一種應用于天然氣場站的土壤源熱泵系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型設及一種±壤源熱累系統，具體設及一種應用于天然氣場站的±壤源 熱累系統。
【背景技術】
[0002] 目前，在天然氣場站中，傳統天然氣加熱、建筑的采暖與空調制冷W及生活熱水供 應的能源系統都是相互獨立的，并且能源效率較低，具體如下：
[0003] 在天然氣場站中，通常設有天然氣的調壓功能，即通過調壓器將高壓天然氣降壓 至中壓或低壓后供給下游用戶。根據焦耳-湯姆遜效應，伴隨著天然氣的降壓，天然氣的溫 度也隨之降低，有時降壓后的天然氣溫度將達到0°W下。對于來氣溫度為0~5°C的天然 氣，由4MPa降至0. 4MPa，天然氣溫度降低約20°C，如果不對調壓前的天然氣加熱，調壓后天 然氣溫度過低，有可能在管道內生成天然氣水合物（一種固態白色粉末），造成管道阻塞， 影響到管道的正常輸氣。另外，天然氣管道溫度過低，也會造成鋼質管道的安全運行。如用 作天然氣管道的20#鋼管，不能在低于-20°C的環境下運行。
[0004] 為此，通常要在天然氣調壓前，對天然氣進行升溫加熱，確保調壓后的天然氣溫度 不低于〇°C。常用的天然氣加熱方法有兩種：（1)利用電加熱器對天然氣進行加熱；（2)利 用燃氣鍋爐加熱熱水，然后利用管殼式換熱器對天然氣加熱。利用電加熱方法系統簡單，但 運行成本較高。同時，電加熱時熱功率較大，需要安裝較大功率的變壓器W及支付一筆不 小的電力增容費。雖然相對電加熱方法，利用燃氣鍋爐來加熱天然氣，運行成本有所降低。 但鍋爐系統的缺點也十分明顯：鍋爐熱效率較低，同時需要配置燃氣供應系統，還要設專用 的燃氣鍋爐房，為防止燃氣泄漏帶來的安全問題，燃氣鍋爐房的電氣設備都選用防爆產品。 另外，鍋爐屬于壓力容器，每年還要對鍋爐進行年檢，無論運行管理還是系統設計都十分復 雜。對于城鎮燃氣場站，天然氣加熱大多發生在冬季，在其它季節，基本不需要加熱。運樣 無論電加熱還是利用燃氣鍋爐加熱。只能在一年部分季節運行，其它時間停運，設備利用效 率不高。 陽0化]對于夏熱冬冷地區的天然氣場站，站內建筑通常配置分體式空調進行夏季制冷和 冬季采暖。在北方地區（如北京地區），冬季即使空調全負荷運行，由于室外氣溫較低，利用 分體空調采暖的效果并不好。生活熱水還需要配置電鍋爐或燃氣鍋爐解決。也有燃氣企業 直接利用燃氣鍋爐解決場站內的采暖和生活熱水需求。上述已提到，除燃氣鍋爐房的防爆 W及系統復雜性外，鍋爐的排煙也帶來了環境污染問題。
[0006] 天然氣場站的傳統供能系統效率低下、系統復雜，已是不爭的事實，迫切需要采 用新的供能技術解決運些問題。 【實用新型內容】
[0007] 鑒于現有技術的上述缺陷，本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種滿足天 然氣場站在不同季節的各種冷熱負荷需求的熱累系統。
[0008] 為了實現上述目的，本實用新型提供了一種應用于天然氣場站的±壤源熱累系 統，技術方案如下：
[0009] 一種應用于天然氣場站的±壤源熱累系統，包括通過循環冷熱水管連接的±壤源 熱累機組、地埋管、地埋管側循環水累、用戶側循環水累、天然氣換熱器、風機盤管、地埋管 分水器、地埋管集水器、用戶側分水器、用戶側集水器；在地埋管的出水端和±壤源熱累機 組地埋管側的入水端之間安裝有地埋管側循環水累及地埋管集水器，在±壤源熱累機組地 埋管側的出水端和地埋管的入水端之間安裝地埋管分水器，在±壤源熱累機組用戶側的出 水端與天然氣換熱器或風機盤管的入水端之間安裝有用戶側分水器，在±壤源熱累機組用 戶側的入水端與天然氣換熱器或風機盤管的出水端之間安裝用戶側循環水累及用戶側集 水器。
[0010] 優選地，±壤源熱累機組為復合式，至少包括兩臺±壤源熱累機組。
[0011] 優選地，±壤源熱累機組包括熱回收器。±壤源熱累系統還包括生活熱水箱，生活 熱水箱與熱回收器連接。±壤源熱累系統還包括膨脹水箱，膨脹水箱安裝在用戶側集水器 和用戶側循環水累之間。±壤源熱累系統還包括補水裝置，補水裝置安裝在用戶側集水器 和用戶側循環水累之間。
[0012] 優選地，地埋管是水平地埋管、垂直地埋管或螺旋形地埋管之中的一種或多種的 組合。更優選地，地埋管選用垂直地埋管。
[0013] 本實用新型的有益效果是：
[0014] 1、節能效果明顯，能源利用率高。±壤源熱累通過電驅動，吸收或者釋放地下熱 量。在無論制冷還是供熱時，其熱效率將達到4.0W上，即利用IkW的電將制冷或供熱 4.OkW。W供應IOOkW的熱計算，如用電加熱器，需要電功率lOOkW，如用燃氣鍋爐供熱，需 要熱負荷約IlOkW(熱效率按90%計），而本專利中的熱累系統運行時，只需要25kW。很明 顯，±壤源熱累的節能率達到77%，節能效果明顯。
