能够提供空调冷负荷，同时产生的冷凝热传到生活热水负荷和/或空调热负荷和/或地埋管散热和/或冷却塔散热；或
热泵机组能够提供生活热水负荷和/或空调冷热荷，同时产生的蒸发冷传到空调冷负荷和/或地埋管散发；或
通过换热器将冷却塔与建筑内的热量进行交换。
本实用新型一个较佳实施例中，所述系统包括三个换热器分别为第一换热器、第二换热器和第三换热器，所述第一换热器能够将热泵机组产生的冷凝热提供给生活热水负荷，所述第二换热器能够在热泵机组与冷却塔之间提供热交换，所述第三换热器能够在空调冷负荷与冷却塔之间提供热交换。
本实用新型一个较佳实施例中，所述第一换热器和所述空调热负荷之间设有温度传感器。
本实用新型一个较佳实施例中，所述空调热负荷和所述热泵机组之间也设有温度传感器。
本实用新型一个较佳实施例中，夏季时，热泵机组产生的冷凝热按照优先次序依次提供给生活热水负荷、空调热负荷、地埋管散热和冷却塔散热。
本实用新型一个较佳实施例中，冬季时，热泵机组产生的蒸发冷按照优先次序依次提供给空调冷负荷和地埋管散发。
本实用新型一个较佳实施例中，所述地埋管设有能量计。
本实用新型一个较佳实施例中，所述管道间通过若干个三通阀进行多向连通。
本实用新型一个较佳实施例中，所述热泵机组并联的设有若干组。
本实用新型一个较佳实施例中，所述冷水机组并联的设有若干组。
本实用新型解决了背景技术中存在的缺陷，本实用新型具有以下优点：
（1）实现建筑对空调冷热、生活热水需求的全部模式，同时又发挥地源热泵效率高的特点；
（2）热回收率更高，有效回收“冷凝热”或“蒸发冷”，大幅提高系统综合COP；
（3）各个回路相互独立，不会出现冷媒混合的情况；
（4）热舒适性好，可以同时实现制冷和供热的功能，满足不同用热需求；
（5）最大限度地改善土壤热平衡问题；
（6）过渡季节免费供冷，节约能源。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型优选实施例的结构示意简图，仅包含了系统的主要部件，部分阀门、设备以及控制所需的各种传感器均未表示完全。
图中1、三通阀，2、温度传感器，3、能量计，4、热泵机组，5、冷水机组，6、地埋管，7、冷却塔，8、生活热水负荷，9、空调热负荷，10、空调冷负荷，11、第一换热器，12、第二换热器，13、第三换热器。
图1包含以下11个回路：
回路1 ：冷冻水回路，热泵机组/冷水机组—空调冷负荷—热泵机组/冷水机组；
回路2 ：生活热水换热回路，热泵机组—①—第一换热器—③—热泵机组；
回路3：空调热水回路，热泵机组—①—第一换热器—②—空调热负荷—④—热泵机组；
回路4：地埋管散热回路，热泵机组—①—⑤—地埋管—⑥—③—热泵机组；
回路5：冷却塔散热回路，热泵机组—①—⑤—第二换热器—⑥—③—热泵机组；
回路6： 生活热水回路，生活热水负荷—第一换热器—生活热水负荷；
回路7：冷却水回路1，常规冷水机组—冷却水循环系统—常规冷水机组；
回路8：冷却水回路2，冷却塔—第三换热器—冷却塔；
回路9：冷却水回路3，冷却塔—第二换热器—冷却塔；
回路10：免费供冷回路，空调冷负荷—⑦—第三换热器—⑧—空调冷负荷；
回路11：地埋管散热回路，热泵机组—⑤—地埋管—⑥—热泵机组。
具体实施方式
现在结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
如图1所示，一种全模式地源热泵四管制空调系统，包括使用管道和换热器热连接在一起的热泵机组4、冷水机组5、地埋管6、冷却塔7、空调风口以及生活热水出口，其特征在于：热泵机组4和冷水机组5能够提供空调冷负荷10，同时产生的冷凝热传到生活热水负荷8和/或空调热负荷9和/或地埋管6散热和/或冷却塔7散热；或，热泵机组4能够提供生活热水负荷8和/或空调冷热荷9，同时产生的蒸发冷传到空调冷负荷10和/或地埋管6散发；或，通过换热器将冷却塔7与建筑内的热量进行交换。
系统包括三个换热器分别为第一换热器11、第二换热器12和第三换热器13，第一换热器11能够将热泵机组4产生的冷凝热提供给生活热水负荷8，第二换热器12能够在热泵机组4与冷却塔7之间提供热交换，第三换热器13能够在空调冷负荷10与冷却塔7之间提供热交换。
第一换热器11和空调热负荷9之间设有温度传感器2，空调热负荷9和热泵机组4之间也设有温度传感器2，地埋管6设有能量计3。管道间通过若干个三通阀1进行多向连通，热泵机组4并联的设有若干组，冷水机组5并联的设有若干组。
夏季时，热泵机组4产生的冷凝热按照优先次序依次提供给生活热水负荷8、空调热负荷9、地埋管6散热和冷却塔7散热。冬季时，热泵机组4产生的蒸发冷按照优先次序依次提供给空调冷负荷10和地埋管6散发。
本实用新型可以实现各个季节建筑对空调冷热、生活热水需求的全部模式，在以地源热泵提供建筑内的冷热负荷的同时，以冷却水循环系统解决地埋管土壤热平衡问题，以及采用冷却塔7免费供冷。
本实用新型系统结构参见图1，11个回路包含了供冷、供热、供热水及冷却水循环系统。在夏季、冬季、过渡季节环路的不同组合满足不同季节用户的不同需求。
在夏季，空调以制冷为主，优先开启热泵机组4，其供冷能力不满足冷负荷需求时再开启常规冷水机组5。回路1即为该阶段冷制冷回路，热泵机组4冷凝热首先用于回路2，满足回路6的生活热水需求；当回路6生活热水需求较小，温度传感器2检测到回水温度过高，剩余冷凝热再次应用于空调热负荷9，即回路3；若生活热水、空调热负荷9总需求仍小于热泵系统产生的冷凝热，剩余冷凝热可以再次通过地埋管6进行散热，即回路4；能量计3统计一段时间内系统从地埋管6侧取热和排热量，以此来控制回路4（热平衡）的时间，若向土壤散热已超出土壤冬夏季热平衡，则由回路5与回路9换热带走剩余热量。
