CN208443073U - 一种复合储能式沙漠源热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了地热交换技术领域的一种复合储能式沙漠源热泵系统，包括用户供水端、用户回水端、蓄冷水箱、蓄热水箱、四组热泵机组、水平埋管换热器、竖直埋管换热器和十一组循环水泵机组，白天以供热方式运行，循环换热水为低温水，与蓄热水箱相连，目的是将白天地表的热量提取并储存后用于夜间取暖；夜间以制冷方式运行，循环换热水为高温水，与蓄冷水箱相连，主要是将夜间地表冷量储存用于白天辅助竖直换热系统进行制冷，而竖直换热系统全天以制冷工况运行，白天直接进行用户端供冷，夜间与蓄冷水箱相连，用于白天辅助竖直换热系统进行供冷，该系统节能环保，符合可持续发展理念。

Description

一种复合储能式沙漠源热泵系统

技术领域

本实用新型涉及地热交换技术领域，具体为一种复合储能式沙漠源热泵系统。

背景技术

当今世界由于干旱少雨、植被破坏、大风吹蚀、流水侵蚀、土壤盐渍化等因素造成的大片土壤生产力下降或丧失的自然(非自然)现象叫做沙漠化，然而随着人口增加，沙漠种植成为新的研究课题，沙漠地区夏季白天气温较高，夜晚温度较低，昼夜温差较大，因此在白天需要供冷，而夜晚需要供热，来保证沙漠地区农业中农作物处于最适宜的生长条件。而冬季全天气温较低，需要持续供暖，但由于其供热模式的换热量较小，实际工程中需要增加其他热源来辅助供热，故亟需设计一种可用于沙漠种植的能量转换装置，基于此，本实用新型设计了一种复合储能式沙漠源热泵系统，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种复合储能式沙漠源热泵系统，以解决上述背景技术中提出的亟需设计一种可用于沙漠种植的能量转换装置的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种复合储能式沙漠源热泵系统，包括用户供水端、用户回水端、蓄冷水箱、蓄热水箱、四组热泵机组、水平埋管换热器、竖直埋管换热器和十一组循环水泵机组，所述用户供水端的进口通过阀B1与第一所述热泵机组的冷凝器出口相通，第一所述热泵机组的冷凝器进口通过并联的两组所述循环水泵机组与阀B2出口相通，所述阀B2的进口连接用户回水端的出口和阀A2的进口，所述用户供水端的进口通过阀A1与阀B3进口和第二、三所述热泵机组的蒸发器出口相通，所述阀B3通过第一蝶阀与蓄冷水箱相通，所述阀A2的出口与阀B4和三组并联所述循环水泵机组相通，所述阀B4的出口通过第一蝶阀与蓄冷水箱相通，三组并联所述循环水泵机组的出口分别与第二、三所述热泵机组的蒸发器进口相通，第二所述热泵机组的冷凝器进出口与蓄冷水箱通过第一循环泵、第一止回阀、第一压力表和第一蝶阀相通，第三所述热泵机组的冷凝器进出口通过并联两组所述循环水泵机组与竖直埋管换热器相通；

所述蓄冷水箱通过第一蝶阀与阀B5的进口相通，所述阀B5的出口与阀A3和两组并联所述循环水泵机组的进口相通，所述阀A3的出口通过第一蝶阀与蓄热水箱相通，所述蓄热水箱通过第一蝶阀与阀A4的出口相通，所述阀A4的进口与阀B8出口、阀B7出口和阀A7进口相通，所述阀B8进口通过第一蝶阀与蓄冷水箱相通，所述阀A7出口与阀B9进口和第四所述热泵机组的冷凝器出口相通，第一所述热泵机组的蒸发器进出口与蓄热水箱通过第一循环泵、第一止回阀、第一压力表和第一蝶阀相通，所述阀B9出口通过第一蝶阀与水平埋管换热器进口相通，所述阀B9出口与阀A6进口相通，所述阀A6出口与阀B7出口和第四所述热泵机组的蒸发器出口相通，第四所述热泵机组的冷凝器进口与阀A5出口和阀B10进口相通，所述阀A5进口与并联两组所述循环水泵机组的一个出口相通，并联两组所述循环水泵机组的另一个出口与阀B6进口相通，所述阀B6出口与第四所述热泵机组的蒸发器进口和阀A8进口相通，所述阀A8出口与阀B10出口之间并联两组所述循环水泵机组，并联两组所述循环水泵机组的出口与水平埋管换热器出口相通。

