專利名稱：全熱回收蓄能型地能熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及地源熱泵蓄能空調(diào)，特別是一種利用地下能源帶熱回收的 地能熱泵蓄能型集中空調(diào)系統(tǒng)。
技術(shù)背景
近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，電力供應(yīng)日益緊張，而電力供應(yīng)緊張 主要有兩個(gè)特點(diǎn) 一是電網(wǎng)負(fù)荷率低，系統(tǒng)峰谷差加大(峰谷差占高峰負(fù)荷 之比高達(dá)25 30%)。 二是隨著用電結(jié)構(gòu)的變化，工業(yè)用電比重相對(duì)減少，城 市生活、商業(yè)用電快速增長(zhǎng)，大多數(shù)城區(qū)的負(fù)荷增長(zhǎng)達(dá)到16 24%，城市電 網(wǎng)遠(yuǎn)不能適應(yīng)。而城市建筑中空調(diào)耗電量占有很大比重，在電力供應(yīng)緊張的 情況下，需要采取峰谷電價(jià)政策，鼓勵(lì)用戶使用低谷電，避免高峰用電。
地源熱泵技術(shù)是利用地球表面淺層水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太 陽(yáng)能和地?zé)崮芏纬煽稍偕蜏責(zé)崮苜Y源，并采用熱泵原理，即通過少量的 高位熱能的輸入把不能直接利用的低位熱能轉(zhuǎn)化為可利用的高位能，從而達(dá) 到節(jié)省高位能的目的。而如何將地源熱泵技術(shù)應(yīng)用于空調(diào)系統(tǒng)中，并結(jié)合峰 谷用電，實(shí)現(xiàn)降低空調(diào)用電量，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的是目前所面臨的課題之
發(fā)明內(nèi)容
為此，本實(shí)用新型的目的在于提供一種利用地下能源帶熱回收的地能熱泵 蓄能型集中空調(diào)系統(tǒng)，利用地源熱泵技術(shù)并結(jié)合峰谷用電情況，進(jìn)行合理用 電，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。
一種全熱回收型地能熱泵蓄能中央空調(diào)系統(tǒng)，包括地下?lián)Q熱循環(huán)單元， 地能熱泵循環(huán)單元，空調(diào)末端循環(huán)單元、蓄能循環(huán)單元和生活熱水循環(huán)單元，其中
所述地下?lián)Q熱循環(huán)單元，從地下土壤中獲取地能，其包括地下?lián)Q熱循 環(huán)泵、集水器、分水器、地下埋管和閥門；
所述地能熱泵循環(huán)單元，將地下?lián)Q熱循環(huán)單元獲取的地能進(jìn)行制冷或制
熱，并制取生活熱水，其包括蒸發(fā)器、冷凝器、電子膨脹閥、壓縮機(jī)、熱 回收器；
所述空調(diào)末端循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元產(chǎn)生的冷量或熱量供給末
端用戶，其包括換熱板塊、冷凍水循環(huán)泵；
所述蓄能循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元產(chǎn)生的冷量或熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)，
并在用電高峰期進(jìn)行釋放，其包括蓄能裝置、蓄能循環(huán)泵；
所述生活熱水循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元制取的生活熱水送至末端
用戶，其包括熱水箱、熱水循環(huán)泵。
所述蓄能裝置通過蒸發(fā)器與換熱板塊連接。 所述蒸發(fā)器與換熱板塊之間設(shè)置有蓄能循環(huán)泵。
所述地下埋管一端通過分水器與冷凝器連接，另一端通過集水器和地下 換熱循環(huán)泵與冷凝器連接。
所述蒸發(fā)器通過壓縮機(jī)與熱回收器連接，所述熱回收器通過冷凝器與電 子膨脹閥連接。
本實(shí)用新型具有以下有益效果
1、 利用蓄能空調(diào)峰谷電價(jià)差，削峰填谷、平衡電力負(fù)荷。
2、 節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)減少了機(jī)組裝機(jī)容量、節(jié)省了空調(diào)用戶的投資費(fèi)用。
3、 利用地源熱泵技術(shù)節(jié)省能源，減少能源消耗，而且受室外環(huán)境影響小，在室外溫度為-10度時(shí)，系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。
