CN209068589U - 地源热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地源热泵系统，包括：第一供水分流管、第二供水分流管、第一回水分流管、第二回水分流管、第一旁接管、第二旁接管和全热回收地源热泵机组，其中，第一供水分流管和第二供水分流管并联且一端与地源换热系统的输出端相接，第一旁接管的一端与第二供水分流管相接，第一旁接管的另一端与全热回收地源热泵机组的第一蒸发器的输入端相接，第二旁接管的一端与全热回收地源热泵机组的第一蒸发器的输出端相接，第二旁接管的另一端与第二回水分流管相接，第一回水分流管和第二回水分流管并联且一端与地源换热系统的输入端相接。

Description

地源热泵系统

技术领域

本实用新型涉及一种地源热泵系统。

背景技术

地源热泵是利用地表浅层常温土壤或水源中的地温能量作为低位热能资源，可以适用于住宅和商业建筑，既可以安装在新建建筑，也可以在既有建筑中使用，是一种可持续发展的节能新技术。地源热泵既能实现夏季制冷、冬季制热的功能，还能通过热回收器制取生活热水的三种功能。通过循环介质在地下封闭的管道中流动，实现系统与大地之间换热。冬季供热时，流体从地下收集热量，在通过系统将热量带到室内。夏季制冷时，系统逆向运行，即将室内需要带走的热量，通过系统送到地下岩土中。目前，人们熟知地源热泵空调系统具有夏季制冷、冬季制热和制取生活热水的功能，然而，在过渡季节(春季和秋季)室内制冷负荷需求少又必须保持制冷运行模式时，回收的热水就不能满足使用需求了，需要靠燃煤、燃气或电锅炉来辅助制取生活热水，使得现有系统的运行成本仍然较高。另外，如采用将现有设备做成二套单独系统，这无疑又增加了投资成本、机房面积和施工难度。

实用新型内容

本实用新型为解决上述技术问题，提供一种地源热泵系统。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种地源热泵系统，包括：第一供水分流管、第二供水分流管、第一回水分流管、第二回水分流管、第一旁接管、第二旁接管和全热回收地源热泵机组，其中，第一供水分流管和第二供水分流管并联且一端与地源换热系统的输出端相接，第一旁接管的一端与第二供水分流管相接，第一旁接管的另一端与全热回收地源热泵机组的第一蒸发器的输入端相接，第二旁接管的一端与全热回收地源热泵机组的第一蒸发器的输出端相接，第二旁接管的另一端与第二回水分流管相接，第一回水分流管和第二回水分流管并联且一端与地源换热系统的输入端相接。

根据本实用新型的一个实施方案，所述的第一旁接管上设置第一电动二位阀，第二旁接管上设置第二电动二位阀。

根据本实用新型的一个实施方案，还包括生活热水供应系统，生活热水供应系统的输出端与全热回收地源热泵机组的第一冷凝器的回收侧进口相连，生活热水供应系统的输入端与全热回收地源热泵机组的第一冷凝器的回收侧出口相连。

根据本实用新型的一个实施方案，所述的生活热水供应系统包括：蓄能水箱和第一动力装置，其中，蓄能水箱的输出端与第一动力装置的输入端相连，第一动力装置的输出端与全热回收地源热泵机组的第一冷凝器的回收侧进口相连，蓄能水箱的输入端与全热回收地源热泵机组的第一冷凝器的回收侧出口相连。

根据本实用新型的一个实施方案，所述的蓄能水箱的输出端设置电子式水处理器。

根据本实用新型的一个实施方案，还包括空调系统，空调系统的冷热水系统输出端与第一供水分流管和第二供水分流管并联的另一端相连，水系统输入端与第一回水分流管和第二回水分流管并联的另一端相接。

根据本实用新型的一个实施方案，还包括：第一供水管、第一回水管、第二供水管和第二回水管，其中，第一供水管的一端与全热回收地源热泵机组的第一蒸发器的输入端相接、另一端与第一供水分流管相接，第一回水管的一端与全热回收地源热泵机组的第一蒸发器的输出端相接、另一端与第一回水分流管相接，第二供水管的一端与全热回收地源热泵机组的第一冷凝器的输入端相接、另一端与第二供水分流管相接，第二回水管的一端与全热回收地源热泵机组的第一冷凝器的输出端相接、另一端与第二回水分流管相接。

