CN212227438U - 一种分体式复合地源热泵供暖供冷系统 - Google Patents

一种分体式复合地源热泵供暖供冷系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种分体式复合地源热泵供暖供冷系统,它应用于供暖供冷领域,其包括热泵机组,所述热泵机组的输出端与用户终端连接,所述热泵机组的输入端通过第一控制阀和第二控制阀分别与地循环回路、热循环回路和冷循环回路连接;本实用新型结构简单、控制方便、制热制冷效果好,热循环回路和冷循环回路的设置利于维护地下能量的相对平衡,提高了系统的稳定性和可靠性,通过控制不同的控制阀可实现不同工况下的地埋管供暖、太阳能供暖、地埋管与太阳能联合供暖、地埋管供冷、冷却塔供冷、地埋管与冷却塔联合供冷六种运行模式,其操作方便,制作成本低,控制效果明显,有大力推广的必要。

Description

一种分体式复合地源热泵供暖供冷系统
技术领域
本实用新型涉及供暖供冷领域,具体的说是一种分体式复合地源热泵供暖供冷系统。
背景技术
我国的北方冬季寒冷、夏季炎热,人们想有一个舒适的生活环境,冬季需配备供暖设施,夏季需配备制冷装置。
目前供暖以燃烧散煤为主,燃煤总量大,污染物排放量大,而且随着经济和社会的发展,煤炭等不可再生资源日趋减少,有必要开发新的供暖资源。土壤能、太阳能、空气能等自然清洁能源的开发利用越来越被重视。开发和利用浅层地热能资源作为建筑物的冷热源,具有良好的节能减排效果,但是由于其受地质条件影响钻孔费用高,而且冬季运行时间长容易造成冷堆积问题,影响系统的正常运行。
实用新型内容
本实用新型需要解决的技术问题是提供一种分体式复合地源热泵供暖供冷系统,通过控制不同的控制阀,合理利用太阳能、土壤能和冷却塔的冷能,即可满足用户终端的供暖和制冷的需求,其操作简单、制作成本低,供暖制冷效果好。
为解决上述技术问题,本实用新型所采用的技术方案是:
本实用新型包括热泵机组,所述热泵机组的输出端与用户终端连接,所述热泵机组的输入端通过第一控制阀和第二控制阀分别与地循环回路、热循环回路和冷循环回路连接。
本实用新型的进一步改进在于:所述地循环回路包括通过管路连接的热泵机组和地埋管,所述管路上设有第一控制阀、第三控制阀、地能循环泵、第四控制阀和第二控制阀,所述热泵机组依次通过串联的第一控制阀、第三控制阀、地能循环泵与地埋管的一端连接,所述地埋管的另一端依次通过第四控制阀、第二控制阀与热泵机组连接。
本实用新型的进一步改进在于:所述热循环回路包括通过管路与热泵机组连接的换热盘管,所述换热盘管设置在蓄热水箱内,所述管路上设有第一控制阀、第五控制阀、热循环泵、第六控制阀、第七控制阀和第二控制阀,所述热泵机组依次通过串联的第一控制阀、第五控制阀与换热盘管的一端连接,所述换热盘管的另一端依次通过热循环泵、第六控制阀、第七控制阀和第二控制阀与热泵机组连接。
本实用新型的进一步改进在于:所述蓄热水箱通过管路与太阳能集热器连接,所述管路上设有集热循环泵、第八控制阀和第九控制阀,所述蓄热水箱依次通过集热循环泵、第八控制阀与太阳能集热器的一端连接,所述太阳能集热器的另一端通过第九控制阀与蓄热水箱连接。
本实用新型的进一步改进在于:所述冷循环回路包括通过管路与热泵机组连接的冷却塔,所述管路上设有第一控制阀、第十控制阀、冷循环泵、第十一控制阀、第七控制阀和第二控制阀,所述热泵机组通过串联的第一控制阀、第十控制阀与冷却塔的一端连接,所述冷却塔的另一端通过依次串联的冷循环泵、第十一控制阀、第七控制阀、第二控制阀与热泵机组连接。
本实用新型的进一步改进在于:所述冷却塔与补水装置连接。
由于采用了上述技术方案,本实用新型取得的有益效果是:
本实用新型结构简单、控制方便、制热制冷效果好,实用性强。通过热循环回路为用户供热,一方面可降低地埋管从地下提取的热量,另一方面可以增强系统的稳定性;通过冷循环回路,可降低在从地下提取的冷量。热循环回路和冷循环回路的设置可减少地下能量的消耗,确保地下能量的相对平衡,利于生态平衡,提高了系统的稳定性和可靠性。
本实用新型将热泵机组分别与地埋管、冷却塔、蓄热水箱并联,通过控制不同的控制阀可实现不同工况下的多种运行模式。其运行模式包括地埋管供暖、太阳能供暖、地埋管与太阳能联合供暖、地埋管供冷、冷却塔供冷、地埋管与冷却塔联合供冷六种运行模式。其操作方便,制作成本低,控制效果明显,有大力推广的必要。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
其中,1、用户终端;2、热泵机组;3、第一控制阀;4、第五控制阀;5、第十控制阀;6、蓄热水箱;7、集热循环泵;8、第九控制阀;9、太阳能集热器;10、第八控制阀;11、热循环泵;12、第六控制阀;13、补水装置;14、冷却塔;15、冷循环泵;16、第十一控制阀;17、第三控制阀;18、地能循环泵;19、第二控制阀;20、第四控制阀;21、第七控制阀;22、地埋管;23、换热盘管。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明:
一种分体式复合地源热泵供暖供冷系统,如图1所示,其包括热泵机组2,所述热泵机组2的输出端与用户终端1连接,所述热泵机组2的输入端通过第一控制阀3和第二控制阀19分别与地循环回路、热循环回路和冷循环回路连接。所述地循环回路冬天可以供暖夏天可以供冷,但是地下能源过度开发利用,会破坏地下能量的生态平衡;为减少地下能量的消耗,有必要开发其他方式为用户终端1供暖或供冷,这里设置了冬季利用太阳能集热器9供暖的热循环回路和夏季利用冷却塔14供冷的冷循环回路。
