地源热泵地下换热器分集水器系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及空调设备技术领域，特别是涉及一种地源热泵地下换热器分集水 器系统。
【背景技术】
[0002] 土壤作为热源、冷源，通过高效地源热泵机组向建筑物供热或供冷。高效地源热泵 机组的能效比一般能达到4. Okw/kw以上，与传统的冷水机组加锅炉的配置相比，全年能耗 可节省40%左右。工程项目中，考虑到空调部分负荷时段运行情况，地源热泵机组都为2-4 台设计，主要问题在于设计师考虑到多台热泵主机并联，通过启停主机数量和主机自身调 节负荷率应对部分的负荷调节，却忽略了地下换热器作为吸热、排热源的不同负荷率条件 下的变化。《地源热泵系统工程规范》对地下换热器的管内流速、流态都做了明确要求。在 部分符合率时，尤其是当1台热泵主机对应全部地下换热器时，分配到每个地下换热器的 水量急剧下降，地下换热器管内流态达不到规范要求的流速，流态也达不到紊流，地下换热 器换热量急剧下降，造成热泵供热量、供冷量不足。 【实用新型内容】
[0003] 针对上述现有技术的缺陷，本实用新型提供一种地源热泵地下换热器分集水器系 统，以克服现有技术的地源热泵系统地下换热器在低负荷期间地埋管水流状态程层流问 题、部分负荷下地下换热器轮换运行以及地下换热器在初夏提供的水温度过低的问题。
[0004] 为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
[0005] 一种地源热泵地下换热器分集水器系统，接在空调的一侧，包括依次串联组合成 闭合回路的地源热泵机组、地埋管分水器、地埋换热器、地埋管集水器、水泵机组；所述地埋 换热器由多路地下换热器支路组成，所述地埋管分水器连接有多条分水支路，多条分水支 路上设置有控制阀，所述地埋管集水器连接有多条集水支路，多条集水支路设置有电动控 制阀，所述地埋管分水器通过分水支路后与地下换热器支路对应连接，所述地下换热器支 路对应通过集水支路后与地埋管集水器连接；所述地埋管分水器与地埋管集水器间设置有 连接地埋管分水器与地埋管集水器的恒温混水阀，实现多路地下换热器支路的轮换工作， 缓解持续放热、吸热带来的压力，有效的提高使用效率。
[0006] 作为对上述技术方案的改进，所述地源热泵地下换热器分集水器系统还包括补水 装置，所述补水装置与水泵机组相连接。
[0007] 作为对上述技术方案的改进，所述地源热泵机组由3台热泵主机并联连接而成。
[0008] 作为对上述技术方案的改进，所述水泵机组由4台水泵并联连接而成。
[0009] 作为对上述技术方案的改进，所述分水支路有9个。
[0010] 作为对上述技术方案的改进，所述集水支路有9个。
[0011] 作为对上述技术方案的改进，所述地下换热器支路有9个，每一个所述地下换热 器支路由60路地埋管并联连接而成。
[0012] 本实用新型的地源热泵地下换热器分集水器系统，3台热泵主机并联连接，4台水 泵并联连接（3用1备），分水器、集水器、地下换热器支路均为9个支路（Ml-M9)，每个支 路连接的地埋管数量均为60路，每3个地下换热器支路为一个片区。根据热泵主机流量需 求，每三路支路流量满足一台主机流量需求。当开启3台热泵主机时，对应开启9路地下换 热器支路；当开启2台热泵主机时，对应开启6路地下换热器支路；当开启1台热泵主机时， 对应开启3路地下换热器支路。这样可以保证地下换热器管内流速达到《地源热泵系统工 程规范》要求的0. 4m/s，管内流态处于紊流状态。另外通过地埋管分区轮换，使得暂停使用 的片区土壤的储备的能量能够得到补充，缓解持续放热、吸热带来的压力，有效的提高使用 效率。
