用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于地源热泵【技术领域】，尤其涉及一种用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置。它解决了现有技术设计不够合理等技术问题。本用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置包括开式膨胀水箱和连接在地源侧集水器上的第一反冲洗膨胀管，在开式膨胀水箱上设有第二反冲洗膨胀管，在第一反冲洗膨胀管和第二反冲洗膨胀管之间并联有反冲洗补水子机构和水系统定压子机构，所述的反冲洗补水子机构和水系统定压子机构分别与控制子机构相连，在地源侧分水器和/或地源侧集水器上连接有至少一个反冲洗排污阀。与现有的技术相比，本实用新型优点在于：既可对地源热泵系统定压又可对地源侧换热器反冲洗和系统快速补水。
【专利说明】用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于地源热泵【技术领域】，尤其涉及一种用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置。
【背景技术】
[0002]地源热泵系统利用清洁的可再生能源，对环境无污染，且高效节能，属于绿色环保技术和装置，符合目前我国能源、环保的基本政策。地源热泵系统可分为地埋管地源热泵系统又称土壤源地源热泵系统、地下水地源热泵系统和地表水地源热泵系统三大类。其中地埋管地源热泵系统应用最广，这种系统在土壤中安装地埋管换热器，系统制热时通过地埋管换热器吸取岩土体热量，系统制冷时通过地埋管换热器向岩土体释放热量。
[0003]安装在土壤中的地埋管换热器，一般采用防腐性能好的高密度聚乙烯管制作，地埋管换热器管材规格一般采用dn25或dn32，其内径分别只有20mm、26mm，由于地埋管换热器管内径小，长度长一般每个换热器长80?260m，竖直安装时深度深一般40?130m深，水系统中的杂质泥尘、麻丝、切割聚乙烯管产生的碎屑等极易沉积到竖直安装的地埋管换热器底部或水平安装的地埋管换热器端部，对地埋管换热器造成局部或全部堵塞，局部堵塞会导致经过地埋管换热器的循环水流量减少，水流速降低，与土壤的换热量减少，影响地源热泵系统效率和供热空调效果；全部堵塞则使整个地埋管换热器失去作用，导致地源热泵系统不能正常运行。因此地源热泵系统应设置反冲洗装置，必要时对地埋管换热器进行反冲洗。反冲洗指冲洗时水在地埋管换热器的流动方向与地源热泵系统正常运行时水在换热器内的流动方向相反，反冲洗所需的经过换热器的水流量至少为正常运行时通过换热器的流量的二倍。
[0004]由于土壤及高密度聚乙烯管导热系数低，故一个地源热泵系统需安装多个地埋管换热器，如一幢别墅的地源热泵系统一般需安装5个以上地埋管换热器，一个10万m2的建筑项目的地源热泵系统，需安装几千个地埋管换热器，常规的设计存在以下缺陷:1、不能对地源热泵系统地埋管换热器进行反冲洗；若另行安装反冲洗装置，则需较大的安装空间并增加工程造价；若临时性对地埋管换热器进行反冲洗，则因所需水量较大，反冲洗水泵不易找到合适的取水点；2、不能对地源热泵水系统进行快速补水，大中型项目水系统通过常规的开式膨胀水箱补水，补水时间过长。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种造价低，既可对地源热泵系统定压又可对地源侧换热器反冲洗和系统快速补水的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置。
[0006]为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案:本用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置，地源热泵系统包括地源侧集水器和地源侧分水器，所述的地源侧集水器和地源侧分水器分别与地源热泵主机相连，在地源热泵主机上连接有负荷侧换热机构，在地源侧集水器和地源侧分水器之间设有一个或若干地源侧换热器回路，在每个地源侧换热器回路上连接有一个或多个地埋管换热器，其特征在于，本装置包括开式膨胀水箱和连接在地源侧集水器上的第一反冲洗膨胀管，在开式膨胀水箱上设有第二反冲洗膨胀管，在第一反冲洗膨胀管和第二反冲洗膨胀管之间并联有反冲洗补水子机构和水系统定压子机构，所述的反冲洗补水子机构和水系统定压子机构分别与控制子机构相连，在地源侧分水器和/或地源侧集水器上连接有至少一个反冲洗排污阀。