优选的，所述蓄冷水箱和蓄热水箱的外壁均固定有隔热板。

优选的，所述热泵机组包括冷凝器和蒸发器，所述冷凝器和蒸发器的出口通过管道依次设有阀门、压力表、温度计和第二蝶阀，所述冷凝器和蒸发器的进口通过管道依次设有阀门、温度计、压力表、动力阀、带堵头的第一斜三通和第二蝶阀。

优选的，所述水平埋管换热器和竖直埋管换热器的外管为聚乙烯管或聚丁烯管。

优选的，所述循环水泵机组包括循环水泵，所述循环水泵的进出口通过泵接头设有电接点压力表，左侧所述电接点压力表通过管道连接有止回阀，右侧所述电接点压力表通过管道连接有带堵头的第二斜三通，所述第二斜三通和止回阀均通过管道连接有第三蝶阀。

优选的，所述循环水泵的泵壳表面设有海绵套。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型分为两个子系统，水平换热系统和竖直换热系统；水平换热系统在白天和夜晚运行状态不同，白天以供热方式运行，循环换热水为低温水，与蓄热水箱相连，目的是将白天地表的热量提取并储存后用于夜间取暖；夜间以制冷方式运行，循环换热水为高温水，与蓄冷水箱相连，主要是将夜间地表冷量储存用于白天辅助竖直换热系统进行制冷，而竖直换热系统全天以制冷工况运行，白天直接进行用户端供冷，夜间与蓄冷水箱相连，用于白天辅助竖直换热系统进行供冷，该系统节能环保，符合可持续发展理念。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述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为本实用新型结构示意图；

图2为图1中热泵机组结构示意图；

图3为图1中循环水泵机组结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-用户供水端，2-用户回水端，3-蓄冷水箱，4-蓄热水箱，5-热泵机组，6-水平埋管换热器，7-竖直埋管换热器，8-循环水泵机组，50-冷凝器，51-蒸发器，80-循环水泵，81-电接点压力表，82-止回阀，83-第二斜三通，84-第三蝶阀。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种复合储能式沙漠源热泵系统，包括用户供水端1、用户回水端2、蓄冷水箱3、蓄热水箱4、四组热泵机组5、水平埋管换热器6、竖直埋管换热器7和十一组循环水泵机组8，用户供水端1的进口通过阀B1与第一热泵机组5的冷凝器出口相通，第一热泵机组5的冷凝器进口通过并联的两组循环水泵机组8与阀B2出口相通，阀B2的进口连接用户回水端2的出口和阀A2的进口，用户供水端1的进口通过阀A1与阀B3进口和第二、三热泵机组5的蒸发器出口相通，阀B3通过第一蝶阀与蓄冷水箱3相通，阀A2的出口与阀B4和三组并联循环水泵机组8相通，阀B4的出口通过第一蝶阀与蓄冷水箱3相通，三组并联循环水泵机组8的出口分别与第二、三热泵机组5的蒸发器进口相通，第二热泵机组5的冷凝器进出口与蓄冷水箱3通过第一循环泵、第一止回阀、第一压力表和第一蝶阀相通，第三热泵机组5的冷凝器进出口通过并联两组循环水泵机组8与竖直埋管换热器7相通；

