一种分区补热的跨季节蓄热地埋管地源热泵系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于热栗系统技术领域，尤其是一种分区补热的跨季节蓄热地埋管地源热栗系统。
【背景技术】
[0002]伴随着我国城市化进程的不断加快，建筑业迅猛发展。城市建筑的快速发展给地源热栗系统的使用带来了巨大的发展潜力。作为节能的采暖措施，地源热栗在我国北方地区得到大力推广。冬季地埋管地源热栗以大地土壤为热源，将土壤换热器置入地下，将大地中的低位热能取出，通过热栗提升温度后实现对建筑物供暖，但是在以供暖为主的北方地区，由于取热量远大于补热量，土壤温度在非供暖季无法及时有效的恢复，土壤温度逐年下降，从而导致热栗系统的性能降低，最终导致无法达到供热要求。所以为了使地埋管地源热栗实现可持续运行，就需要考虑跨季节土壤蓄热技术来解决土壤热量失衡的问题。
[0003]对于跨季节土壤蓄热，目前大部分研究人员把目光集中在以太阳能为蓄热热源的技术上，就太阳能作为热源来说，虽然是取之不尽用之不竭的清洁能源，但是在应用到实际工程中还是出现了一些问题如能流密度低，需要大量的太阳能集热器面积才能满足供热要求，导致成本增高，同时太阳能系统的不稳定性和可靠性低使其推广受到限制。另一方面在系统设计上，为了实现系统的功能多样性，往往地埋管地源热栗在夏季还要承担制冷的功能，只能部分接受补热，使得太阳能系统在资源最丰富的夏季无法有效使用，整体补热效果降低，同时系统有多个回路，复杂性增加，忽略了经济方面的考虑，使其推广受到限制。
[0004]空气源热栗是现今应用较广泛的热栗系统之一，空气能的收集避免了太阳能收集的局限，由热力学知识可知空气源热栗在非供暖季自然空气温度较高的情况下制热效率高，夏季利用空气源热栗将空气热能储存到土壤中，冬季再由地埋管地源热栗从土壤取热为室内供热。但空气的比热小，若要达到充分的补热效果，降低机组容量，就需要打破常规的系统补热方式。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种分区补热的跨季节蓄热地埋管地源热栗系统，利用空气源热栗夏季制热，通过地埋管换热器为土壤补热，将夏季空气中的热量储存到了土壤中，实现地埋管地源热栗的长年连续运行，大大提高了热栗系统的供热性能和供热效果，满足连续供暖的需求。
[0006]为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是:一种分区补热的跨季节蓄热地埋管地源热栗系统，包括地埋管换热器系统、地源热栗机组、空气源热栗机组，所述的地埋管换热器系统包括依次通过管路连通的分水器、地埋管换热器和集水器；所述的集水器经第二循环水栗、第六阀门与地源热栗机组低品位热源侧进水口相连，分水器经第五阀门与地源热栗机组低品位热源侧出水口相连；地源热栗机组的供热侧出口通过第一循环水栗、第十阀门与用户的供水管相连；地源热栗机组的供热侧进口经第九阀门与用户的回水管相连；所述的空气源热栗机组是由风冷蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀通过管路相连构成补热系统；冷凝器的出水口经第七阀门与分水器相连，冷凝器的进水口经第八阀门和集水器相连。
[0007]进一步的技术方案，所述的地埋管换热器为两组，并列连通与分水器和集水器之间，在每组地埋管换热器进水端的管路上分别设有第三阀门和第四阀门，其出水端的管路上分别设有第一阀门和第二阀门。
[0008]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:本系统采用空气源热栗夏季制热通过地埋管换热器为土壤补热，实现了热量的跨季节转移，使地埋管地源热栗能够长年连续运行，也缓解了夏季热岛效应，节能效果显著；同时将地埋管换热系统分区，处于外围的地埋管不进行补热，内部地埋管交替补热，避免了空气源热栗机组选型过大的问题，提高了经济性。
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型的结构示意图；
[0010]图2是本实用新型中以地埋管地源热栗供热运行模式的示意图；
[0011]图3是本实用新型中以空气源热栗通过内区地埋管换热器为土壤分区补热运行模式的示意图；
[0012]图中:1.地埋管换热器，2.分水器，3.地源热栗机组，4.用户，5.冷凝器，6.压缩机，7.风冷蒸发器，8.节流阀，9.集水器，10.第一阀门，11.第二阀门，12.第三阀门，13.第四阀门，14.第五阀门，15.第六阀门，16.第七阀门，17.第八阀门，18.第九阀门，19.第十阀门，20.第一循环水栗，21.第二循环水栗，22.空气源热栗机组，23.地埋管换热器系统。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0014]本实用新型是一种分区补热的跨季节蓄热地埋管地源热栗系统，尤其适用于只有热负荷的住宅供暖和热负荷远大于冷负荷的公共建筑采暖空调。本实用新型利用由热力学知识，利用空气源热栗在非供暖季自然空气温度较高的情况下制热效率高的特点，在夏季利用空气源热栗将空气热能储存到土壤中，冬季再由地埋管地源热栗从土壤取热为室内供热。
[0015]本实用新型的具体实施方案参见图1所示，本实用新型包括地埋管换热器系统
