CN207674765U - 潜流带水源热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种潜流带水源热泵系统，包括热泵机组、抽水及回灌系统和用户末端设备，所述热泵机组包括压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀，所述抽水及回灌系统包括抽水井、抽水管路、回灌管路和回灌井，所述抽水井、所述抽水管路、所述蒸发器、所述回灌管路、所述回灌井依次连通形成用于水循环流通的回路，所述回灌井和所述抽水井均设置在所述潜流带内，所述回灌井与所述抽水井配套设置，每口所述抽水井配套设置有两口或者三口所述回灌井，所述抽水井设置在河水流向的下游，所述回灌井设置在河水流向的上游。本系统可以保证回灌效果，很好的解决了现有技术中存在的问题，具有投资小，施工周期短，COP值高的优点。

Description

潜流带水源热泵系统

技术领域

本实用新型涉及清洁能源设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种潜流带水源热泵系统。

背景技术

水源热泵技术经过十几年的推广应用，技术日渐成熟、完善，但其发展应用也逐渐受到各地水资源利用政策和外部地质条件的约束而受到限制，而在使用地表水作为水源时，会受到大气温度的影响，当冬季天气寒冷时，会降低机组工作效率和提取的热量，同时需要消耗掉更多的电能。

而使用潜流带水源时，可以很好的解决以上问题，潜流带是指河流河床内水分饱和的沉积物层，是河水与地下水相互作用的区域，也是河床中能与河流存在物质和能量交换的区域。潜流带是地下水与地表水的混合区域，是地表水与地下水之间多孔介质的转换带，是地表水和地下水发生交换的动力学带。

中国申请号为201620586938.0的专利公开一种潜流水水源热泵，属于清洁能源设备技术领域，所述潜流水水源热泵包括连接于渗滤取水装置和用户工作机的第一进水管道、第二进水管道、第一出水管道和第二出水管道，渗滤取水装置设于江河水底；第一进水管道与第二进水管道之间并联有第一管道和第二管道，第一管道设有第一阀门、第二阀门和连接于蒸发器的第三管道，第二管道设有第三阀门、第四阀门和连接于冷凝器的第四管道；第一出水管道与第二出水管道之间并联有第五管道和第六管道，第五管道设有第五阀门、第六阀门和连接于蒸发器的第七管道，第六管道设有第七阀门、第八阀门和连接于冷凝器的第八管道。该实用新型公开的潜流水水源热泵使用潜流水作为水源，运行效率高，且退水方便可靠。但是上述专利使用潜流带水源时，直接将回水排入江河中，长期抽取潜流带的地下水而得不到补充，必然会影响潜流带地下水水源的水位，进而影响潜流带生态平衡。

鉴于现有技术存在的上述缺点，本专利推出一种潜流带水源热泵系统，可有效的克服上述缺点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种潜流带水源热泵系统，用以解决现有潜流带水源热泵中存在的问题，尽可能的减少对潜流带生态平衡的影响，具有投资小，施工周期短，COP值高的优点。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种潜流带水源热泵系统，包括热泵机组、抽水及回灌系统和用户末端设备，其中，所述热泵机组包括压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀，所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀、所述蒸发器、所述压缩机依次连通形成用于制冷剂循环流通的一个回路，在所述冷凝器中制冷剂气体将热量传递给介质，经加热的介质流入所述用户末端设备；所述抽水及回灌系统包括抽水井、抽水管路、回灌管路和回灌井，所述抽水井通过所述抽水管路与所述蒸发器的输入端连接，在所述抽水管路上设置有水泵，所述水泵将所述抽水井中的水泵至所述蒸发器，所述回灌井通过所述回灌管路与所述蒸发器的输出端连接，所述抽水井、所述抽水管路、所述蒸发器、所述回灌管路、所述回灌井依次连通形成用于水循环流通的回路；所述回灌井和所述抽水井均设置在所述潜流带内，所述回灌井与所述抽水井配套设置，每口所述抽水井配套设置有两口或者三口所述回灌井，所述抽水井设置在河水流向的下游，所述回灌井设置在河水流向的上游。

进一步地，在上述潜流带水源热泵系统中，所述抽水井与相邻的所述回灌井之间的距离为30至50米。

进一步地，在上述潜流带水源热泵系统中，两口所述回灌井之间的距离为30至50米。

进一步地，在上述潜流带水源热泵系统中，所述抽水井的井口处砌筑井台，所述井台的井台口高出历史最高洪水位1米以上。

进一步地，在上述潜流带水源热泵系统中，所述压缩机为螺杆压缩机，在所述压缩机与所述冷凝器之间设置有用于润滑油油液分离的油分离器，在所述油分离器的顶部开设有分离出口、在所述油分离器的中部开设有分离进口、在所述油分离器的底部开设有油液出口，所述压缩机与所述分离进口对接，所述冷凝器与所述分离出口对接，所述油液出口与所述压缩机的供油系统对接。