蓄冷水箱3通过第一蝶阀与阀B5的进口相通，阀B5的出口与阀A3和两组并联循环水泵机组8的进口相通，阀A3的出口通过第一蝶阀与蓄热水箱4相通，蓄热水箱4通过第一蝶阀与阀A4的出口相通，阀A4的进口与阀B8出口、阀B7出口和阀A7进口相通，阀B8进口通过第一蝶阀与蓄冷水箱3相通，阀A7出口与阀B9进口和第四热泵机组5的冷凝器出口相通，第一热泵机组5的蒸发器进出口与蓄热水箱4通过第一循环泵、第一止回阀、第一压力表和第一蝶阀相通，阀B9出口通过第一蝶阀与水平埋管换热器6进口相通，阀B9出口与阀A6进口相通，阀A6出口与阀B7出口和第四热泵机组5的蒸发器出口相通，第四热泵机组5的冷凝器进口与阀A5出口和阀B10进口相通，阀A5进口与并联两组循环水泵机组8的一个出口相通，并联两组循环水泵机组8的另一个出口与阀B6进口相通，阀B6出口与第四热泵机组5的蒸发器进口和阀A8进口相通，阀A8出口与阀B10出口之间并联两组循环水泵机组8，并联两组循环水泵机组8的出口与水平埋管换热器6出口相通。

其中，蓄冷水箱3和蓄热水箱4的外壁均固定有隔热板，减少热量传递，热泵机组5包括冷凝器50和蒸发器51，冷凝器50和蒸发器51的出口通过管道依次设有阀门、压力表、温度计和第二蝶阀，冷凝器50和蒸发器51的进口通过管道依次设有阀门、温度计、压力表、动力阀、带堵头的第一斜三通和第二蝶阀，水平埋管换热器6和竖直埋管换热器7的外管为聚乙烯管或聚丁烯管，循环水泵机组8包括循环水泵80，循环水泵80的进出口通过泵接头设有电接点压力表81，左侧电接点压力表81通过管道连接有止回阀82，右侧电接点压力表81通过管道连接有带堵头的第二斜三通83，第二斜三通83和止回阀82均通过管道连接有第三蝶阀84，循环水泵80的泵壳表面设有海绵套，利用其网状结构，减少噪音干扰，同时不影响散热。

本实施例的一个具体应用为：白天通过开启阀A1-8和关闭阀B1-10，水平埋管换热器6以供热方式运行，循环换热水为低温水，与蓄热水箱4相连，目的是将白天地表的热量提取并储存后用于夜间取暖，夜间通过开启阀B1-10和关闭阀A1-8，循环换热水为高温水，与蓄冷水箱3相连，主要是将夜间地表冷量储存用于白天辅助竖直埋管换热器7进行制冷，根据实际运用情况，设置循环水泵机组8的数目，具体为：水平埋管换热器6距离地表近，竖直埋管换热器7大部分处在地下恒温土层中，白天开启阀A1-8，关闭阀B1-10，水平埋管换热器6及热泵机组5处于供热运行状态，往蓄热水箱4内蓄热水，夜间开启阀B1-10，关闭阀A1-8，蓄热水箱4及其热泵机组5处于供热状态，向用户供暖，夜间开启阀B1-10，关闭阀A1-8，水平埋管换热器6、竖直埋管换热器7处于制冷运行状态，都与蓄冷水箱3相连，可同时或分别往蓄冷水箱3内蓄冷冻水，蓄冷模式下，当第二天预测负荷需求小，根据水平埋管换热器6、竖直埋管换热器7地源侧冷却水供水温度，仅开启供水温度较低的系统向水箱内蓄冷，蓄冷模式下，当第二天预测负荷需求过小，可不蓄冷，白天开启阀A1-8，关闭阀B1-10，蓄冷水箱3及其热泵机组5辅助竖直埋管换热器7及热泵机组5，进行制冷运行。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本实用新型优选实施例只是用于帮助阐述本实用新型。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本实用新型。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种复合储能式沙漠源热泵系统，包括用户供水端(1)、用户回水端(2)、蓄冷水箱(3)、蓄热水箱(4)、四组热泵机组(5)、水平埋管换热器(6)、竖直埋管换热器(7)和十一组循环水泵机组(8)，其特征在于：所述用户供水端(1)的进口通过阀B1与第一所述热泵机组(5)的冷凝器出口相通，第一所述热泵机组(5)的冷凝器进口通过并联的两组所述循环水泵机组(8)与阀B2出口相通，所述阀B2的进口连接用户回水端(2)的出口和阀A2的进口，所述用户供水端(1)的进口通过阀A1与阀B3进口和第二、三所述热泵机组(5)的蒸发器出口相通，所述阀B3通过第一蝶阀与蓄冷水箱(3)相通，所述阀A2的出口与阀B4和三组并联所述循环水泵机组(8)相通，所述阀B4的出口通过第一蝶阀与蓄冷水箱(3)相通，三组并联所述循环水泵机组(8)的出口分别与第二、三所述热泵机组(5)的蒸发器进口相通，第二所述热泵机组(5)的冷凝器进出口与蓄冷水箱(3)通过第一循环泵、第一止回阀、第一压力表和第一蝶阀相通，第三所述热泵机组(5)的冷凝器进出口通过并联两组所述循环水泵机组(8)与竖直埋管换热器(7)相通；

