CN207214521U

CN207214521U - 多功能复合能源整体系统

Info

Publication number: CN207214521U
Application number: CN201721243117.8U
Authority: CN
Inventors: 郭其峰; 王淋
Original assignee: ZHENGZHOU UNIVERSITY MULTI-FUNCTIONAL DESIGN AND RESEARCH ACADEMY Co Ltd
Current assignee: ZHENGZHOU UNIVERSITY MULTI-FUNCTIONAL DESIGN AND RESEARCH ACADEMY Co Ltd
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2017-09-26
Publication date: 2018-04-10
Anticipated expiration: 2027-09-26

Abstract

本实用新型公开了一种多功能复合能源整体系统，其特征在于：包括能源站组件和热源组件，所述能源站组件包括螺杆式水源热泵机组、离心式水源热泵机组、离心式地源热泵机组和离心式单冷机组；所述热源组件包括水井热源、空调热源、冷却水热源和地埋管热源,本实用新型具有四种供冷热方式，且互为备用，在充分降低运行费用的前提下，保证安全可靠，不管哪种能源方式故障维修，都能保证满足建筑物的冷热需求。

Description

多功能复合能源整体系统

技术领域

本实用新型属于建筑供冷暖系统技术领域，具体涉及一种多功能互补复合能源整体系统。

背景技术

目前，建筑物一般都是高层设置，建筑层高且人流量也大，新风量的需求变化也很大，所以尖峰冷热负荷很大，仅目前常规使用的供冷热系统运行成本高且难以承载，且供冷热系统存在以下问题：（1）、集中供热，全部按用户的建筑面积和每季度计算收费，用户没有选择调节权，供热运营费用高。（2）、如果全部采用地源热泵，施工场地要求较大，初投资太高，而且容易形成冷热堆积，降低综合能效，而且目前经常使用的土壤源是在地下埋设热交换器，通过热交换器与土壤进行热交换实现制冷热。但是热交换器的埋设使用水平布置，虽然前期投资便宜，但是换热性能比较差，而且还受到可利用土地面积的限制。此外，即使有使用垂直埋管的，埋管一般使用套管型和单管型，套管型的内、外管中流体热交换时存在热损失。单管型的使用范围受水文地质条件的限制。并且，多个热交换器之间连通方式也是采用串联连通，串联系统管径较大，管道费用较高，并且长度压降特性限制了系统能力。（3）、如果全部采用水源热泵，地质条件主要为细沙层，井水回灌压力太大，而且目前经常使用的水源热源是出水井和回水井单独设置，并且出水井仅能做出水井，回水井仅能做回水井，两者之间是单回路连接，长期使用水井容易脏堵和水位下降，使得制冷热效果大大降低，无法满足建筑物的需求。（4）、冬夏季冷热负荷相差很大，导致投资和运营费用都很高。（5）、供热方式单一，发生故障就无法正常使用，无法保证满足建筑物的冷热需求等。

实用新型内容

本实用新型要解决的是现有供冷热系统投资和运营费用高，供热方式单一无法保证建筑物冷热需求等技术问题，从而提供一种多功能互补复合能源整体系统。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种多功能复合能源整体系统，包括能源站组件和热源组件，所述能源站组件包括螺杆式水源热泵机组、离心式水源热泵机组、离心式地源热泵机组和离心式单冷机组；所述热源组件包括水井热源、空调热源、冷却水热源和地埋管热源；所述水井热源包括深水井热源和浅水井热源；深水井热源和浅水井热源分别与螺杆式水源热泵机组连通，空调热源与螺杆式水源热泵机组连通，且空调热源在螺杆式水源热泵机组内与深水井热源或浅水井热源进行热交换；离心式水源热泵机组分别与浅水井热源和空调热源连通，浅水井热源和空调热源在离心式水源热泵机组内进行热交换；离心式地源热泵机组分别与地埋管热源和空调热源连通，地埋管热源和空调热源在离心式地源热泵机组内进行热交换；离心式单冷机组分别与冷却水热源和空调热源连通，冷却水热源和空调热源在离心式单冷机组内进行热交换。

