CN205102299U - 一种制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统 - Google Patents

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石磊
方辉旺
黄天梁
谭廷乐
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Abstract

本实用新型涉及一种制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统,包括压缩机、四通阀、用户侧换热器、节流机构和地源侧高效换热装置,所述压缩机的出口与所述四通阀的第一端相连,所述压缩机的入口与所述四通阀的第二端相连;所述四通阀的第三端、用户侧换热器、节流机构、地源侧高效换热装置和四通阀的第四端依次相连;所述地源侧高效换热装置埋入土壤中。本实用新型的制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统,可以大大的减少地埋管的数量,可以有效解决地源热泵打井面积缺乏,打井数量多,前期施工成本高的弊端。本实用新型提出的热泵装置打井占用面积少,结构简单,成本低,性能可靠,换热效率高,整体能效比高。

Description

一种制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统
技术领域
本实用新型属于制冷热泵领域,涉及一种制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统。
背景技术
当今社会随着工业发展及人们生活水平的提高,能源愈加紧张,人们对室内温度的要求也越来越高,人工室内温度调节的市场越来越大,但是能源紧张使得能源费用也随着提高,而对空调节能、高效也提出更高的要求。
采用“地源热泵”系统是全球认可的节能、高效、环保的新兴技术,能够实现夏季制冷、冬季制热及全年提供生活热水。但是常规地源热泵系统打井的占地面积较大,尤其是在现今的城市发展中,土地的高效利用显的更加重要。其次,常规的地源热泵系统的传热模式是,制冷剂与冷媒介质换热,冷媒介质再与土壤进行换热,经过以上二次换热后势必要降低换热效率,增加制冷剂与土壤换热的热阻降低对土壤能的使用效率,增加压缩机的做功,增加地源热水泵的做功,增加地源热泵系统打井的费用及系统初投资费用。
实用新型内容
本实用新型的目的,就是为了解决上述现有技术存在的问题,而提供一种制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统,可以实现了空调系统内的制冷剂与土壤进行换热减少了冷媒介质的中间传热过程,并且克服了常规地源热泵系统打井占用土地面积大,打井数量多等不足之处,具有降低初资成本,运行高效节能,占地面积少,可持续性运行等特点。
实现上述目的的技术方案是:一种制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统,包括压缩机、四通阀、用户侧换热器、节流机构和地源侧高效换热装置,其中:
所述压缩机的出口与所述四通阀的第一端相连,所述压缩机的入口与所述四通阀的第二端相连;
所述四通阀的第三端、用户侧换热器、节流机构、地源侧高效换热装置和四通阀的第四端依次相连;
所述地源侧高效换热装置埋入土壤中;
夏季制冷的制冷剂循环时,所述压缩机排出的高温高压制冷剂依次流经所述四通阀的第一端、四通阀的第四端进入所述地源侧高效换热装置,制冷剂通过所述地源侧高效换热装置的管壁与土壤进行高效换热,将制冷剂中的热量排到土壤中,然后制冷剂依次流经所述节流机构、用户侧换热器、四通阀的第三端和四通阀的第二端回到压缩机;
冬季制热的制冷剂循环时,所述压缩机排出的低温低压制冷剂,依次流经所述四通阀的第一端、四通阀的第三端进入所述用户侧换热器,然后依次流经所述节流机构和地源侧高效换热装置,制冷剂通过所述地源侧高效换热装置的管壁与土壤进行高效换热,吸收土壤中的热量,然后经过所述四通阀的第四端和四通阀的第二端回到所述压缩机。
上述的一种制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统,其中,所述节流机构为毛细管、孔板、热力式膨胀阀、电子式膨胀阀的任一种。
本实用新型的制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统,与现有技术相比的有益效果体现在:
(1)本实用新型能够使地源热泵系统内的制冷剂与土壤进行直接换热,克服了使用冷媒介质进行换热造成的热阻的问题,使得地源热泵系统更加高效、节能,并且可持续地满足室内用户制冷供暖的需求;
(2)本实用新型是一种节能高效的地源热泵系统,能减少地源井的打井数量,降低地源热泵系统的初期投资成本费用,克服了地源热泵系统初投资较高的不足;
(3)本实用新型的地源热泵系统换热效率高,能够减少地源井的数量,少占用打井面积,克服了常规地源热泵系统中打井面积不足的缺点。
附图说明
图1是本实用新型的制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本实用新型的技术方案,下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
请参阅图1,本实用新型的实施例,一种制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统,包括压缩机1、四通阀2、用户侧换热器3、节流机构4和地源侧高效换热装置5。压缩机1的出口与四通阀2的第一端a相连,压缩机2的入口与四通阀2的第二端c相连;四通阀2的第三端d、用户侧换热器3、节流机构4、地源侧高效换热装置5和四通阀2的第四端b依次相连;地源侧高效换热装置5埋入土壤中。节流机构4为毛细管、孔板、热力式膨胀阀、电子式膨胀阀的任一种。
本实用新型的制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统,工作原理为:
夏季制冷的制冷剂循环时,压缩机1排出的高温高压制冷剂依次流经四通阀2的第一端a、四通阀2的第四端b直接进入地源侧高效换热装置5,制冷剂通过地源侧高效换热装置5的管壁与土壤进行高效换热,将制冷剂中的热量排到土壤中,然后制冷剂依次流经节流机构4、用户侧换热器3、四通阀2的第三端d和四通阀2的第二端c回到压缩机1,这样完成夏季制冷时制冷剂的循环,在夏季时高温高压制冷剂直接进入地源侧高效换热装置5,能够使地源热泵系统内的高温高压制冷剂与土壤进行直接换热,克服了使用冷媒介质进行换热造成的热阻的问题,使得地源热泵系统更加高效、节能;
冬季制热的制冷剂循环时,压缩机1排出的低温低压制冷剂,依次流经四通阀2的第一端a、四通阀2的第三端d进入用户侧换热器3,然后依次流经节流机构4和地源侧高效换热装置5,制冷剂通过地源侧高效换热装置5的管壁与土壤进行高效换热,吸收土壤中的热量,然后经过四通阀2的第四端b和四通阀2的第二端c回到压缩机1,这样完成冬季制热时时制冷剂的循环,能够使地源热泵系统内的低温低压制冷剂与土壤进行直接换热,克服了使用冷媒介质进行换热造成的热阻的问题,使得地源热泵系统更加高效、节能。
综上所述,本实用新型的制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统,能够使地源热泵系统内的制冷剂与土壤进行直接换热,克服了使用冷媒介质进行换热造成的热阻的问题,使得地源热泵系统更加高效、节能,并且可持续地满足室内用户制冷供暖的需求;本实用新型是一种节能高效的地源热泵系统,能减少地源井的打井数量,降低地源热泵系统的初期投资成本费用,克服了地源热泵系统初投资较高的不足;本实用新型的地源热泵系统换热效率高,能够减少地源井的数量,少占用打井面积,克服了常规地源热泵系统中打井面积不足的缺点。
以上实施例仅供说明本实用新型之用,而非对本实用新型的限制,有关技术领域的技术人员,在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下,还可以做出各种变换或变型,因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴,应由各权利要求所限定。