[0013] 在运行负荷较小时开启一台热泵主机，由计算表格（具体计算如下表所示）可以 看出在地埋管全部工作时地埋管水流状态为层流，不能使其达到很好的换热效果，同时有 开启三台水泵和主机造成能源的浪费而且效率也很低；此时只需开启1/3就可以让地埋管 内水流状态达到紊流，使其有很好的换热性能并且提高工作效率。在此设计中我们还可以 在部分负荷运行时让地埋管、热泵主机进行轮换间歇工作，这样既节约能源又保护运行设 备，达到满意的效果。
[0014] 具体计算（以全负荷3台主机运行为例，其他见表格）：
[0015] 冷却水量=598*0. 86/5 = 102. 86t/h
[0016] 水泵流量=102. 86*1. 1*3 = 339t/h
[0017] 井数=3*598*1. 05*1000/100/35 = 538 口
[0018] 单口井流量=339/538 = 0· 63t/h/ 口
[0019] V = Q/N = 339 + 538 + 3600+ (3. 1416 + 4X0. 0322) = 0· 218m/s
[0020] 按照地下换热器侧最不利工况，地下换热器水温5°C计算，查得水的参数如下：
[0021] (1)密度：1000kg/m3
[0022] (2)运动粘度：L 5968 X 10_6m2/s
[0023] 雷诺数 Re = 1000X0. 32X0. 032+ (1. 5968X 10-6X 1000) = 4365>2300
[0024] 结论：本项目管道内水流状态为紊流。
[0025]
【主权项】
1. 一种地源热泵地下换热器分集水器系统，接在空调的一侧，其特征在于，包括依次串 联组合成闭合回路的地源热泵机组、地埋管分水器、地埋换热器、地埋管集水器、水泵机组； 所述地埋换热器由多路地下换热器支路组成，所述地埋管分水器连接有多条分水支路，多 条分水支路上设置有控制阀，所述地埋管集水器连接有多条集水支路，多条集水支路设置 有电动控制阀，所述地埋管分水器通过分水支路后与地下换热器支路对应连接，所述地下 换热器支路对应通过集水支路后与地埋管集水器连接；所述地埋管分水器与地埋管集水器 间设置有连接地埋管分水器与地埋管集水器的恒温混水阀，实现多路地下换热器支路的轮 换工作。
2. 如权利要求1所述的地源热泵地下换热器分集水器系统，其特征在于，所述地源热 泵地下换热器分集水器系统还包括补水装置，所述补水装置与水泵机组相连接。
3.如权利要求1或2所述的地源热泵地下换热器分集水器系统，其特征在于，所述地源 热泵机组由3台热泵主机并联连接而成。
4.如权利要求3所述的地源热泵地下换热器分集水器系统，其特征在于，所述水泵机 组由4台水泵并联连接而成。
5.如权利要求3所述的地源热泵地下换热器分集水器系统，其特征在于，所述分水支 路有9个。
6. 如权利要求3所述的地源热泵地下换热器分集水器系统，其特征在于，所述集水支 路有9个。
7.如权利要求3所述的地源热泵地下换热器分集水器系统，其特征在于，所述地下换 热器支路有9个，每一个所述地下换热器支路由60路地埋管并联连接而成。
【专利摘要】本实用新型公开了一种地源热泵地下换热器分集水器系统，接在空调的一侧，包括依次串联组合成闭合回路的地源热泵机组、地埋管分水器、地埋换热器、地埋管集水器、水泵机组；所述地埋换热器由多路地下换热器支路组成，所述地埋管分水器连接有多条分水支路，多条分水支路上设置有控制阀，所述地埋管集水器连接有多条集水支路，多条集水支路设置有电动控制阀，所述地埋管分水器通过分水支路后与地下换热器支路对应连接，所述地下换热器支路对应通过集水支路后与地埋管集水器连接；所述地埋管分水器与地埋管集水器间设置有连接地埋管分水器与地埋管集水器的恒温混水阀，实现多路地下换热器支路的轮换工作。
【IPC分类】F25B30-06, F24F5-00
【公开号】CN204574340
【申请号】CN201520252846
【发明人】许玲玲, 管文太, 祝丹
【申请人】西安开元绿色能源科技发展有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月23日