一种冷却塔与地埋管混合连接的复式空调系统的制作方法

文档序号:14343955阅读:471来源:国知局

本发明涉及一种冷却塔与地埋管混合连接的复式空调系统,属于暖通空调工程技术领域。



背景技术:

地源热泵技术在实际运行中会出现非常多的技术难题,在夏热冬冷地区的负荷特性影响下,地埋管换热器向土壤排放的热量往往大于从土壤中吸取的热量。随着地源热泵系统运行时间的增加,土壤的热平衡就会慢慢失衡,得失热量的不平衡会造成土壤的温度场会逐渐的升高。长期如此下去,会导致地埋管与土壤之间的换热效果越来越差,地源热泵机组承担的负荷压力也会越来越大。这时候地源热泵系统就不能够发挥出节约能耗的优势,甚至会超负荷运行导致更多的能源消耗。将冷却塔与地埋管换热器混合连接的方式,在很大的程度上能够减轻土壤的冷热堆积现象。把地源热泵与其他冷源相结合,利用第二冷源的辅助散热来缓解地埋管换热器的负荷压力。这样的复式空调系统可以弥补在某些负荷特性比较失衡的地区单独使用地源热泵时的缺陷,可有效改善地源热泵系统的换热性能,减少埋管井数量,有利于平衡全年排热量和吸热量,减少地下土壤的冷热堆积,使其节能的优势得到很好的发挥。通过地埋管供回水温差的控制方式可以更精准的反应地埋管与土壤之间的换热能力,使系统更好的节能运行。同时复式空调系统冷却塔侧有单独的循环水泵,并且冷却塔的循环水与地源热泵机组设备不用直接接触,避免了冷却塔循环水杂质造成设备机组的堵塞现象,可以使系统运行更加稳定。



技术实现要素:

本发明的目的,就是为了解决上述问题而提出的一种冷却塔与地埋管混合连接的复式空调系统。此系统适用于制冷季负荷明显高于供热季负荷这一类地区,利用地埋管换热器供回水温差的反馈信号来调节地埋管换热器和板式换热器的流量,增加板式换热器和冷却塔的换热量,缓解地埋管换热的负荷压力,减轻土壤的冷热堆积效应,从而保证地源热泵机组的高效运行。地源热泵是按照设计的冬季热负荷来选型的,所以在夏季制冷峰值的时候增加运行一台制冷机组,制冷机组机容量按夏季峰值冷负荷与热泵机组的额定制冷量之差选择,这样选出来的地源热泵机组在冬季供热的时候避免了“大马拉小车”的多余能耗。

实现上述目的的解决方案是一种冷却塔与地埋管混合连接的复式空调系统,所述的系统包括地源热泵机组、板式换热器、自动控制系统、制冷机组以及用户侧空调末端等部分。所述地源热泵机组有四个接口,其中两个接口通过循环水泵连接用户侧空调末端。地源热泵机组第三个接口通过循环水泵分别与板式换热器和地埋管相连接。所述的自动控制系统包括温差变送器、电动调节阀以及控制器。

所述温差变送器输入信号端接口连接地埋管换热器的供回水口,温差变送器输出信号接口连接控制器的信号输入端口,控制器的信号输出端口分别连接地埋管回路的电动调节阀和板式换热器回路的电动调节阀。所述电动调节阀连接地源热泵机组的第四个接口。

所述地埋管换热器的回水口通过电动调节阀与地源热泵机组连接,供水口经过循环水泵连接至热泵机组。

所述板式换热器有四个接口,其中两个进出水接口通过循环水泵和电动调节阀与地源热泵机组相连接,另外两个进出水接口通过循环水泵与冷却塔相连接。

所述制冷机组有四个接口,其中两个冷却水供回水口通过循环水泵和调节阀分别连接至用户侧空调末端,另外的两个供回水口经过冷却塔循环水泵和调节阀连接至冷却塔。

本发明的冷却塔与地埋管混合连接的复式空调系统,对制冷剂冷负荷远大于供热季热负荷的地区有着非常明显的节能效益,与现有技术相比的优势体现在:(1)本发明在地埋管换热器侧添加了一个自动控制系统,通过对地埋管换热器进出口水温差的变化来控制地埋管换热器所承担的负荷,有利于土壤温度场的恢复,维持地埋管换热器的高效运行工作。(2)整个系统添加了一台制冷机组,能够有效的降低地源热泵机组的功率选型,避免选型过大造成冬季机组运行时的多余能耗。