根据本实用新型的一个实施方案，所述的第一供水管上设置第三电动二位阀，第一回水管上设置第四电动二位阀，第二供水管上设置第五电动二位阀。

根据本实用新型的一个实施方案，还包括：标准地源热泵机组、第三供水管、第三回水管、第四供水管和第四回水管，其中，第三供水管的一端与标准地源热泵机组的第二蒸发器的输入端相接、另一端与第一供水分流管相接，第三回水管的一端与标准地源热泵机组的第二蒸发器的输出端相接、另一端与第一回水分流管相接，第四供水管的一端与标准地源热泵机组的第二冷凝器的输入端相接、另一端与第二供水分流管相接，第四回水管的一端与标准地源热泵机组的第二冷凝器的输出端相接、另一端与第二回水分流管相接。

根据本实用新型的一个实施方案，所述的第三供水管上设置第六电动二位阀，第四供水管上设置第七电动二位阀。

根据本实用新型的一个实施方案，所述的第一供水分流管上与空调系统相连的一端设置第一开关阀、与地源换热系统相连的一端设置第二开关阀，第二供水分流管上与地源换热系统相连的一端设置第三开关阀、与空调系统相连的一端设置第四开关阀，第一回水分流管上与空调系统相连的一端设置第五开关阀、与地源换热系统相连的一端设置第六开关阀，第二回水分流管上与地源换热系统相连的一端设置第七开关阀、与空调系统相连的一端设置第八开关阀。

根据本实用新型的一个实施方案，所述的全热回收地源热泵机组和标准地源热泵机组的内部分别设置封闭逆卡诺循环系统。

标准地源热泵机组内部设置的封闭逆卡诺循环系统与全热回收地源热泵机组的封闭逆卡诺循环系统相同。

本实用新型首先在全热回收地源热泵机组的第一蒸发器增加了一组旁流进出水管。当过渡季节(春秋二季)空调末端的冷负荷需求较少(回收热)不能满足生活热水供应需求时，就可以通过调整全热回收地源热泵机组的第一蒸发器进出口四个阀门的开关，改变它们的导通路径，使全热回收地源热泵机组具备蓄热运行条件。在保持向空调末端提供较少冷负荷的同时，也能为系统提供制备生活热水。这样一来，不仅克服了现有系统在过渡季节需要靠燃煤、燃气或电锅炉来辅助制取生活热水的不足，而且还极大的提高了地源换热系统的使用率，极大的降低了成本投入和运行及维护成本。显然，在克服了燃煤、燃气污染环境，电锅炉运行成本高的缺陷的同时，还节约了能源(系统需要将室内热量带到地下岩土中的同时也需要从岩土中收集热量)。

在进一步改进中，设置多个电动双位阀门，可根据生活热水需求进行自适应运行。这样一来，不但生活热水提供有了进一步的保证；更重要的是，将原来过渡季节地源换热系统是散热的工作状态，改为过渡季节地源换热系统散热与吸热同步的工作状态，有效解决由于南方地区夏季冷负荷与冬季热负荷相差大，地下热场不平衡的问题。同时，还提高了系统冷热源的换热效率，节省了需要增加的一套辅热系统，使地源热泵技术在南方低区也得到更广泛的推广应用。实验表明，本实用新型在过渡季节的能效比较原来系统提高了一倍。

附图说明

图1为本实用新型的系统图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述：

如图1所示，本实施例地源热泵系统，包括：第一供水分流管1、第二供水分流管2、第一回水分流管3、第二回水分流管4、第一旁接管5、第二旁接管6、空调系统15和全热回收地源热泵机组7，其中，第一供水分流管1和第二供水分流管2并联且一端与地源换热系统的输出端相接，第一供水分流管1和第二供水分流管2并联线路的另一端分别与空调系统15的冷热水系统输出端相连，第一旁接管5的一端与第二供水分流管2相接，第一旁接管5的另一端与全热回收地源热泵机组7的第一蒸发器8的输入端相接，第二旁接管6的一端与全热回收地源热泵机组7的第一蒸发器8的输出端相接，第二旁接管6的另一端与第二回水分流管4相接，第一回水分流管3和第二回水分流管4并联且一端与地源换热系统的输入端相接，第一回水分流管3和第二回水分流管4并联线路的另一端与空调系统15的冷热水系统输入端相连。所述的第一旁接管5上设置第一电动二位阀9，第二旁接管6上设置第二电动二位阀10。