所述地循环回路包括通过管路连接的热泵机组2和地埋管22,所述管路上设有第一控制阀3、第三控制阀17、地能循环泵18、第四控制阀20和第二控制阀19,所述热泵机组2依次通过串联的第一控制阀3、第三控制阀17、地能循环泵18与地埋管22的一端连接,所述地埋管22的另一端依次通过第四控制阀20、第二控制阀19与热泵机组2连接。
如图1所示,所述热循环回路包括通过管路与热泵机组2连接的换热盘管23,所述换热盘管设置在蓄热水箱6内,所述热泵机组2通过管路上设置的第一控制阀3、第五控制阀4、热循环泵11、第六控制阀12、第七控制阀21和第二控制阀19,在热泵机组2和换热盘管23之间形成热循环回路。热泵机组2通过热循环回路中换热盘管23提供的热量为用户终端1供暖。所述热泵机组2依次通过串联的第一控制阀3和第五控制阀4与换热盘管23的一端连接,所述换热盘管23的另一端依次通过热循环泵11、第六控制阀12、第七控制阀21和第二控制阀19与热泵机组2连接。
所述蓄热水箱6通过管路与太阳能集热器9连接,所述管路上设有集热循环泵7、第八控制阀10和第九控制阀8,所述蓄热水箱6依次通过集热循环泵7、第八控制阀10与太阳能集热器9的一端连接,所述太阳能集热器9的另一端通过第九控制阀8与蓄热水箱6连接。
如图1所示,所述冷循环回路包括通过管路与热泵机组2连接的冷却塔14,通过管路上设置的第一控制阀3、第十控制阀5、冷循环泵15、第十一控制阀16、第七控制阀21和第二控制阀19在热泵机组2与冷却塔14之间形成冷循环回路,为用户终端1供冷。所述热泵机组2通过串联的第一控制阀3、第十控制阀5与冷却塔14的一端连接,所述冷却塔14的另一端通过依次串联的冷循环泵15、第十一控制阀16、第七控制阀21、第二控制阀19与热泵机组2连接,所述冷却塔14与补水装置13连接,当冷却塔14内需要补水的时候,通过冷却塔14的内置浮球阀可实现补水装置13的自动补水。
地埋管供冷/供暖:当光照不好的夜晚或阴雨天气中,太阳能集热器9无法供热;当室外温度过高时,冷却塔4不足以提供用户侧冷量时,只能采用地循环回路为用户终端1供暖或供冷,满足人们的生活需求,此时只需要开启第一控制阀3、第三控制阀17、地能循环泵18、第四控制阀20和第二控制阀19,让热泵机组2与地埋管22之间形成一个完整的回路,从地埋管22附近的地能提取热量为用户终端1供暖,或提取冷量为用户终端1供冷,满足人们供暖和制冷的需要。这时需要将第一控制阀3、第三控制阀17、第四控制阀20和第二控制阀19以外的其它控制阀全部关闭。
太阳能供暖:在光照强度较好的天气,太阳能集热器9吸收太阳的热量,通过开启的集热循环泵7、第八控制阀10和第九控制阀8将太阳能集热器9内的热量转移给蓄热水箱6,所述蓄热水箱6内水的温度升高,蓄热水箱6内的水温远高于地埋管22出口端的水温时,只需要热循环回路为用户终端1供暖即可,只要开启的第一控制阀3、第五控制阀4、热循环泵11、第六控制阀12、第七控制阀21和第二控制阀19将蓄热水箱6内热水的热量转移给热泵机组2,就能供热泵机组2输出端的用户终端1取暖。
地埋管与太阳能联合供暖:当阳光不很充足,蓄热水箱6内的水温低于地埋管22的出口水温,地埋管22又不足以承担用户终端1的热负荷时,需要太阳能集热器9和地埋管22联合一起为用户终端1供暖。这时不仅需要开启集热循环泵7、第八控制阀10和第九控制阀8,还需要开启换热盘管23与热泵机组2之间的第一控制阀3、第五控制阀4、热循环泵11、第六控制阀12、第七控制阀21和第二控制阀19,还需要开启地埋管22与热泵机组2之间的第一控制阀3、第三控制阀17、地能循环泵18、第四控制阀20和第二控制阀19,实现地埋管22与太阳能集热器9同时向热泵机组2的输入侧输送热量,足以满足热泵机组1的能量输出侧向用户终端1输送的热量,满足用户终端1的供暖需求。
冷却塔供冷:当冷负荷不大时,单独冷却塔14足够为用户终端1提供冷风量降低室内温度,这时只需要开启第一控制阀3、第十控制阀5、冷循环泵15、第十一控制阀16、第七控制阀21和第二控制阀19,而其它控制阀全部关闭。此时,热泵机组2与冷却塔14运行,通过冷循环回路向热泵机组2输入侧输送冷量,热泵机组2通过能量输出侧向用户终端1输送冷量。
地埋管与冷却塔联合供冷:当室外温度过高或地埋管22不足以承担用户侧冷量时,需要地埋管22与冷却塔14联合为用户终端1供冷。这时,不光需要开启第一控制阀3、第十控制阀5、冷循环泵15、第十一控制阀16、第七控制阀21和第二控制阀19,还需要同时开启第一控制阀3、第三控制阀17、地能循环泵18、第四控制阀20和第二控制阀19,确保地埋管22与冷却塔14并联向热泵机组2能量输入侧输送冷量,热泵机组2通过能量输出侧向用户终端1输送冷量,满足用户终端1的制冷需求。
综上,通过控制不同的控制阀门可以方便的实现不同模式的供暖或供冷转换,同时可以使各个回路之间的各个设备相互隔离,其运行简单、利于控制、方便维护。
最后应该说明的是:上述实例只是为清楚表述本发明而做的举例,并不具备唯一性,亦绝非是对实施方式的限定。对所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动,在此无法对所有的实施方式进行穷举,而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明的保护范围之中。

