CN215002002U - 一种家用地源热泵冷暖空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种家用地源热泵冷暖空调系统，包括地源部分和地源能量热泵提升部分；地源部分安装于地下，地源能量热泵提升部分位于地上；所述地源部分安装在井壁管内；源部分中，包括有地源能量交换部分与地源水循环部分；地源能量交换部分安装在地源水循环部分上侧；地源能量交换部分中，包括有壳体、盘管换热器；所述的盘管换热器安装在壳体内；并自壳体顶端穿出有换热器介质导管，连接至地源能量热泵提升部分；所述的地源水循环部分包括有进水部分与回水部分；所述的回水部分设置在进水部分上侧。本实用新型具有不抽取地下水和换热效率高的特点，系统更加实用，更加节能，并且施工安装简单、造价低廉。

Description

一种家用地源热泵冷暖空调系统

技术领域

本实用新型涉及家用空调技术领域，具体涉及一种家用地源热泵冷暖空调系统。

背景技术

气候变化是人类面临的全球性问题，为此我国提出碳达峰和碳中和的目标，为下一阶段的能源转型和绿色发展指明了方向，用清洁能源给建筑供冷暖已是大势所趋。地热能作为一种新能源，洁净、分布广、四季温度恒定，地源热泵空调无论制冷还是采暖都具有较低的运行能耗，具备理想的节能性，引起了人们的重视，近年来也得到不断发展。

目前的应用中，地源热泵空调系统的地热采集方式，主要是抽灌式和地埋管式，抽灌式地缘热泵系统的回灌量取决于地层的实际条件，地下水大量抽取而不能完全回灌，得不到及时的补充，其原始平衡将被破坏且浪费了大量水资源，近期也有多地出台了限制打井和封井的举措。

地埋管采集方式利用封闭闭合回路里的循环介质与土壤换热，不提取地下水被人们普遍认可而普遍应用。但是，其以导热为主的传热模式以及土壤及管材的导热率较低等物理特点，决定了它的单井取热量有限，并且在同一井孔内距离相近的进、出水两条管道之间，会出现热短路现象，也使最终取热量打了折扣，再有就是施工难度还较大，导致造价较高。

发明内容

本实用的目的在于克服现有技术的不足，提供一种家用地源热泵冷暖空调系统，以达到同井分层回灌地源循环水，避免出现热短路，降低施工难度，从而降低造价的目的。

一种家用地源热泵冷暖空调系统，其特征在于，包括地源部分和地源能量热泵提升部分；所述的地源部分安装于地下，地源能量热泵提升部分位于地上；

所述地源部分安装在井壁管内，且井所处地质情况，包括至少二个地质含水层；所述地源部分中，包括有地源能量交换部分与地源水循环部分；所述的地源能量交换部分安装在地源水循环部分上侧；

所述的地源能量交换部分中，包括有壳体、盘管换热器；所述的盘管换热器安装在壳体内；并自壳体顶端穿出有换热器介质导管，连接至地源能量热泵提升部分；

所述的地源水循环部分包括有进水部分与回水部分；所述的回水部分设置在进水部分上侧；

所述的进水部分包括有井壁实管与井壁孔管一；井壁孔管一安装在下侧，内部设置有潜水泵，潜水泵连接有潜水泵导管；

所述的回水部分包括有井壁孔管二与内井套管，壳体与井壁孔管二固定连接；所述的内井套管安装在井壁孔管二内部；内井套管上部封顶，下部与井壁实管之间，固定安装有密封圈；

潜水泵导管穿过内井套管的顶部向上延伸至盘管换热器顶端位置；

所述的地源能量热泵提升部分包括有外壳、外壳内安装有压缩机、节流膨胀阀、四通阀和末端换热器，盘管换热器一端通过换热器介质导管连接到末端换热器上，另一端通过换热器介质导管连接到四通阀中，且四通阀连接压缩机和末端换热器形成制冷剂介质循环回路，回路中充满有制冷剂介质，其中盘管换热器和末端换热器之间设置有节流膨胀阀。