本实施例还包括生活热水供应系统，生活热水供应系统的输出端与全热回收地源热泵机组7的第一冷凝器11的回收侧进口相连，生活热水供应系统的输入端与全热回收地源热泵机组7的第一冷凝器11的回收侧出口相连。

所述的生活热水供应系统包括：蓄能水箱12和第一动力装置13，其中，蓄能水箱12的输出端与第一动力装置13的输入端相连，第一动力装置13的输出端与全热回收地源热泵机组7的第一冷凝器11的回收侧进口相连，蓄能水箱12的输入端与全热回收地源热泵机组7的第一冷凝器11的回收侧出口相连。所述的蓄能水箱12的输出端设置电子式水处理器14。

空调系统15通过第二动力装置16进行循环热交换，还设置第一定压补水装置17，为空调系统15补充恒压水量，第一定压补水装置17的一端与空调系统15相连，另一端与蓄能水箱12相连。蓄能水箱12通过市政水管道补充消耗的水量。

本实施例还包括：第一供水管18、第一回水管19、第二供水管20和第二回水管21，其中，第一供水管18的一端与全热回收地源热泵机组7的第一蒸发器8的输入端相接，第一供水管18的另一端与第一供水分流管1相接，第一回水管19的一端与全热回收地源热泵机组7的第一蒸发器8的输出端相接，第一回水管19的另一端与第一回水分流管3相接，第二供水管20的一端与全热回收地源热泵机组7的第一冷凝器11的输入端相接，第二供水管20的另一端与第二供水分流管2相接，第二回水管21的一端与全热回收地源热泵机组7的第一冷凝器11的输出端相接，第二回水管21的另一端与第二回水分流管4相接。所述的第一供水管18上设置第三电动二位阀22，第一回水管19上设置第四电动二位阀23，第二供水管20上设置第五电动二位阀24。第一供水管18与第一旁接管5可以并联后与第一蒸发器8相连，第一回水管19与第二旁接管6可以并联后与第一蒸发器8相连。

本实施例还包括：标准地源热泵机组25、第三供水管26、第三回水管27、第四供水管28和第四回水管29，其中，第三供水管26的一端与标准地源热泵机组25的第二蒸发器30的输入端相接，第三供水管26的另一端与第一供水分流管1相接，第三回水管27的一端与标准地源热泵机组25的第二蒸发器30的输出端相接，第三回水管27的另一端与第一回水分流管3相接，第四供水管28的一端与标准地源热泵机组25的第二冷凝器31的输入端相接，第四供水管28的另一端与第二供水分流管2相接，第四回水管29的一端与标准地源热泵机组25的第二冷凝器31的输出端相接，第四回水管29的另一端与第二回水分流管4相接。所述的第三供水管26上设置第六电动二位阀32，第四供水管28上设置第七电动二位阀33。

如图1所示，所述的第一供水分流管1上与空调系统15相连的一端设置第一开关阀34、与地源换热系统相连的一端设置第二开关阀35，第二供水分流管2上与地源换热系统相连的一端设置第三开关阀36、与空调系统15相连的一端设置第四开关阀37，第一回水分流管3上与空调系统15相连的一端设置第五开关阀38、与地源换热系统相连的一端设置第六开关阀39，第二回水分流管4上与地源换热系统相连的一端设置第七开关阀40、与空调系统15相连的一端设置第八开关阀41。所述的全热回收地源热泵机组7和标准地源热泵机组25的内部分别设置封闭逆卡诺循环系统。本实施例中的标准地源热泵机组25可替换为另一个全热回收地源热泵机组7，管路的连接均相同。

地源换热系统包括地源热泵地埋管42、换热装置43和第三动力装置44，地源换热系统是市场上可购的系统。本实施例还包括第二定压补水装置45，第二定压补水装置45的一端与换热装置43相连，另一端连接给排水管。第一动力装置13、第二动力装置16和第三动力装置44均为循环清水泵。