[0007]显然，本实用新型设计更合理，系统简单、操作方便，反冲洗补水子机构可避免地埋管换热器堵塞，保证地源热泵系统的运行效果；快速补水功能可减少系统首次充水时间或系统放水检修后重新充水所需的时间，其次，可保证地源热泵水系统的压力稳定，延长了地源热泵系统的使用寿命。
[0008]在上述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置中，所述的反冲洗补水子机构包括反冲洗管，所述的反冲洗管分别与第一反冲洗膨胀管和第二反冲洗膨胀管相连，在反冲洗管上安装有反冲洗水泵和安装在反冲洗水泵出水端的反冲洗止回阀，所述的反冲洗水泵的流量等于或大于每个地源侧换热器回路的最大反冲洗流量。
[0009]在上述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置中，所述的水系统定压子机构包括膨胀管，所述的膨胀管分别与第一反冲洗膨胀管和第二反冲洗膨胀管相连，在膨胀管上安装有补水装置。
[0010]在上述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置中，所述的控制子机构包括分别与所述的反冲洗水泵和补水装置相连的控制器。控制器控制反冲洗水泵和补水装置的启停，当反冲洗水泵开启时，补水装置为关闭状态，反之，补水装置开启时，反冲洗水泵关闭。
[0011]在上述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置中，所述的补水装置包括电动阀和电磁阀中的任意一种。
[0012]在上述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置中，所述的开式膨胀水箱上设有补水子机构、溢流管和排污子机构。
[0013]在上述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置中，所述的补水子机构包括设置在开式膨胀水箱上的补水管，在补水管上设有补水阀和流量计，在开式膨胀水箱内设有浮球阀，且当浮球阀检测到的开式膨胀水箱内的液位高度不符合设定的液位高度时所述的补水阀自动开启或关闭。
[0014]在上述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置中，所述的排污子机构包括设置在开式膨胀水箱上的排污管，在排污管上设有排污阀。
[0015]与现有的技术相比，本实用新型的优点在于:设计更合理，系统简单、操作方便，反冲洗补水子机构可避免地埋管换热器堵塞，保证地源热泵系统的运行效果；快速补水功能可减少系统首次充水时间或系统放水检修后重新充水所需的时间，其次，可保证地源热泵水系统的压力稳定，既可对地源热泵系统定压又可对地源侧换热器反冲洗和系统快速补水，延长了地源热泵系统的使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型提供的系统结构示意图。[0017]图中，地源侧集水器11、地源侧分水器12、地源热泵主机13、负荷侧换热机构14、地源侧换热器回路15、地埋管换热器15a、开式膨胀水箱2、第一反冲洗膨胀管2a、第二反冲洗膨胀管2b、反冲洗排污阀2c、补水子机构21、补水管21a、补水阀21b、流量计21c、浮球阀21d、溢流管22、排污子机构23、排污管23a、排污阀23b、反冲洗补水子机构3、反冲洗管31、反冲洗水泵32、反冲洗止回阀33、地源侧水泵34、水系统定压子机构4、膨胀管41、补水装置42、控制子机构5。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步详细的说明。
[0019]如图1所示，本用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置，地源热泵系统包括地源侧集水器11和地源侧分水器12，所述的地源侧集水器11和地源侧分水器12分别与地源热泵主机13相连，在地源热泵主机13上连接有负荷侧换热机构14，在地源侧集水器11和地源侧分水器12之间设有一个或若干地源侧换热器回路15，在每个地源侧换热器回路15上连接有一个或多个地埋管换热器15a，本装置包括开式膨胀水箱2和连接在地源侧集水器11上的第一反冲洗膨胀管2a，在开式膨胀水箱2上设有第二反冲洗膨胀管2b，在开式膨胀水箱2上还设有补水子机构21、溢流管22和排污子机构23，具体的，该补水子机构21包括设置在开式膨胀水箱2上的补水管21a，在补水管21a上设有补水阀21b和流量计21c，在开式膨胀水箱2内设有浮球阀21d，且当浮球阀21d检测到的开式膨胀水箱2内的液位高度不符合设定的液位高度时所述的补水阀21b自动开启或关闭；排污子机构23包括设置在开式膨胀水箱2上的排污管23a，在排污管23a上设有排污阀23b。