进一步的，所述的内井套管上侧连接固定在壳体上。

进一步的，所述的密封圈的深度处于最上层含水层的底部。

进一步的，所述的孔管中作包网过滤处理。

进一步的，所述的盘管换热器材质为耐腐蚀的钛材料盘管。

本实用新型的工作原理：

利用同井分层回灌的地源循环水，直接与盘管换热器中的介质交换热量，再通过热泵将能量提升，制取冷热水输送到建筑房间末端设备散发冷、热量，实现房间供冷、暖的目的。

本实用新型的有益效果

(1)同井回灌的地源循环水直接与盘管换热器内的介质换热，提高了换热效率，同时能降低潜水泵功率，使系统更加节能；

(2)盘管换热器置于地下，减小了管路之间的短路热损失，同时也解决了系统冬季使用时的管路水结冰问题；

综上所述，本实用新型具有不抽取地下水和换热效率高的特点，系统更加实用，更加节能，并且施工安装简单、造价低廉。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1、井壁实管；2、井壁孔管一；3、节流膨胀阀；5、内井套管；6、密封圈；7、潜水泵；8、潜水泵导管；9、壳体；10、盘管换热器；11、换热器介质导管；12、外壳；13、压缩机；14、四通阀；15、末端换热器。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明技术方案作进一步解释说明。

实施例1

参见附图，一种家用地源热泵冷暖空调系统，其特征在于，包括地源部分和地源能量热泵提升部分；所述的地源部分安装于地下，地源能量热泵提升部分位于地上；

所述地源部分安装在井壁管内，且井所处地质情况，包括至少二个地质含水层；所述地源部分中，包括有地源能量交换部分与地源水循环部分；所述的地源能量交换部分安装在地源水循环部分上侧；

所述的地源能量交换部分中，包括有壳体9、盘管换热器10；所述的盘管换热器10安装在壳体9内；并自壳体9顶端穿出有换热器介质导管11，连接至地源能量热泵提升部分；

所述的地源水循环部分包括有进水部分与回水部分；所述的回水部分设置在进水部分上侧；井壁管对应井内含水层部分为孔管(俗称孔管)结构，对应土壤部分为实管结构；

所述的进水部分包括有井壁实管1与井壁孔管一2；井壁孔管一2安装在下侧，内部设置有潜水泵7，潜水泵7连接有潜水泵导管8；

所述的回水部分包括有井壁孔管二与内井套管5，壳体与井壁孔管二固定连接；所述的内井套管5安装在井壁孔管二内部；内井套管5上部封顶，下部与井壁实管1之间，固定安装有密封圈6；所述的密封圈6的深度处于最上层含水层的底部；

所述的井壁孔管一2与井壁孔管二中作包网过滤处理。

潜水泵导管8穿过内井套管5的顶部向上延伸至盘管换热器10顶端位置；所述的盘管换热器10为耐腐蚀的钛材料盘管。

所述的地源能量热泵提升部分包括有外壳12、外壳12内安装有压缩机13、节流膨胀阀、四通阀14和末端换热器15，盘管换热器10一端通过换热器介质导管11连接到末端换热器15上，另一端通过换热器介质导管11连接到四通阀 14中，且四通阀14连接压缩机13和末端换热器15形成制冷剂介质循环回路，回路中充满有制冷剂介质，其中盘管换热器10和末端换热器15之间设置有节流膨胀阀。所述的四通阀14切换制冷剂介质的流动方向，实现制冷制热工况的转换，制取冷热水。

所述的末端换热器在外壳上设置有末端循环水出口和末端循环水入口，连接室内末端设备提供冷热水，供房间制冷采暖使用。

本实用新型提供的一种家用地源热泵冷暖空调系统在使用时，潜水泵7抽取底层地下水，输送至盘管换热器10的顶端，与盘管换热器10内的制冷剂介质进行热量交换，换热后温度变化了的水进入井壁孔管二与内井套管5形成的环状空隙内，在潜水泵压的驱动下，向四周渗透，密封圈6和井壁实管1隔断了相邻水层之间水的串流，又由于底层水被潜水泵抽取后，在局部会形成负压，使在井壁孔管二渗透出来的水经过土壤层向底层补充，构成地源水的同井分层循环。这个过程，使换热后温度变化了的水与土壤及岩土以传导和对流的方式进行热交换，恢复到最初温度，再由潜水泵7抽取重复利用。