标准地源热泵机组25内部设置的封闭逆卡诺循环系统与全热回收地源热泵机组7的封闭逆卡诺循环系统相同，制冷、制热和蓄热原理也相同。以下以全热回收地源热泵机组7的工作原理为例说明：

制冷工作原理：在制冷状态下，全热回收地源热泵机组7的压缩机对冷媒做功，使其进行汽-液转化的逆向循环。通过第一蒸发器8内冷媒的蒸发将室内空气循环所携带的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过第一冷凝器11内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至地下水或土壤里。在室内热量不断转移至地下的过程中，通过冷热水-空气热交换器，以13℃以下的冷风的形式为室内供冷。

制热工作原理：在制热状态下，全热回收地源热泵机组7的压缩机对冷媒做功，将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过第一蒸发器8内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过第一冷凝器11内冷媒的冷凝，由室内空气的循环将冷媒所携带的热量吸收。地源热泵将地下的热量不断转移至室内的过程中，以35℃以上热风的形式向室内供暖。

蓄热工作原理：在蓄热状态下机组做功与制热模式相同，全热回收地源热泵机组7的压缩机对冷媒做功，将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过第一蒸发器8内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过第一冷凝器11内冷媒的冷凝，由蓄能水箱的介质水循环将冷媒所携带的热量吸收。地源热泵将地下的热量不断转移至蓄能水箱的过程中，以45℃以上热水的形式提供生活热水。

回到本实施例中，介绍过渡季节(春、秋季节)在制冷模式下系统制冷与系统蓄热同时运行的工作过程。首先进行设置，第一开关阀34、第三开关阀36、第五开关阀38和第七开关阀40均开启，第二开关阀35、第四开关阀37、第六开关阀39和第八开关阀41均关闭。全热回收地源热泵机组7：关闭第一供水管18上的第三电动二位阀22和第一回水管19上的第四电动二位阀23，关闭第二供水管20上的第五电动二位阀24，打开第一旁接管5上的第一电动二位阀9和第二旁接管6上的第二电动二位阀10；将全热回收地源热泵机组7运行模式设置成“蓄热”模式。标准地源热泵机组25：打开第三供水管26上的第六电动二位阀32和第四供水管28上的第七电动二位阀33；将机组运行模式设置成“制冷”模式。

接下来开机运行，全热回收地源热泵机组7蓄热模式运行：启动第三动力装置44，地源热泵地埋管42的地源侧介质水18℃～22℃由第二供水分流管2经第一旁接管5流进全热回收地源热泵机组7的第一蒸发器8，经与第一蒸发器8低温低压冷媒换热后成5℃～10℃的介质水，由第二旁接管6流出，经第二回水分流管4再流向地源热泵地埋管42形成闭式循环，从而从岩土层摄取热量。启动第一动力装置13，蓄能水箱12的介质水由全热回收地源热泵机组7的第一冷凝器11回收侧进口流入，经冷凝器内高温高压冷媒换热后成45℃～55℃由冷凝器回收侧出口流出回到蓄能水箱12，形成闭式循环，为系统持续制备生活热水。

标准地源热泵机组25：启动第三动力装置44，地源热泵地埋管42的源侧18℃～22℃介质水由第二供水分流管2经第四供水管28流进标准地源热泵机组25的第二冷凝器31，经标准地源热泵机组25的第二冷凝器31内高温高压冷媒换热后成30℃～35℃由第四回水管29流出，再流向地源热泵地埋管42形成闭式循环，从而向岩土层释放热量；启动第二动力装置16，空调系统15末端的介质水由第一供水分流管1经第三供水管26流进标准地源热泵机组25的第二蒸发器30，经与标准地源热泵机组25的第二蒸发器30内的低温低压冷媒换热成7℃～12℃介质水后，由第三回水管27流出，经第一回水分流管3再流向空调系统末端15，形成闭式循环，为空调系统末端15持续提供冷源。

本实用新型中的实施例仅用于对本实用新型进行说明，并不构成对权利要求范围的限制，本领域内技术人员可以想到的其他实质上等同的替代，均在本实用新型保护范围内。

Claims (12)