圖1為本實(shí)用新型工作原理圖。
圖中標(biāo)識(shí)說明地源熱泵機(jī)組1、蓄能裝置2、換熱板塊3、熱水箱4、 蓄 能循環(huán)泵5、熱水循環(huán)泵6、地下?lián)Q熱循環(huán)泵7、集水器8、分水器9、冷凍水 循環(huán)泵IO、熱水供水泵ll、電動(dòng)閥門12-17、壓縮機(jī)18、電子膨脹閥19、蒸 發(fā)器20、熱回收器2K冷凝器22、地下埋管23、閥門24、膨脹水箱25。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的核心思想是通過地能熱泵循環(huán)單元從地下土壤中獲取地 能，并通過地能熱泵循環(huán)單元對(duì)地能進(jìn)行制冷或供熱，以及制取生活熱水， 然后通過空調(diào)末端循環(huán)單元將產(chǎn)生的冷量或熱量供給末端用戶，以及通過生 活熱水循環(huán)單元將地能熱泵循環(huán)單元制取的生活熱水送至末端用戶，同時(shí)根 據(jù)峰谷用電情況，將在用電低峰時(shí)產(chǎn)生的熱能或冷量?jī)?chǔ)存在蓄能裝置中，在 用電高峰時(shí)進(jìn)行釋放，從而平衡了電力負(fù)荷，減少了正常的空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用。
為闡述本實(shí)用新型的思想及目的，下面將結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用 新型做進(jìn)一步說明。
請(qǐng)參見圖1所示，本實(shí)用新型提供一種全熱回收型地能熱泵蓄能中央空 調(diào)系統(tǒng)，主要包括有地下?lián)Q熱循環(huán)單元，地能熱泵循環(huán)單元，空調(diào)末端循 環(huán)單元、蓄能循環(huán)單元和生活熱水循環(huán)單元。其中所述地下?lián)Q熱循環(huán)單元， 主要用于進(jìn)行地?zé)徂D(zhuǎn)換，從地下土壤中獲取地能，其包括地下?lián)Q熱循環(huán)泵7、 集水器8、分水器9、地下埋管23和閥門24，所述地下埋管23埋設(shè)于地下， 其管內(nèi)部填充有循環(huán)介質(zhì)，主要為乙二醇溶液，地下埋管23—端通過分水器 9以及閥門24與冷凝器22連接，另一端通過集水器8和地下?lián)Q熱循環(huán)泵7與冷凝器22連接。其中分水器9將管內(nèi)流動(dòng)介質(zhì)分散到地下埋管23的各個(gè)小 管，通過小管道與土壤進(jìn)行熱交換，再流回集水器8中，從而從土壤中獲得 能量，然后通過地下?lián)Q熱循環(huán)泵7傳遞到冷凝器22中。
其中所述地能熱泵循環(huán)單元，其主要包括有蒸發(fā)器20、冷凝器22、電 子膨脹閥19、壓縮機(jī)18、熱回收器21;其主要用于將地下?lián)Q熱循環(huán)單元獲取 的地能進(jìn)行提升，達(dá)到制冷或供熱制取生活熱水的目的，其中所述蒸發(fā)器20 通過壓縮機(jī)18與熱回收器21連接，熱回收器21通過熱水循環(huán)泵6與熱水箱 4連接，在蒸發(fā)器20與冷凝器22之間通過電子膨脹閥19連接。
這里蒸發(fā)器20 —端通過電動(dòng)閥門12與蓄能裝置2連接，另一端則通過 蓄能循環(huán)泵5與換熱板塊3連接，而在蓄能裝置2與換熱板塊3之間還設(shè)置 有一個(gè)膨脹水箱25，其作用是吐納水系統(tǒng)水體的膨脹或收縮余量，低溫時(shí)(開 機(jī)期間)不會(huì)倒空，高溫時(shí)(停機(jī)期間)不會(huì)外溢和穩(wěn)壓水系統(tǒng)的控制點(diǎn)。
空調(diào)末端循環(huán)單元，主要用于將地能熱泵循環(huán)單元制冷或供熱產(chǎn)生的冷 量或熱量供給末端用戶，其包括有換熱板塊3、冷凍水循環(huán)泵10。其中換 熱板塊3分別連接有空調(diào)供水管和空調(diào)出水管，空調(diào)回水管經(jīng)過冷凍水循環(huán) 泵10進(jìn)行后與換熱板塊3進(jìn)行熱量交換，從中吸收冷量或熱量，并通過空調(diào) 供水管送至末端用戶。
蓄能循環(huán)單元，其主要用于將地能熱泵循環(huán)單元產(chǎn)生的冷量或熱量在特 定的時(shí)間段儲(chǔ)存起來(lái)，并在用電高峰期進(jìn)行釋放，其包括有蓄能裝置2、蓄 能循環(huán)泵5。
生活熱水循環(huán)單元，主要用于將地能熱泵循環(huán)單元制取的生活熱水送至 末端用戶，其包括熱水箱4、熱水循環(huán)泵6。這里的熱水循環(huán)泵6位于熱水 箱4和熱回收器21之間，可將熱回收器21所產(chǎn)生的熱水經(jīng)熱水箱4和熱水供水泵ll供給用戶。