制热工况工作时，地源循环水与盘管换热器10内的制冷剂介质交换热量，制冷剂介质吸收地热能，由低温低压液体变成低温低压气体，通过换热器介质导出管11被四通阀14和压缩机13吸入，机械做功后压缩为高温高压气体，进入末端换热器15内，来自末端循环水进口的水被加热形成热水，经末端循环水出口排出输送到建筑房间，用于制热采暖；同时，制冷剂介质的高温高压气体被冷却冷凝后，为高压低温液体状态，经过节流膨胀阀3后，以低温低压液体状态进入盘管换热器10，再吸热、再压缩形成整个循环。在末端换热器15内输出连续不断的热水，提供给房间末端设备，实现不间断的供暖。

制冷工况工作时，四通阀14转换制冷剂介质的流动方向，盘管换热器10 内的制冷剂介质是来自压缩机13的高温高压气体与管外地源循环水换热，放出的热量，被地源循环水带走，同时放热冷凝的制冷剂介质变为高压低温液体，通过节流膨胀阀3以低温低压液体状态进入末端换热器15，在内部蒸发吸热，吸取来自末端循环水进口进入的水的热量形成冷水，经末端循环水出口输送到房间末端设备，实现房间制冷。同时，低温低压液体制冷剂吸热蒸发为低温低压气体状态，再被压缩机13通过四通阀14进入，压缩成为高温高压气体，通过换热器介质导出管11，输送到盘管换热器10内，进行下一个循环，在末端换热器15内连续输出冷水，实现房间连续制冷。

Claims (5)

1.一种家用地源热泵冷暖空调系统，其特征在于，包括地源部分和地源能量热泵提升部分；所述的地源部分安装于地下，地源能量热泵提升部分位于地上；

所述地源部分安装在井壁管内；所述地源部分中，包括有地源能量交换部分与地源水循环部分；所述的地源能量交换部分安装在地源水循环部分上侧；

所述的地源能量交换部分中，包括有壳体、盘管换热器；所述的盘管换热器安装在壳体内；并自壳体顶端穿出有换热器介质导管，连接至地源能量热泵提升部分；

所述的地源水循环部分包括有进水部分与回水部分；所述的回水部分设置在进水部分上侧；

所述的进水部分包括有井壁实管与井壁孔管一；井壁孔管一安装在下侧，内部设置有潜水泵，潜水泵连接有潜水泵导管；

所述的回水部分包括有井壁孔管二与内井套管，壳体与井壁孔管二固定连接；所述的内井套管安装在井壁孔管二内部；内井套管上部封顶，下部与井壁实管之间，固定安装有密封圈；

潜水泵导管穿过内井套管的顶部向上延伸至盘管换热器顶端位置；

所述的地源能量热泵提升部分包括有外壳、外壳内安装有压缩机、节流膨胀阀、四通阀和末端换热器，盘管换热器一端通过换热器介质导管连接到末端换热器上，另一端通过换热器介质导管连接到四通阀中，且四通阀连接压缩机和末端换热器形成制冷剂介质循环回路，回路中充满有制冷剂介质，其中盘管换热器和末端换热器之间设置有节流膨胀阀。

2.根据权利要求1所述的家用地源热泵冷暖空调系统，其特征在于，所述的内井套管上侧连接固定在壳体上。

3.根据权利要求1所述的家用地源热泵冷暖空调系统，其特征在于，所述的密封圈的深度处于最上层含水层的底部。

4.根据权利要求1所述的家用地源热泵冷暖空调系统，其特征在于，所述的井壁孔管一与井壁孔管二中作包网过滤处理。

5.根据权利要求1所述的家用地源热泵冷暖空调系统，其特征在于，所述的盘管换热器材质为耐腐蚀的钛材料盘管。

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