作为本实用新型的优选方案，所述深水井热源包括深井供水井和深井回水井；所述浅水井热源包括浅井供水井和浅井回水井；深井供水井经第一供水管与第二供水管连通，浅井供水井经第三供水管与第二供水管连通；且在第一供水管与第三供水管之间的第二供水管上设置有第一电磁阀；在第三供水管上设置有第二电磁阀；第二供水管的输出端分为两路，一路经第一管道Ⅰ与空调热源的供水管道连通，且在第一管道Ⅰ上安装有第三电磁阀和第四电磁阀；螺杆式水源热泵机组的第一进水口Ⅰ经管道Ⅰ与第一管道Ⅰ上连通，且管道Ⅰ位于第三电磁阀和第四电磁阀之间；另一路经第二管道Ⅰ与空调热源的供水管道连通，且在第二管道Ⅰ上设置有第五电磁阀和第六电磁阀；螺杆式水源热泵机组的第二进水口Ⅰ经管道Ⅱ与第二管道Ⅰ连通，且管道Ⅱ位于第五电磁阀和第六电磁阀；

作为本实用新型的优选方案，深井回水井经第一回水管与第二回水管连通，浅井回水井经第三回水管与第二回水管连通；且在第一回水管安装有深井回水泵和第七电磁阀，在第三回水管上安装有第八电磁阀；第二回水管的输入端分为两路，一路经第三管道Ⅰ与空调热源的回水管道连通，在空调热源的回水管道上设置有空调循环泵；在第三管道Ⅰ上设置有第九电磁阀和第十电磁阀；螺杆式水源热泵机组的第一出水口Ⅰ经管道Ⅲ与第三管道Ⅰ连通，且管道Ⅲ位于第九电磁阀和第十电磁阀之间；另一路经第四管道Ⅰ与空调热源的回水管道连通；在第四管道Ⅰ上设置有电磁阀十一和电磁阀十二；螺杆式水源热泵机组的第二出水口Ⅰ经管道Ⅳ与空调热源的回水管道连通；管道Ⅳ位于电磁阀十一和电磁阀十二之间。

作为本实用新型的优选方案，水井热源的水井均为出回两用水井，在出回两用水井内安装有潜水泵和进出水管，进出水管的下端与潜水泵连通，进出水管上安装有井水分流器，进出水管的上端分别与第一通道管和第二通道管连通；第一通道管上设置有第一电磁阀且与螺杆式水源热泵机组的输入口或离心式水源热泵机组的输入口连通，第二通道管上设置有第二电磁阀且与螺杆式水源热泵机组的输出口或离心式水源热泵机组的输出口连通。

作为本实用新型的优选方案，所述冷却水热源包括冷却水供水、冷却水回水和冷却水循环泵，冷却水供水与离心式单冷机组的第一进水口Ⅳ连通，冷却水回水经冷却水循环泵与离心式单冷机组的第一出水口Ⅳ连通；离心式单冷机组的第二进水口Ⅳ与空调热源的供水管道连通，离心式单冷机组的第二出水口Ⅳ与空调热源的回水管连通。

作为本实用新型的优选方案，所述地埋管热源包括主供水管道、主回水管道和地下换热器组件，所述地下换热器组件包括若干间隔设置的垂直竖井，在垂直竖井内安装有换热管，所述换热管包括分流管、并联设置的U型管和集流管，分流管的输入端与主供水管道的一端连通，主供水管道的另一端与离心式地源热泵机组的输出端连通，分流管的输出端与U型管的输入端连通；U型管的输出端与集流管的输入端连通；相邻垂直竖井内的分流管并联设置且分流管的输入端分别与主供水管道连通；相邻垂直竖井内的集流管的输出端依次连通后通过回流管与主回水管道连通，主回水管道与离心式地源热泵机组的输入端连通。