以上對(duì)本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理的說明，下面將結(jié)合圖1對(duì)本實(shí)用新型的工作 原理做進(jìn)一步介紹。
本實(shí)用新型工作方式主要包括有地能熱泵機(jī)組單獨(dú)供冷供熱、蓄能裝置 單獨(dú)供冷供熱、地能熱泵聯(lián)合蓄能裝置供冷供熱、地能熱泵蓄冷蓄熱。下面 將結(jié)合附圖逐一說明。
一、 地能熱泵機(jī)組單獨(dú)供冷供熱，此時(shí)通過關(guān)閉電動(dòng)閥門12和電動(dòng)閥門 13，調(diào)節(jié)電動(dòng)閥門14，使循環(huán)介質(zhì)經(jīng)過地能熱泵主機(jī)組1中的蒸發(fā)器20 (冬 季為冷凝器)換熱后通過電動(dòng)閥門15流向換熱板塊3與末端空調(diào)水進(jìn)行熱量 交換，最后通過蓄能循環(huán)泵5流回地能熱泵主機(jī)1內(nèi)的蒸發(fā)器20進(jìn)行下一輪 循環(huán)，完成地能熱泵子系統(tǒng)循環(huán)。而載冷劑水在換熱板塊3進(jìn)行熱量交換后， 溫度降低(升高)并通過空調(diào)供水管流向末端設(shè)備，在空調(diào)循環(huán)泵的帶動(dòng)下， 流回板式換熱器，進(jìn)行下一輪空調(diào)末端循環(huán)。熱水循環(huán)系統(tǒng)主要從熱回收裝 置中獲得熱量，在熱水循環(huán)泵6的帶動(dòng)下經(jīng)過熱水箱4流向各個(gè)用戶，多余 的熱水與熱水補(bǔ)水在熱水箱混合后，流回?zé)峄厥昭b置進(jìn)行熱交換。地下循環(huán) 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，循環(huán)介質(zhì)在地下循環(huán)泵7的推動(dòng)下，流向分水器9，再流向地下 各個(gè)分支，各分支與相接觸的土壤發(fā)生熱交換后，最終經(jīng)集水器8流回地能 熱泵1中的冷凝器22，完成地下?lián)Q熱循環(huán)。
二、 蓄能裝置單獨(dú)供冷供熱，關(guān)閉集地能熱泵單元l、地下?lián)Q熱循環(huán)泵7、 關(guān)閉電動(dòng)閥門14，調(diào)節(jié)電動(dòng)閥門15，使循環(huán)介質(zhì)經(jīng)過蓄熱裝置2換熱后通過 電動(dòng)閥13流向換熱板塊3，實(shí)現(xiàn)與末端空調(diào)水進(jìn)行熱量交換，最后通過蓄能 循環(huán)泵5通過地能熱泵主機(jī)1中的蒸發(fā)器20流回蓄能換熱裝置2進(jìn)行下一輪 循環(huán)，完成蓄熱裝置單元循環(huán)。三、 地能熱泵聯(lián)合蓄能裝置供冷供熱，當(dāng)室內(nèi)負(fù)荷較大，要求大溫差送風(fēng)
時(shí)，可采用地源熱泵與蓄能裝置聯(lián)合運(yùn)行，關(guān)閉閥門14，調(diào)節(jié)閥門15，循環(huán) 介質(zhì)經(jīng)過地能熱泵主機(jī)1蒸發(fā)器20 (冬季為冷凝器)換熱后一部分通過電動(dòng) 閥門12流向蓄熱裝置2，另外一部分循環(huán)介質(zhì)通過電動(dòng)闊15，最終兩者混合 后流向換熱板塊3與末端空調(diào)水進(jìn)行熱量交換，最后通過蓄能循環(huán)泵5流回 地能熱泵主機(jī)l的蒸發(fā)器20進(jìn)行下一輪循環(huán)，完成地源熱泵與蓄能裝置系統(tǒng) 聯(lián)合循環(huán)。
四、 地能熱泵蓄冷供熱，當(dāng)無(wú)負(fù)荷要求，或處于電價(jià)低谷期間，通過關(guān)閉 電動(dòng)閥門16、 15可實(shí)現(xiàn)地能熱泵主機(jī)1向蓄能裝置2蓄能，循環(huán)介質(zhì)經(jīng)過地 能熱泵主機(jī)1中蒸發(fā)器20 (冬季為冷凝器22)換熱后通過電動(dòng)閥門12流向 蓄能裝置2與其進(jìn)行熱量交換，最后通過電動(dòng)閥門13、 14以及蓄能循環(huán)泵5 流回地能熱泵主機(jī)l中蒸發(fā)器20進(jìn)行下一輪循環(huán)，完成地能熱泵蓄能循環(huán)。