进一步地，在上述潜流带水源热泵系统中，在所述压缩机与所述油分离器之间设置有关断阀，所述压缩机通过所述关断阀与所述分离进口对接。

进一步地，在上述潜流带水源热泵系统中，所述冷凝器为壳管式冷凝器，所述膨胀阀为电子膨胀阀，在所述冷凝器与所述膨胀阀之间设置有干燥过滤器，在所述冷凝器与所述膨胀阀之间设置的制冷剂流通管路上设置有视液镜，在所述冷凝器与所述膨胀阀之间还设置有供液阀以及电磁阀。

进一步地，在上述潜流带水源热泵系统中，还包括有高低压控制器，所述高低压控制器包括有高压检测支路以及低压检测支路，所述高压检测支路安装于所述压缩机与所述油分离器之间，所述低压检测支路安装于所述蒸发器与所述压缩机之间。

进一步地，在上述潜流带水源热泵系统中，所述抽水管路上设置有第一球阀，在所述回灌管路上设置有第二球阀。

进一步地，在上述潜流带水源热泵系统中，还包括电气控制箱，所述电气控制箱与本实用新型中的电气设备实现电信号连接。

本实用新型提供一种潜流带水源热泵系统，本系统由抽水及回灌系统、热泵机组组成，抽水及回灌系统的回灌井和抽水井均设置在潜流带内，回灌井与抽水井配套设置，每口抽水井配套设置有两口或者三口回灌井，抽水井设置在河水流向的下游，回灌井设置在河水流向的上游，如此配置可以保证回灌效果，很好的解决了现有技术中存在的问题，具有投资小，施工周期短，COP(coefficient of performance的首字母缩写，中文叫做性能系数)值高的优点。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：

图1为潜流带与河流的河床相对位置的示意图。

图2为本实用新型一实施例中潜流带水源热泵系统的结构示意图(图1中F-F处的截面示意图)。

附图标记说明：1河床；2河漫滩；3谷坡；4谷肩；h枯水位；H洪水位；

5抽水及回灌系统；51抽水井；52井台；53抽水管路；54回灌管路；55回灌井；56水泵；57第一球阀；58第二球阀；

6热泵机组；61压缩机；62冷凝器；63高低压控制器；64高压检测支路；65低压检测支路；66关断阀；67膨胀阀；68油分离器；69电磁阀；70角阀；71供液阀；72视液镜；73电磁阀；74干燥过滤器；75电气控制箱；76蒸发器；

8用户末端设备。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可在本实用新型中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。

在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。附图和描述中的相似或类似标记的已经用于指代本实用新型的相似或类似的部分。如本文所用的那样，用语“第一”、“第二”、“第三”以及“第四”可互换地使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示单独构件的位置或重要性。此外，用语“上游”和“下游”指的是构件在流体通路中的相对位置。例如，如果流体从构件A流向构件B，则构件A在构件B的上游。相反，如果构件B接收来自构件A的流体流，则构件B在构件A的下游。

如图1所示，河流流过的位置为河床1，河床1的两侧向外延伸均依次为：河漫滩2、谷坡3和谷肩4，即河床1的两侧均为河漫滩2，河漫滩2的下面为潜流带，河漫滩2的外面为谷坡3，谷坡3的外面为谷肩4。

请参考图2，图2为本实用新型一实施例中潜流带水源热泵系统的结构示意图，该潜流带水源热泵系统中的抽水井51和回灌井55设置在河漫滩2下面的潜流带内。

在本实用新型的一个实施方式中，潜流带水源热泵系统，包括抽水及回灌系统5、热泵机组6和用户末端设备8，其中，热泵机组6包括压缩机61、蒸发器76、冷凝器62和膨胀阀67，压缩机61、冷凝器62、膨胀阀67、蒸发器76、压缩机61依次连通形成用于制冷剂循环流通的一个回路，在冷凝器62中制冷剂气体将热量传递给介质，经加热的介质流入用户末端设备8。

抽水及回灌系统5包括抽水井51、抽水管路53、回灌管路54、回灌井55，抽水井51通过抽水管路53与蒸发器76的输入端连接，在抽水管路53上设置有水泵56，回灌井55通过回灌管路54与蒸发器76的输出端连接，抽水井51、抽水管路53、蒸发器76、回灌管路54、回灌井55依次连通形成用于水循环流通的回路。