附图说明

图1为本发明一种冷却塔与地埋管混合连接的复式空调系统的结构示意图。

1:地源热泵机组2:制冷机组3:板式换热器

4:地埋管换热器5—6:冷却塔7—11:循环水泵

12:温差变送器13:控制器14—15:电动调节阀

16:用户侧空调末端

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员能更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图对本发明作进一步说明。

本发明的实施,包括地源热泵机组1,地埋管换热器4,板式换热器3,用户空调末端16。地源热泵机组有四个接口,其中一个接口通过用户侧循环水泵8和调节阀与空调末端16相连接,用户侧空调末端16的另一个接口与热泵机组第二个接口相连。地源热泵机组另外一组接口和板式换热器3,地埋管4分别连接形成回路。地埋管换热器4进水口通过电动调节阀14连接至地源热泵机组的出水口,地埋管4出水口经过循环水泵7和地源热泵机组的回水口相连。板式换热器3有四个接口,其中的一个接口通过电动调节阀15连接地源热泵机组的出水口,板式换热器3的另外一个接口连接至循环水泵7。这样形成了两个并联回路,即地埋管换热器和板式换热器并联连接,由两个回路共同承担机组的负荷。

本发明一种冷却塔与地埋管混合连接的复式空调系统,包括开式冷却塔5与板式换热器3换热的循环系统。板式换热器的另外一组接口,通过冷却塔循环水泵9和开式冷却塔5连接成闭合回路。冷却塔通过与板式换热器与地源热泵机组完成热交换,承担部分系统的负荷,能够在一定程度上减轻地埋管换热的压力,不光能够维持地埋管换热器的高效运行,还能有助于土壤温度场的自我恢复。

上述系统中还包含一个自动控制系统,包括温差变送器12、控制器13和电动调节阀14,15。温差变送器12的信号输入端分别连接地埋管4的进出水口,另外一个信号输出接口则连接至控制器13的信号输入端。控制器13的信号输出端则分别连接两个执行器—电动调节阀14和15。这一套自动控制系统通过对地埋管换热器供回水温差的监控,及时作出反馈。一旦地埋管侧供回水温差超过(低于)某一限定值,那么说明地埋管换热器在超负荷运行,这时候将会增加地埋管与土壤之间换热的负担,这时候需要调节地埋管换热器和板式换热器的水流量,减少地埋管换热器承担的负荷。利用冷却塔的辅助散热,不光能够减少地埋管换热器的能耗,还能够缓解土壤温度场的冷热堆积。

相比传统的冷却塔-地埋管复合式系统,本发明还增加了一台制冷机组2。制冷机组2有四个接口,其中两个接口经过循环水泵11用来和用户侧末端16的供回水管路相连接,第三个接口则连接冷却水循环水泵10,水泵出口连接冷却塔6进水口,冷却塔6的出水口和制冷机组11的回水口相连。由于地源热泵机组是按照设计的冬季热负荷来选型,所以在制冷季的制冷峰值时期,开启制冷机组能够提供地源热泵机组所不足的那一部分冷负荷,这样选出来的地源热泵机组就不会因为选型过大而造成冬季供热时产生不必要的能耗。

本发明的一种冷却塔与地埋管混合连接的复式空调系统是一种更节能的空调系统,本发明的自动控制系统能根据地埋管侧供回水温差的变化自动调节主机的运行比例,实现地埋管和土壤之间换热效率的有效控制,能够在维持地埋换热器管高效运行的同时,还可以缓解土壤的冷热堆积,有助于土壤温度场的自行恢复。本发明所述的制冷机组,能够分担地源热泵机组在制冷峰值时期的部分冷负荷,降低地源热泵运行的能耗,有效的避免了‘大马拉小车’的浪费现象,从而达到节能的效果。

综上所述,上述实施方式并非是本发明的限制性实施方式,凡本领域的技术人员在本发明的实质内容的基础上所进行的修饰或者等效变形,均在本发明的技术范畴,应由各权利要求所限定。

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