本实用新型的有益效果是：具有四种供冷热方式，且互为备用，在充分降低运行费用的前提下，保证安全可靠，不管哪种能源方式故障维修，都能保证满足建筑物的冷热需求。且螺杆式能源组件、离心式水源组和离心式地源组件的换热热源之间的管路可互换，且管路连接方式相同。根据电磁阀的管壁可选择适宜的管路，防止一个管路损坏，就无法给建筑物供冷热。而且，水井热源通过在进出水管外连接两路通道，使水井即可充当出水井也可充当回水井，避免一个水井仅充当出水井或回水井造成水位下降或者脏堵现象的发生，而且，在出回水井内设置井水分流器后，每次停泵，由于泵中水流瞬间下降，速度快，对进出水管产生冲刷作用，使管内无法形成钙结物、氧化物及菌类，故装上分流器后不用定期洗井，不但保证了水量，也大大提高了进出水井的使用寿命。地埋管热源采用垂直竖井埋设换热管的方式，充分利用土壤的热能，提高换热性能。而且，换热管采用并联设置的Ｕ型管，进一步增大与土壤的接触面积，提高换热性能。换热管之间的流通采用并联同程的方式，使得每个换热管内的水流量基本上相同，换热量相同，不会出现前端暖气不热或不够热的现象，而且，并联同程方式下的换热管的压降特性有利于提高系统能力。换热管采用价格便宜且使用寿命长的聚乙烯管，既降低了前期成本，又降低了后期维护费用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型螺杆式水源热泵机组和离心式单冷机组与热源的管路图。

图2为本实用新型水井热源的结构示意图。

图3为本实用新型地埋管热源的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1-3所示，一种多功能复合能源整体系统，包括能源站组件和热源组件，所述能源站组件包括螺杆式水源热泵机组、离心式水源热泵机组、离心式地源热泵机组和离心式单冷机组；所述热源组件包括水井热源、空调热源、冷却水热源和地埋管热源；所述水井热源包括深水井热源和浅水井热源；所述深水井热源包括深井供水井2-1和深井回水井2-2；所述浅水井热源包括浅井供水井3-1和浅井回水井3-2。深水井热源和浅水井热源分别与螺杆式水源热泵机组连通，空调热源与螺杆式水源热泵机组连通，且空调热源在螺杆式水源热泵机组内与深水井热源或浅水井热源进行热交换。

具体管路为：深井供水井2-1经第一供水管5与第二供水管6连通，浅井供水井3-1经第三供水管7与第二供水管6连通；且在第一供水管5与第三供水管7之间的第二供水管6上设置有第一电磁阀8；在第三供水管7上设置有第二电磁阀9；第二供水管6的输出端分为两路，一路经第一管道Ⅰ10与空调热源4的供水管道连通，且在第一管道Ⅰ10上安装有第三电磁阀11和第四电磁阀12；螺杆式水源热泵机组1的第一进水口Ⅰ1-1经管道Ⅰ与第一管道Ⅰ10上连通，且管道Ⅰ位于第三电磁阀11和第四电磁阀12之间；另一路经第二管道Ⅰ13与空调热源4的供水管道连通，且在第二管道Ⅰ13上设置有第五电磁阀14和第六电磁阀15；螺杆式水源热泵机组1的第二进水口Ⅰ1-2经管道Ⅱ与第二管道Ⅰ13连通，且管道Ⅱ位于第五电磁阀14和第六电磁阀15；

深井回水井2-2经第一回水管16与第二回水管17连通，浅井回水井3-2经第三回水管18与第二回水管17连通；且在第一回水管16安装有深井回水泵19和第七电磁阀20，在第三回水管18上安装有第八电磁阀21；第二回水管17的输入端分为两路，一路经第三管道Ⅰ22与空调热源4的回水管道连通，在空调热源4的回水管道上设置有空调循环泵23；在第三管道Ⅰ22上设置有第九电磁阀24和第十电磁阀25；螺杆式水源热泵机组1的第一出水口Ⅰ1-3经管道Ⅲ与第三管道Ⅰ22连通，且管道Ⅲ位于第九电磁阀24和第十电磁阀25之间；另一路经第四管道Ⅰ26与空调热源4的回水管道连通；在第四管道Ⅰ26上设置有电磁阀十一27和电磁阀十二28；螺杆式水源热泵机组1的第二出水口Ⅰ1-4经管道Ⅳ与空调热源4的回水管道连通；管道Ⅳ位于电磁阀十一27和电磁阀十二28之间。