回灌井55和抽水井51均设置在潜流带内，回灌井55与抽水井51配套设置，每口抽水井51配套设置有两口或者三口回灌井55，抽水井51设置在河水流向的下游，回灌井55设置在河水流向的上游，抽水井51与相邻的回灌井55之间的距离为30至50米，两口所述回灌井55之间的距离为30至50米，如此设计可以充分保证回灌效果，充分利用潜流带水资源，且不影响潜流带地下水的水位，从而减少对潜流带生态平衡的影响。

进一步地，抽水井51的井口处砌筑井台52，井台52的井台口高出历史最高洪水位H1米以上，冻土层及以上部位的抽水管路53和回灌管路54均设置有水管保暖材料，井台52及水管保暖材料的设置用以防止抽水水管被冻裂。

进一步地，压缩机61为螺杆压缩机；在压缩机61与冷凝器62之间设置有用于润滑油油液分离的油分离器68，在油分离器68的顶部开设有分离出口、在油分离器68的中部开设有分离进口、在油分离器68的底部开设有油液出口，压缩机61与分离进口对接，冷凝器62与分离出口对接，油液出口与压缩机61的供油系统对接，油液出口与压缩机61的供油系统对接供螺杆压缩机运行时润滑使用。

具体地，在油分离器68的底部开设有油液出口，在油液出口上安装有角阀70和电磁阀69，通过角阀70好电磁阀69连接有润滑油回流管路，通过润滑油回流管路实现与压缩机61的供油系统的对接。润滑油回流管路上可设置油过滤器对润滑油进行过滤，保证经油分离器68分离的润滑油符合压缩机61的使用标准。

油分离器68的作用是将压缩机61排出的高压蒸气中的润滑油进行分离，以保证装置安全高效地运行。根据降低气流速度和改变气流方向的分油原理，使高压蒸气中的油粒在重力作用下得以分离。

进一步地，为了提高热泵系统运行的安全性，在压缩机61与油分离器68之间设置有关断阀66，压缩机61通过关断阀66与分离进口对接。关断阀66可以实现两个不同液压回路之间的连通和切断。

还包括有高低压控制器63，高低压控制器63包括有高压检测支路64以及低压检测支路65，高压检测支路64安装于压缩机61与油分离器68之间，低压检测支路65安装于蒸发器76的输出端与压缩机61之间。在高压检测支路64上设置有高压表，用于对压缩机61与油分离器68之间管路内部的流体压强进行检测。在低压检测支路65上设置有低压表，用于对蒸发器76与压缩机61之间管路内部的流体压强进行检测。本实用新型通过设置高低压控制器63，能够对热泵系统的多种运行参数进行实时监测，其不仅能够提高系统运行的稳定性，同时还能够为自动化控制提供控制依据。

进一步地，冷凝器62为壳管式冷凝器；冷凝器62输出端与蒸发器76连接，冷凝器62与蒸发器76之间设置有膨胀阀67，膨胀阀67为电子膨胀阀，在冷凝器62与膨胀阀67之间设置有干燥过滤器74，在冷凝器62与膨胀阀67之间设置的制冷剂流通管路上设置有视液镜72，在冷凝器62与膨胀阀67之间还设置有供液阀71以及电磁阀73，通过设置多个不同类型的阀门组件，能够使得本实用新型具有多种流体控制方式。

进一步地，抽水管路53上设置有第一球阀57，在回灌管路54上设置有第二球阀58，第一球阀57和第二球阀58的设置能够彻底截断水的循环回路，提高了本实用新型的可控性。

进一步地，本实用新型还设置了电气控制箱75，电气控制箱75与本实用新型中的电气设备实现电信号连接，这样能够通过电气控制箱75对本实用新型进行自动控制。本实用新型在冷凝器62与膨胀阀67之间设置的制冷剂流通管路上设置有视液镜72，通过视液镜72可对制冷剂的运行状态进行观察。

需要说明的是：本实用新型中管路与设备、管路与管路之间可以通过螺纹连接、焊接、法兰连接或者承插连接等方式实现对接。

在本实用新型的一个实施方式中，压缩机61为螺杆压缩机。螺杆压缩机的供暖量在100～1200kW之间，可用于大中型空调﹑供暖设备中。螺杆压缩机为半封闭式压缩机，其结构紧凑，工作性能高，供暖能力大并可进行无级调节。

