CN217235902U

CN217235902U - 空气源、土壤源复合热泵系统

Info

Publication number: CN217235902U
Application number: CN202121845138.3U
Authority: CN
Inventors: 韩靖; 李振文; 田张军; 李会芳; 屈月月; 王弘哲; 包晓涛; 郭传林
Original assignee: Guoji Zhongxing Engineering Consulting Co ltd; SIPPR Engineering Group Co Ltd
Current assignee: Guoji Zhongxing Engineering Consulting Co ltd; SIPPR Engineering Group Co Ltd
Priority date: 2021-08-09
Filing date: 2021-08-09
Publication date: 2022-08-19
Anticipated expiration: 2031-08-09

Abstract

本实用新型公开了一种空气源、土壤源复合热泵系统，包括地埋管单元、第一循环水泵单元、第二循环水泵单元、空气‑水换热器单元、水‑水换热器单元、热泵机组单元、用户侧单元；本实用新型优点在于根据建筑物全年负荷特点，通过空气‑水换热器向土壤蓄热（从土壤取出的热量大于向土壤排入的热量），或辅助向空气散热（从土壤取出的热量小于向土壤排入的热量），从而使土壤维持以年为周期的热平衡，解决因土壤热失衡而导致地源热泵机组制冷、供热量减小的问题，提高了可再生能源利用率，保证了可再生能源利用的可靠性。

Description

空气源、土壤源复合热泵系统

技术领域

本实用新型涉及热泵系统，尤其是涉及一种空气源、土壤源复合热泵系统。

背景技术

一定深度内的土壤，全年温度变化幅度很小，蓄存着低温热能；它的来源以太阳辐射为主，还有一小部分来自地心热能。此种低温热能也叫浅层地能，是一种可再生能源。地源热泵机组可有效利用浅层地能实现夏季制冷、冬季供暖，系统性能系数较高。目前，具体应用中存在的不足是：从土壤取出的热量、向土壤排入的热量不平衡而导致地埋管换热效果衰减，地源热泵机组制冷、供热量减小而无法满足实际需求。

发明内容

本实用新型目的在于提供一种空气源、土壤源复合热泵系统。

为实现上述目的，本实用新型可采取下述技术方案：

本实用新型所述空气源、土壤源复合热泵系统，包括地埋管单元A、第一循环水泵单元E、第二循环水泵单元G、空气-水换热器单元C、水-水换热器单元F、热泵机组单元D、用户侧单元B；

所述地埋管单元A，由地埋管A.1、地埋管进水口A.2和地埋管出水口A.3构成；

所述第一循环水泵单元E，由第一循环水泵E.1、第一膨胀水箱E.2和电控阀构成；

所述第二循环水泵单元G，由第二循环水泵G.1、第二膨胀水箱G.2和电控阀构成；

所述空气-水换热器单元C，由风扇C.1、换热盘管C.2、换热盘管进水口C.3和换热盘管出水口C.4构成；

所述水-水换热单元F，由水-水换热器F.1和电控阀构成；

所述热泵机组单元D，由热泵D.1和电控阀构成；

所述第一膨胀水箱E.2出水口与所述第一循环水泵E.1进水口连通；第一循环水泵E.1出水口分别经电控阀z7与所述地埋管进水口A.2连通，经电控阀z5、z6与地埋管出水口A.3连通，经电控阀z5、z1与所述换热盘管进水口C.3连通；换热盘管出水口C.4经电控阀z2、z4与第一循环水泵E.1进水口连通；

所述水-水换热器F.1的壳程通道一个管口经电控阀z9与第一循环水泵E.1进水口连通，壳程通道另一个管口经电控阀z8、z3、z5与第一循环水泵E.1出水口连通，并经电控阀z2与换热盘管出水口C.4连通；水-水换热器F.1的管程通道一个管口经电控阀z10与所述用户侧单元B的空调设备末端B.1连通，管程通道的另一个管口经电控阀z11与所述第二循环水泵G.1出水口连通，并经电控阀z15与所述热泵D.1第一通道一个泵口连通，热泵D.1第一通道另一个泵口经电控阀z14与用户侧单元B的空调设备末端B.1连通，并与电控阀z10连通；热泵D.1第二通道一个泵口经电控阀z13与第一循环水泵E.1进水口连通，热泵D.1第二通道另一个泵口经电控阀z12、z3、z5与第一循环水泵E.1出水口连通；