离心式水源热泵机组分别与浅水井热源和空调热源连通，浅水井热源和空调热源在离心式水源热泵机组内进行热交换。管路连接方式与浅水井热源与螺杆式水源热泵机组的连接方式相同。

而且，水井热源的水井均为出回两用水井，在出回两用水井内安装有潜水泵29和进出水管30，进出水管30的下端与潜水泵29连通，进出水管30上安装有井水分流器31，进出水管30的上端分别与第一通道管32和第二通道管33连通；第一通道管32上设置有第一电磁阀34且与螺杆式水源热泵机组的输入口或离心式水源热泵机组的输入口连通，第二通道管33上设置有第二电磁阀34且与螺杆式水源热泵机组的输出口或离心式水源热泵机组的输出口连通。

离心式地源热泵机组分别与地埋管热源和空调热源连通，地埋管热源和空调热源在离心式地源热泵机组内进行热交换。管路连接方式与浅水井热源与螺杆式水源热泵机组的连接方式相同。

且，所述地埋管热源包括主供水管道35、主回水管道36和地下换热器组件，所述地下换热器组件包括若干间隔设置的垂直竖井37，在垂直竖井37内安装有换热管，所述换热管包括分流管38、并联设置的U型管39和集流管40，分流管38的输入端与主供水管道35的一端连通，主供水管道35的另一端与离心式地源热泵机组的输出端连通，分流管38的输出端与U型管39的输入端连通；U型管39的输出端与集流管40的输入端连通；相邻垂直竖井37内的分流管38并联设置且分流管38的输入端分别与主供水管道35连通；相邻垂直竖井37内的集流管40的输出端依次连通后通过回流管41与主回水管道36连通，主回水管道36与离心式地源热泵机组的输入端连通。

离心式单冷机组分别与冷却水热源和空调热源连通，冷却水热源和空调热源在离心式单冷机组内进行热交换。所述冷却水热源包括冷却水供水65-1、冷却水回水65-2和冷却水循环泵65-3。

具体连接管路为：冷却水供水65-1与离心式单冷机组64的第一进水口Ⅳ64-1连通，冷却水回水65-2经冷却水循环泵65-3与离心式单冷机组64的第一出水口Ⅳ64-2连通；离心式单冷机组64的第二进水口Ⅳ64-3与空调热源4的供水管道连通，离心式单冷机组64的第二出水口Ⅳ64-4与空调热源4的回水管连通。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种多功能复合能源整体系统，其特征在于：包括能源站组件和热源组件，所述能源站组件包括螺杆式水源热泵机组、离心式水源热泵机组、离心式地源热泵机组和离心式单冷机组；所述热源组件包括水井热源、空调热源、冷却水热源和地埋管热源；所述水井热源包括深水井热源和浅水井热源；深水井热源和浅水井热源分别与螺杆式水源热泵机组连通，空调热源与螺杆式水源热泵机组连通，且空调热源在螺杆式水源热泵机组内与深水井热源或浅水井热源进行热交换；离心式水源热泵机组分别与浅水井热源和空调热源连通，浅水井热源和空调热源在离心式水源热泵机组内进行热交换；离心式地源热泵机组分别与地埋管热源和空调热源连通，地埋管热源和空调热源在离心式地源热泵机组内进行热交换；离心式单冷机组分别与冷却水热源和空调热源连通，冷却水热源和空调热源在离心式单冷机组内进行热交换。

2.根据权利要求1所述的多功能复合能源整体系统，其特征在于：所述深水井热源包括深井供水井（2-1）和深井回水井（2-2）；所述浅水井热源包括浅井供水井（3-1）和浅井回水井（3-2）；深井供水井（2-1）经第一供水管（5）与第二供水管（6）连通，浅井供水井（3-1）经第三供水管（7）与第二供水管（6）连通；且在第一供水管（5）与第三供水管（7）之间的第二供水管（6）上设置有第一电磁阀（8）；在第三供水管（7）上设置有第二电磁阀（9）；第二供水管（6）的输出端分为两路，一路经第一管道Ⅰ（10）与空调热源（4）的供水管道连通，且在第一管道Ⅰ（10）上安装有第三电磁阀（11）和第四电磁阀（12）；螺杆式水源热泵机组（1）的第一进水口Ⅰ（1-1）经管道Ⅰ与第一管道Ⅰ（10）上连通，且管道Ⅰ位于第三电磁阀（11）和第四电磁阀（12）之间；另一路经第二管道Ⅰ（13）与空调热源（4）的供水管道连通，且在第二管道Ⅰ（13）上设置有第五电磁阀（14）和第六电磁阀（15）；螺杆式水源热泵机组（1）的第二进水口Ⅰ（1-2）经管道Ⅱ与第二管道Ⅰ（13）连通，且管道Ⅱ位于第五电磁阀（14）和第六电磁阀（15）；