本实用新型公开了一种潜流带水源热泵系统，冬季水作为热源吸收蒸发冷量，水泵56通过抽水管路53在抽水井51中抽取水进入蒸发器76，在蒸发器76中完成热量交换，然后经过回灌管路54进入到回灌井55中；制冷剂液体在蒸发器76中吸热相变蒸发，气化后的制冷剂气体再进入压缩机61，压缩机61将高温高压的制冷剂气体经排气关断阀66送入油分离器68，油分离器68将制冷剂所携带的润滑油留在油分离器68底部，制冷剂气体从油分离器68顶部出来进入水冷式冷凝器62，制冷剂气体在冷凝器62与用户末端设备中的水进行热量交换后，降温凝结成制冷剂低温高压的液体，再经干燥过滤器74进入电子膨胀阀67节流降压进入蒸发器76实现下一循环。

夏季水泵56通过抽水管路53在抽水井51中抽取的水能够为热泵机组的冷凝器62降温，带走冷凝热，达到制冷效果。

从以上的描述中，可以看出，本实用新型上述的实施例实现了如下技术效果：

本系统由热泵机组和抽水及回灌系统组成，抽水及回灌系统的回灌井和抽水井均设置在潜流带内，回灌井与抽水井配套设置，每口抽水井配套设置有两口或者三口回灌井，抽水井设置在河水流向的下游，回灌井设置在河水流向的上游，如此配置可以保证回灌效果，很好的解决了现有技术中存在的问题，具有投资小，施工周期短，COP值高的优点，在充分利用潜流带水资源的情况下，而不影响潜流带地下水的水位，从而减少对潜流带生态平衡的影响。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种潜流带水源热泵系统，其特征在于，包括热泵机组、抽水及回灌系统和用户末端设备，其中，

所述热泵机组包括压缩机、蒸发器、冷凝器和膨胀阀，所述压缩机、所述冷凝器、所述膨胀阀、所述蒸发器、所述压缩机依次连通形成用于制冷剂循环流通的一个回路，在所述冷凝器中制冷剂气体将热量传递给介质，经加热的介质流入所述用户末端设备；

所述抽水及回灌系统包括抽水井、抽水管路、回灌管路和回灌井，所述抽水井通过所述抽水管路与所述蒸发器的输入端连接，在所述抽水管路上设置有水泵，所述水泵将所述抽水井中的水泵至所述蒸发器，所述回灌井通过所述回灌管路与所述蒸发器的输出端连接，所述抽水井、所述抽水管路、所述蒸发器、所述回灌管路、所述回灌井依次连通形成用于水循环流通的回路；

所述回灌井和所述抽水井均设置在所述潜流带内，所述回灌井与所述抽水井配套设置，每口所述抽水井配套设置有两口或者三口所述回灌井，所述抽水井设置在河水流向的下游，所述回灌井设置在河水流向的上游。

2.根据权利要求1所述的潜流带水源热泵系统，其特征在于，所述抽水井与相邻的所述回灌井之间的距离为30至50米。

3.根据权利要求1所述的潜流带水源热泵系统，其特征在于，两口所述回灌井之间的距离为30至50米。

4.根据权利要求1所述的潜流带水源热泵系统，其特征在于，所述抽水井的井口处砌筑井台，所述井台的井台口高出历史最高洪水位1米以上。

5.根据权利要求1所述的潜流带水源热泵系统，其特征在于，

所述压缩机为螺杆压缩机；

在所述压缩机与所述冷凝器之间设置有用于润滑油油液分离的油分离器，在所述油分离器的顶部开设有分离出口、在所述油分离器的中部开设有分离进口、在所述油分离器的底部开设有油液出口，所述压缩机与所述分离进口对接，所述冷凝器与所述分离出口对接，所述油液出口与所述压缩机的供油系统对接。

6.根据权利要求5所述的潜流带水源热泵系统，其特征在于，

在所述压缩机与所述油分离器之间设置有关断阀，所述压缩机通过所述关断阀与所述分离进口对接。

7.根据权利要求1所述的潜流带水源热泵系统，其特征在于，

所述冷凝器为壳管式冷凝器；

所述膨胀阀为电子膨胀阀；

在所述冷凝器与所述膨胀阀之间设置有干燥过滤器；

在所述冷凝器与所述膨胀阀之间设置的制冷剂流通管路上设置有视液镜；

在所述冷凝器与所述膨胀阀之间还设置有供液阀以及电磁阀。

8.根据权利要求5所述的潜流带水源热泵系统，其特征在于，

还包括有高低压控制器，所述高低压控制器包括有高压检测支路以及低压检测支路，所述高压检测支路安装于所述压缩机与所述油分离器之间，所述低压检测支路安装于所述蒸发器与所述压缩机之间。

9.根据权利要求1所述的潜流带水源热泵系统，其特征在于，

所述抽水管路上设置有第一球阀，在所述回灌管路上设置有第二球阀。

10.根据权利要求1所述的潜流带水源热泵系统，其特征在于，

还包括电气控制箱，所述电气控制箱与电气设备实现电信号连接。