Claims (6)

1.一种分体式复合地源热泵供暖供冷系统,其特征在于:包括热泵机组(2),所述热泵机组(2)的输出端与用户终端(1)连接,所述热泵机组(2)的输入端通过第一控制阀(3)和第二控制阀(19)分别与地循环回路、热循环回路和冷循环回路连接。
2.根据权利要求1所述的一种分体式复合地源热泵供暖供冷系统,其特征在于:所述地循环回路包括通过管路连接的热泵机组(2)和地埋管(22),所述管路上设有第一控制阀(3)、第三控制阀(17)、地能循环泵(18)、第四控制阀(20)和第二控制阀(19),所述热泵机组(2)依次通过串联的第一控制阀(3)、第三控制阀(17)、地能循环泵(18)与地埋管(22)的一端连接,所述地埋管(22)的另一端依次通过第四控制阀(20)、第二控制阀(19)与热泵机组(2)连接。
3.根据权利要求1所述的一种分体式复合地源热泵供暖供冷系统,其特征在于:所述热循环回路包括通过管路与热泵机组(2)连接的换热盘管(23),所述换热盘管(23)设置在蓄热水箱(6)内,所述管路上设有第一控制阀(3)、第五控制阀(4)、热循环泵(11)、第六控制阀(12)、第七控制阀(21)和第二控制阀(19),所述热泵机组(2)依次通过串联的第一控制阀(3)、第五控制阀(4)与换热盘管(23)的一端连接,所述换热盘管(23)的另一端依次通过热循环泵(11)、第六控制阀(12)、第七控制阀(21)和第二控制阀(19)与热泵机组(2)连接。
4.根据权利要求3所述的一种分体式复合地源热泵供暖供冷系统,其特征在于:所述蓄热水箱(6)通过管路与太阳能集热器(9)连接,所述管路上设有集热循环泵(7)、第八控制阀(10)和第九控制阀(8),所述蓄热水箱(6)依次通过集热循环泵(7)、第八控制阀(10)与太阳能集热器(9)的一端连接,所述太阳能集热器(9)的另一端通过第九控制阀(8)与蓄热水箱(6)连接。
5.根据权利要求1所述的一种分体式复合地源热泵供暖供冷系统,其特征在于:所述冷循环回路包括通过管路与热泵机组(2)连接的冷却塔(14),所述管路上设有第一控制阀(3)、第十控制阀(5)、冷循环泵(15)、第十一控制阀(16)、第七控制阀(21)和第二控制阀(19),所述热泵机组(2)通过串联的第一控制阀(3)、第十控制阀(5)与冷却塔(14)的一端连接,所述冷却塔(14)的另一端通过依次串联的冷循环泵(15)、第十一控制阀(16)、第七控制阀(21)、第二控制阀(19)与热泵机组(2)连接。
6.根据权利要求5所述的一种分体式复合地源热泵供暖供冷系统,其特征在于:所述冷却塔(14)与补水装置(13)连接。
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CN113719883A (zh) * 2021-08-24 2021-11-30 上海工程技术大学 一种利用太阳能热泵供暖的节能系统

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