1.一种地源热泵系统，其特征在于，包括：第一供水分流管、第二供水分流管、第一回水分流管、第二回水分流管、第一旁接管、第二旁接管和全热回收地源热泵机组，其中，第一供水分流管和第二供水分流管并联且一端与地源换热系统的输出端相接，第一旁接管的一端与第二供水分流管相接，第一旁接管的另一端与全热回收地源热泵机组的第一蒸发器的输入端相接，第二旁接管的一端与全热回收地源热泵机组的第一蒸发器的输出端相接，第二旁接管的另一端与第二回水分流管相接，第一回水分流管和第二回水分流管并联且一端与地源换热系统的输入端相接。

2.根据权利要求1所述的地源热泵系统，其特征在于，所述的第一旁接管上设置第一电动二位阀，第二旁接管上设置第二电动二位阀。

3.根据权利要求1所述的地源热泵系统，其特征在于，还包括生活热水供应系统，生活热水供应系统的输出端与全热回收地源热泵机组的第一冷凝器的回收侧进口相连，生活热水供应系统的输入端与全热回收地源热泵机组的第一冷凝器的回收侧出口相连。

4.根据权利要求3所述的地源热泵系统，其特征在于，所述的生活热水供应系统包括：蓄能水箱和第一动力装置，其中，蓄能水箱的输出端与第一动力装置的输入端相连，第一动力装置的输出端与全热回收地源热泵机组的第一冷凝器的回收侧进口相连，蓄能水箱的输入端与全热回收地源热泵机组的第一冷凝器的回收侧出口相连。

5.根据权利要求4所述的地源热泵系统，其特征在于，所述的蓄能水箱的输出端设置电子式水处理器。

6.根据权利要求1所述的地源热泵系统，其特征在于，还包括空调系统，空调系统的冷热水系统输出端与第一供水分流管和第二供水分流管并联的另一端相连，水系统输入端与第一回水分流管和第二回水分流管并联的另一端相接。

7.根据权利要求1、3或6所述的地源热泵系统，其特征在于，还包括：第一供水管、第一回水管、第二供水管和第二回水管，其中，第一供水管的一端与全热回收地源热泵机组的第一蒸发器的输入端相接、另一端与第一供水分流管相接，第一回水管的一端与全热回收地源热泵机组的第一蒸发器的输出端相接、另一端与第一回水分流管相接，第二供水管的一端与全热回收地源热泵机组的第一冷凝器的输入端相接、另一端与第二供水分流管相接，第二回水管的一端与全热回收地源热泵机组的第一冷凝器的输出端相接、另一端与第二回水分流管相接。

8.根据权利要求7所述的地源热泵系统，其特征在于，所述的第一供水管上设置第三电动二位阀，第一回水管上设置第四电动二位阀，第二供水管上设置第五电动二位阀。

9.根据权利要求7所述的地源热泵系统，其特征在于，还包括：标准地源热泵机组、第三供水管、第三回水管、第四供水管和第四回水管，其中，第三供水管的一端与标准地源热泵机组的第二蒸发器的输入端相接、另一端与第一供水分流管相接，第三回水管的一端与标准地源热泵机组的第二蒸发器的输出端相接、另一端与第一回水分流管相接，第四供水管的一端与标准地源热泵机组的第二冷凝器的输入端相接、另一端与第二供水分流管相接，第四回水管的一端与标准地源热泵机组的第二冷凝器的输出端相接、另一端与第二回水分流管相接。

10.根据权利要求9所述的地源热泵系统，其特征在于，所述的第三供水管上设置第六电动二位阀，第四供水管上设置第七电动二位阀。

11.根据权利要求6所述的地源热泵系统，其特征在于，所述的第一供水分流管上与空调系统相连的一端设置第一开关阀、与地源换热系统相连的一端设置第二开关阀，第二供水分流管上与地源换热系统相连的一端设置第三开关阀、与空调系统相连的一端设置第四开关阀，第一回水分流管上与空调系统相连的一端设置第五开关阀、与地源换热系统相连的一端设置第六开关阀，第二回水分流管上与地源换热系统相连的一端设置第七开关阀、与空调系统相连的一端设置第八开关阀。

12.根据权利要求9所述的地源热泵系统，其特征在于，所述的全热回收地源热泵机组和标准地源热泵机组的内部分别设置封闭逆卡诺循环系统。