[0020]另外，在第一反冲洗膨胀管2a和第二反冲洗膨胀管2b之间并联有反冲洗补水子机构3和水系统定压子机构4，所述的反冲洗补水子机构3和水系统定压子机构4分别与控制子机构5相连，在地源侧分水器12上连接有至少一个反冲洗排污阀2c。本实施例的反冲洗补水子机构3包括反冲洗管31，所述的反冲洗管31分别与第一反冲洗膨胀管2a和第二反冲洗膨胀管2b相连，在反冲洗管31上安装有反冲洗水泵32和安装在反冲洗水泵32出水端的反冲洗止回阀33，所述的反冲洗水泵32的流量等于或大于每个地源侧换热器回路15的最大反冲洗量。
[0021]水系统定压子机构4包括膨胀管41，所述的膨胀管41分别与第一反冲洗膨胀管2a和第二反冲洗膨胀管2b相连，在膨胀管41上安装有补水装置42 ;该补水装置42包括电动阀和电磁阀中的任意一种。进一步的，上述的控制子机构5包括分别与所述的反冲洗水泵32和补水装置42相连的控制器。本实施例的控制器控制反冲洗水泵32和补水装置42的启停，当反冲洗水泵32开启时，补水装置42为关闭状态，反之，补水装置42开启时，反冲洗水泵32关闭。
[0022]本实施例中的工作原理如下:
[0023]一、地源热泵地源侧水系统定压
[0024]①正常情况下，反冲洗水泵32处于停止状态，补水装置42处于常开状态。
[0025]②当地源侧水系统因温度变化或泄漏等原因，导致定压点压力下降时，开式膨胀水箱2中的水通过第一反冲洗膨胀管2a、补水装置42、膨胀管41、第二反冲洗膨胀管2b、地源侧集水器11，向地源侧水系统补水，与此同时，外部的水通过补水管21a、流量计21c向开式膨胀水箱2补水，使开式膨胀水箱2水位不变，地源热泵水系统定压点压力稳定。
[0026]③当地源侧水系统因温度变化等原因，导致定压点压力升高时，系统中的水通过第二反冲洗膨胀管2b、膨胀管41、补水装置42、第一反冲洗膨胀管2a向开式膨胀水箱2泄水，开式膨胀水箱2中的水位上升到溢流口高度时通过溢流管22外溢，保持水系统压力稳定。
[0027]二、地源侧换热器回路15和地埋管换热器15a反冲洗
[0028]首先使地源热泵系统处于停止状态，即地源热泵主机13、地源侧水泵34处于停机状态，关闭地源侧回水总管上的阀门V33、供水总管上的阀门V28，打开地源侧的任意一个地源侧换热器回路15以及所对应的回水阀门，例如，首先关闭回水阀门V19和供水阀门V23，关闭地源侧其它地源侧换热器15a回路以及所对应的回水阀门V17、V18和供水阀门V24、V25，打开地源侧分水器27上的反冲洗排污阀2c，然后启动反冲洗水泵32，此时补水装置42自动关闭，冲洗水从补水管21a进入开式膨胀水箱2，被反冲洗水泵32吸入，通过反冲洗管31和第一反冲洗膨胀管2a，进入地源侧集水器11、阀门V19、已经被打开的地源侧换热器回路15及该地源侧换热器回路15上的地埋管换热器15a、阀门V23、地源侧分水器12，从反冲洗排污阀2c排出，实现对地源侧的一个地源侧换热器回路15及该地源侧换热器回路15上的地埋管换热器15a的反冲洗。(反冲洗时水在地源侧换热器回路15及该地源侧换热器回路15上的地埋管换热器15a内的流动方向与地源热泵系统正常运行时的流动方向相反)。
[0029]当已经被打开的地源侧换热器回路15及该地源侧换热器回路15上的地埋管换热器15a冲洗结束后，先停止反冲洗水泵32的运行，关闭阀门V19和V23，再打开第二个地源侧换热器回路15所对应的回水阀V18、供水阀V24，其它地源侧换热器回路15上的阀门关闭，然后开启反冲洗水泵32，实现反冲洗:冲洗水从补水管21a进入开式膨胀水箱2，被反冲洗水泵32吸入，通过反冲洗管31和第一反冲洗膨胀管2a，进入地源侧集水器11、阀门V18、已经打开的第二个地源侧换热器回路15及该地源侧换热器回路15上的地埋管换热器15a、阀门V24、地源侧分水器12，从反冲洗排污阀2c排出
[0030]同理，依次对其它地源侧换热器回路15逐一进行反冲洗，直到所有地源侧换热器回路15及地埋管换热器15a均完成反冲洗。
[0031]三、对地源侧水系统的快速补水
[0032]关闭地源侧集水器11上的反冲洗排污阀2c(当地源侧集水器11上连接有反冲洗排污阀2c时)和地源侧分水器12上的反冲洗排污阀2c，打开地源侧换热器回路15上的所有阀门，启动反冲洗水泵32，利用反冲洗水泵32流量比正常补水泵流量大的特点，实现对地源侧水系统的快速补水。
[0033]此时开式膨胀水箱2中的水经反冲洗水泵32、反冲洗管31、第一反冲洗膨胀管2a和地源侧集水器11，向地源侧水泵34、地源侧各个地埋管换热器15a、地源侧分水器12和地源热泵主机13及连接管道充水，补水速度快。