第二循环水泵G.1进水口分别与所述第二膨胀水箱G.2和所述用户侧单元B的空调设备末端B.1连通。

本实用新型优点在于根据建筑物全年负荷特点，通过空气-水换热器向土壤蓄热（从土壤取出的热量大于向土壤排入的热量），或辅助向空气散热（从土壤取出的热量小于向土壤排入的热量），从而使土壤维持以年为周期的热平衡，解决因土壤热失衡而导致地源热泵机组制冷、供热量减小的问题，提高了可再生能源利用率，保证了可再生能源利用的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图。

图2是本实用新型所述空气源热泵供暖/制冷工况的示意图（粗实线所示）。

图3是本实用新型所述土壤源热泵供暖/制工况的冷示意图（粗实线所示）。

图4是本实用新型所述空气源蓄热工况的示意图（粗实线所示）。

图5是本实用新型所述土壤源直接制冷工况的示意图（粗实线所示）。

图6是本实用新型所述空气源、土壤源热泵制冷工况的示意图（粗实线所示）。

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的一部分实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、 “固定”等应做广义理解，例如， “固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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在本实用新型中的具体含义。另外，在本实用新型中如涉及“第一”、 “第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、 “第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1所示，本实用新型所述空气源、土壤源复合热泵系统，包括地埋管单元A、第一循环水泵单元E、第二循环水泵单元G、空气-水换热器单元C、水-水换热器单元F、热泵机组单元D、用户侧单元B；

所述水-水换热单元F，由水-水换热器F.1和电控阀构成；

所述热泵机组单元D，由热泵D.1和电控阀构成；

本实用新型工作原理简述如下：

如图2所示，空气源热泵供暖/制冷运行工况，操作步骤为：

打开所述电控阀z2、z12、z13、z5、z1、z14、z15，关闭所述电控阀z3、z4、z6、z7、z8、z9、z10、z11；供暖工况下，热泵D.1通过空气-水换热器单元C、第一循环水泵单元E吸收空气中的热量，经内部循环后通过第二循环水泵单元G向用户侧单元B供暖；制冷工况下，热泵D.1通过内部四通换向阀切换为制冷工况，热泵D.1通过用户侧单元B的空调设备末端B1、第二循环水泵单元G吸收房间的热量，经内部循环后通过第一循环水泵单元E、空气-水换热器单元C向空气排热；本工况适用于供暖初期、末期运行，以及制冷初期、末期运行。

如图3所示，土壤源热泵供暖/制冷运行工况，操作步骤为：

打开所述电控阀z6、z3、z12、z13、z7、z14、z15，关闭所述电控阀z1、z2、z4、z5、z8、z9、z10、z11；

供暖工况下，热泵D.1通过地埋管单元A、第一循环水泵单元E吸收土壤中的热量，经内部循环后通过第二循环水泵单元G向用户侧单元B供暖；制冷工况下，热泵D.1通过内部四通换向阀切换为制冷工况，热泵D.1通过用户侧单元B的空调设备末端B1、第二循环水泵单元G吸收房间的热量，经内部循环后通过第一循环水泵单元E、地埋管单元A向土壤排热；本工况适用于供暖中期、供冷中期运行。

如图4所示，空气源蓄热运行工况，操作步骤为：

打开所述电控阀z2、z4、z7、z6、z1，关闭所述电控阀z1、z3、z5、z8、z9、z10、z11 、z12、z13、z14、z15；空气-水换热器单元C吸收空气中的热量，通过第一循环水泵单元E、地埋管单元A向土壤蓄热；经全年动态负荷计算，从土壤取出的热量大于向土壤排入的热量时，本工况适用于在非供暖、制冷季运行，向土壤蓄热。