Claims (2)

1.一种制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统,其特征在于,包括压缩机、四通阀、用户侧换热器、节流机构和地源侧高效换热装置,其中:
所述压缩机的出口与所述四通阀的第一端相连,所述压缩机的入口与所述四通阀的第二端相连;
所述四通阀的第三端、用户侧换热器、节流机构、地源侧高效换热装置和四通阀的第四端依次相连;
所述地源侧高效换热装置埋入土壤中;
夏季制冷的制冷剂循环时,所述压缩机排出的高温高压制冷剂依次流经所述四通阀的第一端、四通阀的第四端进入所述地源侧高效换热装置,制冷剂通过所述地源侧高效换热装置的管壁与土壤进行高效换热,将制冷剂中的热量排到土壤中,然后制冷剂依次流经所述节流机构、用户侧换热器、四通阀的第三端和四通阀的第二端回到压缩机;
冬季制热的制冷剂循环时,所述压缩机排出的低温低压制冷剂,依次流经所述四通阀的第一端、四通阀的第三端进入所述用户侧换热器,然后依次流经所述节流机构和地源侧高效换热装置,制冷剂通过所述地源侧高效换热装置的管壁与土壤进行高效换热,吸收土壤中的热量,然后经过所述四通阀的第四端和四通阀的第二端回到所述压缩机。
2.根据权利要求1所述的一种制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统,其特征在于,所述节流机构为毛细管、孔板、热力式膨胀阀、电子式膨胀阀的任一种。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105135576A (zh) * 2015-09-24 2015-12-09 宝莲华新能源技术(上海)有限公司 一种制冷剂与土壤直接换热的地源热泵系统
CN110940010A (zh) * 2019-10-31 2020-03-31 珠海格力电器股份有限公司 一种双换热源空调换热系统及空调
WO2020143468A1 (zh) * 2019-01-09 2020-07-16 石家庄铁道大学 一种寒区路基传热量调节装置及其控制方法

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