23、地源热栗机组3、空气源热栗机组22，所述的地埋管换热器系统23包括依次通过管路连通的分水器2、地埋管换热器1和集水器9 ;所述的集水器9经第二循环水栗21、第六阀门15与地源热栗机组3低品位热源侧进水口相连，分水器2经第五阀门14与地源热栗机组3低品位热源侧出水口相连；地源热栗机组3的供热侧出口通过第一循环水栗20、第十阀门19与用户4的供水管相连；地源热栗机组3的供热侧进口经第九阀门18与用户4的回水管相连；所述的空气源热栗机组22是由风冷蒸发器7、压缩机6、冷凝器5、节流阀8通过管路相连构成补热系统；冷凝器5的出水口经第七阀门16与分水器2相连，冷凝器5的进水口经第八阀门17和集水器9相连。
[0016]其中，所述的地埋管换热器1为两组，并列连通与分水器2和集水器9之间，在每组地埋管换热器1进水端的管路上分别设有第三阀门12和第四阀门13，其出水端的管路上分别设有第一阀门10和第二阀门11。两组地埋管换热器1可以根据用户的需要、供暖期和非供暖期的具体情况选择同时使用或轮流使用，以保证供暖蓄热的基础上减少资源的浪费。
[0017]其中，在图2是本实用新型以地埋管地源热栗供热运行模式的示意图。该模式在冬季采取连续运行的方式，系统开启第九阀门18、第十阀门19、第一循环水栗20、地源热栗机组3、第五阀门14、第六阀门15以及地埋管换热器系统23，关闭空气源热栗机组22，形成地埋管地源热栗供热系统为用户供暖。从用户4出来的循环水进入地源热栗机组3，经分水器2进入地埋管换热器1进行冷热交换，经循环水吸热升温后，经集水器9、地源热栗机组3送入用户进行供暖。设置两组地埋管换热器1，可交替使用供暖，也便于保养和维护，提高机组和系统的使用寿命。其中，地埋管换热器1可以根据用户情况增设。
[0018]图3中是本实用新型以空气源热栗通过内区地埋管换热器为土壤分区补热运行模式的示意图。本实用新型中有两组地埋管换热器1，并分为I区和II区，在非供暖期，空气源热栗制热水为地埋管换热器系统分区补热。非供暖期，开启空气源热栗机组22、第七阀门16、第八阀门17、第四阀门13、第二阀门11、第二循环水栗21，关闭地源热栗机组3、第五阀门14、第六阀门15、第九阀门18、第十阀门19，热气源经风冷蒸发器7、压缩机6、经冷凝器5进入分水器2，经II区地埋管换热器1进入集水器9，后进入冷凝器5，经节流阀8回风冷蒸发器7，然后继续循环，实现空气源热栗为II区地埋管换热器补热。开启一段时间后，关闭第四阀门13、第二阀门11，开启第一阀门10、第三阀门12，为I区地埋管补热。
[0019]本系统采用空气源热栗夏季制热通过地埋管换热器为土壤补热，实现了热量的跨季节转移，使地埋管地源热栗能够长年连续运行，缓解了夏季热岛效应，节能效果显著；同时将地埋管换热系统分区，处于外围的地埋管不进行补热，内部地埋管交替补热，避免了空气源热栗机组选型过大的问题，提高了经济性。
【主权项】
1.一种分区补热的跨季节蓄热地埋管地源热栗系统，其特征在于，包括地埋管换热器系统(23)、地源热栗机组(3)、空气源热栗机组(22)，所述的地埋管换热器系统(23)包括依次通过管路连通的分水器(2)、地埋管换热器(1)和集水器(9);所述的集水器(9)经第二循环水栗(21)、第六阀门(15)与地源热栗机组(3)低品位热源侧进水口相连，分水器(2)经第五阀门(14)与地源热栗机组(3)低品位热源侧出水口相连；地源热栗机组(3)的供热侧出口通过第一循环水栗(20)、第十阀门(19)与用户(4)的供水管相连；地源热栗机组(3)的供热侧进口经第九阀门(18)与用户(4)的回水管相连；所述的空气源热栗机组(22)是由风冷蒸发器(7)、压缩机(6)、冷凝器(5)、节流阀(8)通过管路相连构成补热系统；冷凝器(5)的出水口经第七阀门(16)与分水器(2)相连，冷凝器(5)的进水口经第八阀门(17)和集水器(9)相连。2.根据权利要求1所述的一种分区补热的跨季节蓄热地埋管地源热栗系统，其特征在于，所述的地埋管换热器(1)为两组，并列连通与分水器(2)和集水器(9)之间，在每组地埋管换热器(1)进水端的管路上分别设有第三阀门(12)和第四阀门(13)，其出水端的管路上分别设有第一阀门(10)和第二阀门(11)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种分区补热的跨季节蓄热地埋管地源热泵系统，属于热泵系统技术领域。本实用新型包括地埋管换热器系统、地源热泵机组、空气源热泵机组，地埋管换热器系统包括分水器、地埋管换热器和集水器；所述的集水器经与地源热泵机组低品位热源侧进水口相连，分水器与地源热泵机组低品位热源侧出水口相连；地源热泵机组的供热侧出口与用户的供水管相连；地源热泵机组的供热侧进口与用户的回水管相连；空气源热泵机组是由风冷蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀通过管路相连构成补热系统；冷凝器的出水口与分水器相连，冷凝器的进水口和集水器相连。本实用新型利用空气源热泵夏季制热，通过地埋管换热器为土壤补热，将夏季空气中的热量储存到了土壤中，实现地埋管地源热泵的长年连续运行，大大提高了热泵系统的供热性能，满足连续供暖。
【IPC分类】F24D3/18
【公开号】CN205037401
【申请号】CN201520765698
【发明人】李永, 句德胜, 马立杰, 刘士龙, 刘建林, 郭朝辉, 魏彩欣, 任东晨
【申请人】河北省建筑科学研究院
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年9月30日