深井回水井（2-2）经第一回水管（16）与第二回水管（17）连通，浅井回水井（3-2）经第三回水管（18）与第二回水管（17）连通；且在第一回水管（16）安装有深井回水泵（19）和第七电磁阀（20），在第三回水管（18）上安装有第八电磁阀（21）；第二回水管（17）的输入端分为两路，一路经第三管道Ⅰ（22）与空调热源（4）的回水管道连通，在空调热源（4）的回水管道上设置有空调循环泵（23）；在第三管道Ⅰ（22）上设置有第九电磁阀（24）和第十电磁阀（25）；螺杆式水源热泵机组（1）的第一出水口Ⅰ（1-3）经管道Ⅲ与第三管道Ⅰ（22）连通，且管道Ⅲ位于第九电磁阀（24）和第十电磁阀（25）之间；另一路经第四管道Ⅰ（26）与空调热源（4）的回水管道连通；在第四管道Ⅰ（26）上设置有电磁阀十一（27）和电磁阀十二（28）；螺杆式水源热泵机组（1）的第二出水口Ⅰ（1-4）经管道Ⅳ与空调热源（4）的回水管道连通；管道Ⅳ位于电磁阀十一（27）和电磁阀十二（28）之间。

3.根据权利要求1或2所述的多功能复合能源整体系统，其特征在于：水井热源的水井均为出回两用水井，在出回两用水井内安装有潜水泵（29）和进出水管（30），进出水管（30）的下端与潜水泵（29）连通，进出水管（30）上安装有井水分流器（31），进出水管（30）的上端分别与第一通道管（32）和第二通道管（33）连通；第一通道管（32）上设置有第一电磁阀（34）且与螺杆式水源热泵机组的输入口或离心式水源热泵机组的输入口连通，第二通道管（33）上设置有第二电磁阀（34）且与螺杆式水源热泵机组的输出口或离心式水源热泵机组的输出口连通。

4.根据权利要求1所述的多功能复合能源整体系统，其特征在于：所述冷却水热源包括冷却水供水（65-1）、冷却水回水（65-2）和冷却水循环泵（65-3），冷却水供水（65-1）与离心式单冷机组（64）的第一进水口Ⅳ（64-1）连通，冷却水回水（65-2）经冷却水循环泵（65-3）与离心式单冷机组（64）的第一出水口Ⅳ（64-2）连通；离心式单冷机组（64）的第二进水口Ⅳ（64-3）与空调热源（4）的供水管道连通，离心式单冷机组（64）的第二出水口Ⅳ（64-4）与空调热源（4）的回水管连通。

5.根据权利要求1所述的多功能复合能源整体系统，其特征在于：所述地埋管热源包括主供水管道（35）、主回水管道（36）和地下换热器组件，所述地下换热器组件包括若干间隔设置的垂直竖井（37），在垂直竖井（37）内安装有换热管，所述换热管包括分流管（38）、并联设置的U型管（39）和集流管（40），分流管（38）的输入端与主供水管道（35）的一端连通，主供水管道（35）的另一端与离心式地源热泵机组的输出端连通，分流管（38）的输出端与U型管（39）的输入端连通；U型管（39）的输出端与集流管（40）的输入端连通；相邻垂直竖井（37）内的分流管（38）并联设置且分流管（38）的输入端分别与主供水管道（35）连通；相邻垂直竖井（37）内的集流管（40）的输出端依次连通后通过回流管（41）与主回水管道（36）连通，主回水管道（36）与离心式地源热泵机组的输入端连通。