以上是對(duì)本實(shí)用新型所提供的一種全熱回收蓄能型地能熱泵中央空調(diào)系 統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理及實(shí) 施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思 想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí) 施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為 對(duì)本實(shí)用新型的限制。
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權(quán)利要求1、一種全熱回收蓄能型地能熱泵中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于包括地下?lián)Q熱循環(huán)單元，地能熱泵循環(huán)單元，空調(diào)末端循環(huán)單元、蓄能循環(huán)單元和生活熱水循環(huán)單元，其中所述地下?lián)Q熱循環(huán)單元，從地下土壤中獲取地能，其包括地下?lián)Q熱循環(huán)泵(7)、集水器(8)、分水器(9)、地下埋管(23)和閥門(24)；所述地能熱泵循環(huán)單元，將地下?lián)Q熱循環(huán)單元獲取的地能進(jìn)行制冷或制熱，并制取生活熱水，其包括蒸發(fā)器(20)、冷凝器(22)、電子膨脹閥(19)、壓縮機(jī)(18)、熱回收器(21)；所述空調(diào)末端循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元產(chǎn)生的冷量或熱量供給末端用戶，其包括換熱板塊(3)、冷凍水循環(huán)泵(10)；所述蓄能循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元產(chǎn)生的冷量或熱量?jī)?chǔ)存起來(lái)，并在用電高峰期進(jìn)行釋放，其包括蓄能裝置(2)、蓄能循環(huán)泵(5)；所述生活熱水循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元制取的生活熱水送至末端用戶，其包括熱水箱(4)、熱水循環(huán)泵(6)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述蓄能裝置(2)通過蒸發(fā)器(20)與換熱板塊(3)連接。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述蒸發(fā)器(20) 與換熱板塊(3)之間設(shè)置有蓄能循環(huán)泵(5)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述地下埋管(23) 一端通過分水器(9)與冷凝器(22)連接，另一端通過集水器(8)和地 下?lián)Q熱循環(huán)泵(7)與冷凝器(22)連接。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述中央空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述蒸發(fā)器(20)通過壓縮機(jī)(18)與熱回收器(21)連接，所述熱回收器(21)通過冷凝 器(22)與電子膨脹閥(19)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種全熱回收型地能熱泵蓄能中央空調(diào)系統(tǒng)，包括地下?lián)Q熱循環(huán)單元，從地下土壤中獲取地能；地能熱泵循環(huán)單元，將獲取的地能進(jìn)行制冷或制熱，并制取生活熱水；空調(diào)末端循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元產(chǎn)生的冷量或熱量供給末端用戶；蓄能循環(huán)單元，在特定時(shí)間段內(nèi)將冷量或熱量?jī)?chǔ)存，在負(fù)荷高峰期釋放能量；生活熱水循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元制取的生活熱水送至末端用戶。本實(shí)用新型通過將地源熱泵技術(shù)以及與蓄能空調(diào)峰谷電價(jià)差情況相結(jié)合，達(dá)到平衡電力負(fù)荷，減少空調(diào)運(yùn)行費(fèi)用，減少能源消耗，節(jié)省能源的目的。
文檔編號(hào)F24F3/00GK201259282SQ200820095150
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月27日
發(fā)明者巢民強(qiáng) 申請(qǐng)人:深圳市莊合熱泵空調(diào)有限公司;深圳市大升高科技工程有限公司