所述蓄冷水箱(3)通过第一蝶阀与阀B5的进口相通，所述阀B5的出口与阀A3和两组并联所述循环水泵机组(8)的进口相通，所述阀A3的出口通过第一蝶阀与蓄热水箱(4)相通，所述蓄热水箱(4)通过第一蝶阀与阀A4的出口相通，所述阀A4的进口与阀B8出口、阀B7出口和阀A7进口相通，所述阀B8进口通过第一蝶阀与蓄冷水箱(3)相通，所述阀A7出口与阀B9进口和第四所述热泵机组(5)的冷凝器出口相通，第一所述热泵机组(5)的蒸发器进出口与蓄热水箱(4)通过第一循环泵、第一止回阀、第一压力表和第一蝶阀相通，所述阀B9出口通过第一蝶阀与水平埋管换热器(6)进口相通，所述阀B9出口与阀A6进口相通，所述阀A6出口与阀B7出口和第四所述热泵机组(5)的蒸发器出口相通，第四所述热泵机组(5)的冷凝器进口与阀A5出口和阀B10进口相通，所述阀A5进口与并联两组所述循环水泵机组(8)的一个出口相通，并联两组所述循环水泵机组(8)的另一个出口与阀B6进口相通，所述阀B6出口与第四所述热泵机组(5)的蒸发器进口和阀A8进口相通，所述阀A8出口与阀B10出口之间并联两组所述循环水泵机组(8)，并联两组所述循环水泵机组(8)的出口与水平埋管换热器(6)出口相通。

2.根据权利要求1所述的一种复合储能式沙漠源热泵系统，其特征在于：所述蓄冷水箱(3)和蓄热水箱(4)的外壁均固定有隔热板。

3.根据权利要求1所述的一种复合储能式沙漠源热泵系统，其特征在于：所述热泵机组(5)包括冷凝器(50)和蒸发器(51)，所述冷凝器(50)和蒸发器(51)的出口通过管道依次设有阀门、压力表、温度计和第二蝶阀，所述冷凝器(50)和蒸发器(51)的进口通过管道依次设有阀门、温度计、压力表、动力阀、带堵头的第一斜三通和第二蝶阀。

4.根据权利要求1所述的一种复合储能式沙漠源热泵系统，其特征在于：所述水平埋管换热器(6)和竖直埋管换热器(7)的外管为聚乙烯管或聚丁烯管。

5.根据权利要求1所述的一种复合储能式沙漠源热泵系统，其特征在于：所述循环水泵机组(8)包括循环水泵(80)，所述循环水泵(80)的进出口通过泵接头设有电接点压力表(81)，左侧所述电接点压力表(81)通过管道连接有止回阀(82)，右侧所述电接点压力表(81)通过管道连接有带堵头的第二斜三通(83)，所述第二斜三通(83)和止回阀(82)均通过管道连接有第三蝶阀(84)。

6.根据权利要求5所述的一种复合储能式沙漠源热泵系统，其特征在于：所述循环水泵(80)的泵壳表面设有海绵套。