[0034]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属【技术领域】的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
[0035]尽管本文较多地使用了地源侧集水器11、地源侧分水器12、地源热泵主机13、负荷侧换热机构14、地源侧换热器回路15、地埋管换热器15a、开式膨胀水箱2、第一反冲洗膨胀管2a、第二反冲洗膨胀管2b、反冲洗排污阀2c、补水子机构21、补水管21a、补水阀21b、流量计21c、浮球阀21d、溢流管22、排污子机构23、排污管23a、排污阀23b、反冲洗补水子机构3、反冲洗管31、反冲洗水泵32、反冲洗止回阀33、地源侧水泵34、水系统定压子机构
4、膨胀管41、补水装置42、控制子机构5等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
【权利要求】
1.一种用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置，地源热泵系统包括地源侧集水器(11)和地源侧分水器(12)，所述的地源侧集水器(11)和地源侧分水器(12)分别与地源热泵主机(13)相连，在地源热泵主机(13)上连接有负荷侧换热机构(14)，在地源侧集水器(11)和地源侧分水器(12)之间设有一个或若干地源侧换热器回路(15)，在每个地源侧换热器回路(15)上连接有一个或多个地埋管换热器(15a)，其特征在于，本装置包括开式膨胀水箱(2 )和连接在地源侧集水器(11)上的第一反冲洗膨胀管(2a)，在开式膨胀水箱(2 )上设有第二反冲洗膨胀管(2b )，在第一反冲洗膨胀管(2a)和第二反冲洗膨胀管(2b )之间并联有反冲洗补水子机构(3)和水系统定压子机构(4)，所述的反冲洗补水子机构(3)和水系统定压子机构(4)分别与控制子机构(5)相连，在地源侧分水器(12)和/或地源侧集水器(11)上连接有至少一个反冲洗排污阀(2c )。
2.根据权利要求1所述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置，其特征在于，所述的反冲洗补水子机构(3)包括反冲洗管(31)，所述的反冲洗管(31)分别与第一反冲洗膨胀管(2a)和第二反冲洗膨胀管(2b)相连，在反冲洗管(31)上安装有反冲洗水泵(32)和安装在反冲洗水泵(32)出水端的反冲洗止回阀(33)，所述的反冲洗水泵(32)的流量等于或大于每个地源侧换热器回路(15)的最大反冲洗流量。
3.根据权利要求2所述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置，其特征在于，所述的水系统定压子机构(4)包括膨胀管(41)，所述的膨胀管(41)分别与第一反冲洗膨胀管(2a)和第二反冲洗膨胀管(2b)相连，在膨胀管(41)上安装有补水装置(42)。
4.根据权利要求3所述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置，其特征在于，所述的控制子机构(5)包括分别与所述的反冲洗水泵(32)和补水装置(42)相连的控制器。
5.根据权利要求3或4所述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置，其特征在于，所述的补水装置(42)包括电动阀和电磁阀中的任意一种。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置，其特征在于，所述的开式膨胀水箱(2)上设有补水子机构(21)、溢流管(22)和排污子机构(23)。
7.根据权利要求6所述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置，其特征在于，所述的补水子机构(21)包括设置在开式膨胀水箱(2)上的补水管(21a)，在补水管(21a)上设有补水阀(2 Ib )和流量计(21c)，在开式膨胀水箱(2 )内设有浮球阀(21d)，且当浮球阀(21d)检测到的开式膨胀水箱(2)内的液位高度不符合设定的液位高度时所述的补水阀(21b)自动开启或关闭。
8.根据权利要求6所述的用于地源热泵系统反冲洗和快速补水的开式定压装置，其特征在于，所述的排污子机构(23)包括设置在开式膨胀水箱(2)上的排污管(23a)，在排污管(23a)上设有排污阀(23b)。
【文档编号】F25B41/00GK203533975SQ201320486925
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年8月10日 优先权日:2013年8月10日
【发明者】王盼, 卢荣 申请人:浙江陆特能源科技有限公司