如图5所示，土壤源直接制冷运行工况，操作步骤为：

打开所述电控阀z9、z7、z6、z3、z10、z11，关闭所述电控阀z1、z2、、z4、z5、z8、z9、z12、z13、z14、z15；空气-水换热器单元C吸收空气中的热量，通过第一循环水泵单元E、地埋管单元A向土壤蓄热；通过用户侧单元B的空调设备末端B1、第二循环水泵单元G吸收房间的热量，经水-水换热器单元F热交换后，通过第一循环水泵单元E、地埋管单元A向土壤排热；本工况适用于供冷初期运行。

如图6所示，空气源、土壤源热泵制冷运行工况，操作步骤为：

打开所述电控阀z2、z12、z13、z7、z6、z1、z14、z15，关闭所述电控阀z3、z4、z5、z8、z9、z10、z11、z12、z13；热泵D.1通过内部四通换向阀切换为制冷工况，热泵D.1通过用户侧单元B的空调设备末端B1、第二循环水泵单元G吸收房间的热量，经内部循环后通过第一循环水泵单元E、空气-水换热器单元C向空气和地埋管单元A向土壤排热。经全年动态负荷计算，从土壤取出的热量小于向土壤排入的热量时，本工况适用于在供冷中期运行。

Claims

1.一种空气源、土壤源复合热泵系统，其特征在于：包括地埋管单元（A）、第一循环水泵单元（E）、第二循环水泵单元（G）、空气-水换热器单元（C）、水-水换热器单元（F）、热泵机组单元（D）、用户侧单元（B）；

所述地埋管单元（A），由地埋管（A.1）、地埋管进水口（A.2）和地埋管出水口（A.3）构成；

所述第一循环水泵单元（E），由第一循环水泵（E.1）、第一膨胀水箱（E.2）和电控阀构成；

所述第二循环水泵单元（G），由第二循环水泵（G.1）、第二膨胀水箱（G.2）和电控阀构成；

所述空气-水换热器单元（C），由风扇（C.1）、换热盘管（C.2）、换热盘管进水口（C.3）和换热盘管出水口（C.4）构成；

所述水-水换热单元F，由水-水换热器F.1和电控阀构成；

所述热泵机组单元（D），由热泵（D.1）和电控阀构成；

所述第一膨胀水箱（E.2）出水口与所述第一循环水泵（E.1）进水口连通；第一循环水泵（E.1）出水口分别经电控阀（z7）与所述地埋管进水口（A.2）连通，经电控阀（z5、z6）与地埋管出水口（A.3）连通，经电控阀（z5、z1）与所述换热盘管进水口（C.3）连通；换热盘管出水口（C.4）经电控阀（z2、z4）与第一循环水泵（E.1）进水口连通；

所述水-水换热器（F.1）的壳程通道一个管口经电控阀（z9）与第一循环水泵（E.1）进水口连通，壳程通道另一个管口经电控阀（z8、z3、z5）与第一循环水泵（E.1）出水口连通，并经电控阀（z2）与换热盘管出水口（C.4）连通；水-水换热器（F.1）的管程通道一个管口经电控阀（z10）与所述用户侧单元（B）的空调设备末端（B.1）连通，管程通道的另一个管口经电控阀（z11）与所述第二循环水泵（G.1）出水口连通，并经电控阀（z15）与所述热泵（D.1）第一通道一个泵口连通，热泵（D.1）第一通道另一个泵口经电控阀（z14）与用户侧单元（B）的空调设备末端（B.1）连通，并与电控阀（z10）连通；热泵（D.1）第二通道一个泵口经电控阀（z13）与第一循环水泵（E.1）进水口连通，热泵（D.1）第二通道另一个泵口经电控阀（z12、z3、z5）与第一循环水泵（E.1）出水口连通；

第二循环水泵（G.1）进水口分别与所述第二膨胀水箱（G.2）和所述用户侧单元（B）的空调设备末端（B.1）连通。