[0015] 2、環保效果好。±壤源熱累只使用部分電力用力就解決場站內的冷熱負荷，無排 放的廢氣和廢水，對周圍大氣影響小，環保效果好。而鍋爐系統燃燒后有煙氣排放，污染大 氣。
[0016] 3、設備利用效率高。相對傳統的天然氣場站供能形式，燃氣鍋爐或者電加熱器只 在冬季運行，夏季停止運行。±壤源熱累無論冬季還是夏季都能運行，設備利用率大幅提 局。
[0017] 4、制冷和供熱效果好，±壤源熱累系統無論制冷還是供暖，系統穩定，通過風機 盤管，制冷和制熱效果好。而傳統的分體空調，在冬季供暖效率衰減嚴重。
[0018] 5、工程投資低。傳統的電加熱，配置大功率的變壓器W及支付高昂的電力增容費， 直接導致工程投資超高。對于鍋爐加熱系統，鍋爐和分體空調造價較高，同時壽命有限。本 專利中，IkW的±壤源熱累機組的不足投資僅2000元，而IkW制熱能力的燃氣鍋爐投資約 1500元，對于夏季制冷，還需要增加電空調的投資，平均IkW的電空調的投資約1000元，傳 統采暖與空調制冷投資約2500元AW。顯然±壤源熱累工程投資價格更加有優勢。另外， ±壤源熱累系統地下部分壽命50年，地上部分約30年，即使熱累機組也能達15年，傳統的 場站中無論鍋爐還是電加熱器很難達到該要求。
[0019] 6、安全可靠，相對傳統系統中的燃氣鍋爐加熱系統，本專利技術中的設備所需能 源為電力，無需燃氣和選用防爆設備，不存在燃氣泄漏帶來的爆炸等問題，本系統運行安全 可靠。
[0020] 7、系統可靠性，將±壤源系統內熱累機組分組設置，冬季分別用于天然氣加熱、供 暖，夏季均用于制冷，不僅設備利用效率提到，而且還提高了天然氣場站冬季天然氣加熱、 夏季供冷的可靠性。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本實用新型一個較佳實施例的±壤源熱累系統的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0022] 下面實施例是對本實用新型作進一步地詳細說明，實施例是在W本實用新型技術 方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，但本實用新型的保護 范圍不限于下述實施例。
[0023] ±壤源熱累是指W地下±壤為低溫熱源，由水源熱累機組、地熱能交換系統、熱累 機房輔助設備組成的冷熱源系統。±壤源熱累消耗IkW的能量，用戶可W得到4kWW上的 熱量。通過輸入少量的高位能源，將低溫位能向高溫位能轉移，W實現既可供熱又可供冷的 高效節能空調系統。±壤源熱累夏季向地下±壤放熱、冬季從地下±壤吸收熱量。對于一 些夏季制冷比冬季采暖時間較長的地區，夏季向地下放熱可能大于冬季從地下取熱，會造 成地下±壤的熱不平衡。在夏季通過熱累機組內配置的熱回收期對冷凝熱加W回收，可W 避免±壤的熱堆積，改善±壤的熱平衡性。目前，±壤源熱累技術作為一種先進的、高效的 節能技術廣泛應用在各類民用建筑、公共建筑中，而在燃氣行業的天然氣場站中尚未使用。
[0024] 天然氣場站內冷熱負荷需求有多種形式：包括天然氣的加熱、建筑供暖和供冷W 及生活熱水供應，通過歸類分析可W發現，只有冷負荷與熱負荷兩種需求。針對天然氣場站 中傳統供能技術解決場站多種冷熱負荷需求，運行成本高、效率低、設備利用率低，同時還 需要解決防爆等問題，本實施例提出了一種新的能源高效利用技術，即在利用先進的±壤 源熱累技術同時解決天然氣場站內的天然氣加熱、建筑冬季供暖和夏季供冷W及生活熱水 供應需求。在冬季供暖時±壤源熱累^±壤為吸熱源，冷媒在蒸發器中蒸發吸取地下±壤 的熱量，經壓縮機壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，然后進入冷凝器加熱系統循環水，制取50°C 的熱水送入空調房間達到制熱的目的。在夏季制冷時±壤源熱累^±壤為排熱源，冷媒在 蒸發器中蒸發吸取空調房間的熱量，再經壓縮機壓縮成高溫高壓的過熱蒸汽，然后進入冷 凝器，把熱量釋放到地下±壤中。該技術可通過能源的綜合高效利用，利用一套±壤源熱累 系統解決天然氣場站內各種冷熱負荷需求，并降低運行成本。
[00巧]該系統包括通過循環冷熱水管連接的±壤源熱累機組、地埋管、地埋管側循環水 累、用戶側循環水累、天然氣換熱器、風機盤管、地埋管分水器、地埋管集水器、用戶側分水 器、用戶側集水器；在地埋管的出水端和±壤源熱累機組地埋管側的入水端之間安裝有地 埋管側循環水累及地埋管集水器，在±壤源熱累機組地埋管側的出水端和地埋管的入水端 之間安裝地埋管分水器，在±壤源熱累機組用戶側的出水端與天然氣