在冬季，热泵机组4开启优先生活热水负荷及空调热负荷9，即回路2、3。热泵机组4由于制热而产生的蒸发冷供给内区冷负荷，即回路1；或者通过地埋管6散发至土壤，即回路11。
在过渡季节，开启免费供冷模式。回路8与回路10通过第三换热器13换热将室外冷量转移至室内。
一种全模式地源热泵四管制空调系统，其组成部分包括热泵机组4、常规冷水机组5、换热器、地埋管6及冷却塔7。可以实现各个季节建筑对空调冷热、生活热水需求的全部模式，在以地源热泵提供建筑内的冷热负荷的同时，以冷却水循环系统解决地埋管土壤热平衡问题，以及采用冷却塔免费供冷。
不需要随季节进行管路切换，系统同时能够进行制冷和供热，满足建筑的多种冷热负荷要求。
热泵机组4和常规冷水机组5同时应用于空调系统，夏季热泵机组产生多余热量可由冷却水循环系统排至室外。
冷却水循环系统可用于免费供冷，同时可作为地源热泵的辅助系统，有利于土壤热平衡。
系统接管方便，不需管路切换，完全杜绝了不同回路冷媒的混合现象。控制简单，只需在不同季节采取控制优先的策略即可。
以上依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (10)
1. 一种全模式地源热泵四管制空调系统，包括使用管道和换热器热连接在一起的热泵机组、冷水机组、地埋管、冷却塔、空调风口以及生活热水出口，其特征在于：
热泵机组和冷水机组能够提供空调冷负荷，同时产生的冷凝热传到生活热水负荷和/或空调热负荷和/或地埋管散热和/或冷却塔散热；或
热泵机组能够提供生活热水负荷和/或空调冷热荷，同时产生的蒸发冷传到空调冷负荷和/或地埋管散发；或
通过换热器将冷却塔与建筑内的热量进行交换。
2. 根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述系统包括三个换热器分别为第一换热器、第二换热器和第三换热器，所述第一换热器能够将热泵机组产生的冷凝热提供给生活热水负荷，所述第二换热器能够在热泵机组与冷却塔之间提供热交换，所述第三换热器能够在空调冷负荷与冷却塔之间提供热交换。
3. 根据权利要求2所述的空调系统，其特征在于：所述第一换热器和所述空调热负荷之间设有温度传感器。
4. 根据权利要求3所述的空调系统，其特征在于：所述空调热负荷和所述热泵机组之间也设有温度传感器。
5. 根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：夏季时，热泵机组产生的冷凝热按照优先次序依次提供给生活热水负荷、空调热负荷、地埋管散热和冷却塔散热。
6. 根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：冬季时，热泵机组产生的蒸发冷按照优先次序依次提供给空调冷负荷和地埋管散发。
7. 根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述地埋管设有能量计。
8. 根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述管道间通过若干个三通阀进行多向连通。
9. 根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述热泵机组并联的设有若干组。
10. 根据权利要求1所述的空调系统，其特征在于：所述冷水机组并联的设有若干组。
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| CN201420837834.3U CN204513642U (zh) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | 一种全模式地源热泵四管制空调系统 |
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Publications (1)
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| CN204513642U true CN204513642U (zh) | 2015-07-29 |
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| CN201420837834.3U Active CN204513642U (zh) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | 一种全模式地源热泵四管制空调系统 |
Country Status (1)
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2014
- 2014-12-26 CN CN201420837834.3U patent/CN204513642U/zh active Active
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