地埋管热平衡系统和地埋管地源热泵系统的制作方法

本实用新型涉及地埋管地源热泵技术领域，尤其涉及一种地埋管热平衡系统和具有该地埋管热平衡系统的地埋管地源热泵系统。

背景技术：

目前，大多数地埋管地源热泵系统在夏季采用地埋管与冷却塔结合散热的模式，在冬季采用地埋管单独散冷模式，具体如图1、图2 和图3所示，图中，箭头表示水流方向。

热泵主机1和循环水泵2串联作为一个支路，冷却塔7和第一阀门4串联作为另一个回路，两个回路并联并且再连接第二阀门5和地埋管6。

在夏季，第一阀门4与第二阀门5均开启，冷却水从热泵主机换热之后，通过循环水泵2提供动力，进入冷却塔和/或地埋管系统，在冷却塔和/或地埋管系统散热后再回到主机，从而完成主机冷却水侧的循环；在冬季，第一阀门4关闭，第二阀门5开启，循环水在热泵主机1换热后，通过水泵2提供动力，进入地埋管6进行散冷，从地埋管6中吸热，之后再回到主机完成循环。

冬夏均采用地埋管散热和散热时，在实际运行过程中极易造成地下冬夏冷热量失衡。诸如在夏季地埋管外的温度过高，无法继续为循环水散热。或者，在冬季地埋管外的温度过低，无法让循环水在流经地埋管时吸热，从而造成地源热泵主机效率下降、甚至一段时间内无法使用等问题。此外，人工控制地下冷热平衡，也不精准，无法自由调节，且一旦冷热失衡，可能会直接造成系统瘫痪。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供地埋管热平衡系统，以解决现有技术中存在的地下冷热失衡的技术问题。

地埋管热平衡系统，包括冷却塔、阀门、地埋管和平衡水泵，冷却塔、阀门、地埋管和平衡水泵形成回路；

在冷却塔沿第一方向连接至地埋管的管路中设置有第一管路接口，在冷却塔沿第二方向连接至地埋管的管路中设置有第二管路接口；平衡水泵设置在冷却塔沿第一方向连接至地埋管的管路上；

阀门包括第一阀门和第二阀门，第二阀门设置在第一管路接口和地埋管之间，第一阀门设置在第一管路接口和冷却塔之间或第一阀门设置在第二管路接口和冷却塔之间。

本实用新型地埋管热平衡系统的有益效果为：

该地埋管热平衡系统，通过为冷却塔设置平衡水泵，可以利用冷却塔的向空气中释放或吸收热量的能力来控制地埋管所在区域的温度，例如夏天，当地埋管所在区域温度过高时，可以利用冷却塔来冷却地埋管中的水，并且进一步的降低地埋管所在区域的温度。例如冬天，则可以利用冷却塔吸收空气中的热量，进而将热量输送至地埋管中，提高地埋管所在区域的温度。所以该系统能够将地下不均衡的冷或热散掉，实现地下热平衡，提高空调主机运行效率，节约能源。

分别在冷却塔的两侧设置第一管路接口和第二管路接口，可以实现外部的设备与冷却塔共同使用同一套管路，直接利用冷却塔起到温度调节作用的地埋管外的区域的储存或吸收热量的能力。而且，共用地埋管还可以简化系统的复杂程度，降低温度控制系统的造价。

将第一阀门设置在第一管路接口和冷却塔之间或第二管路接口和冷却塔之间，可以单独实现对冷却塔的控制。在外接的热泵主机和循环水泵单独利用地埋管散热或散冷时，可以关闭冷却塔，热泵主机、循环水泵和地埋管的大循环。

将平衡水泵设置在这个管路上，不但可以在单独使用冷却塔来调节地埋管周边温度时带动液体在地埋管和冷却塔之间的流动。而且，可以在地埋管与热泵主机之间循环时，将对地埋管排出的液体进行增压，从而也能够降低循环水泵的负荷，以利于采用更小功率的循环水泵。相比于传统的由循环水泵“按整个系统最大流量，最不利扬程进行设计，在部分负荷情况下，严重浪费能源”的情况而言，节约了大量能量。

优选的技术方案，其附加特征在于，第一阀门和第二阀门为电动蝶阀。

采用电动蝶阀作为阀门，便于自动化控制阀门的开闭，以及开启程度的大小，从而有利于精确的控制冷却塔的流量，以实现地下热平衡。

本实用新型的另一个目的在于提供一种地埋管地源热泵系统，设置有上述任一的地埋管热平衡系统。

该地埋管地源热泵系统具有上述地埋管热平衡系统的所有技术效果。

优选的技术方案，其附加特征在于，地埋管地热源热泵系统还包括热泵主机和循环水泵，热泵主机和循环水泵串联，热泵主机和循环水泵连接在第一管路接口和第二管路接口之间。

将热泵主机和循环水泵设置在第一管路接口和第二管路接口之间，不但可以单独形成热泵主机和冷却塔之间的循环，而且可以形成热泵主机和地埋管之间的循环，以及热泵主机、冷却塔、地埋管三者之间的循环，使得使用者能够根据不同的制冷或制热模式选择合适的循环路径。

进一步优选的技术方案，其附加特征在于，循环水泵与第一管路接口之间设有第三阀门。

通过在循环水泵与第一管路接口之间设有第三阀门，可以单独关闭热泵主机和循环水泵串联所在的回路，以单独的实现利用平衡水泵带动冷却塔和地埋管之间的循环，而不影响热泵主机和循环水泵。

再进一步优选的技术方案，其附加特征在于，循环水泵与第二管路接口之间设有第四阀门。

通过设置第四阀门，可以在第三阀门关闭使得热泵主机和循环水泵所在的串联回路时，将地埋管热平衡系统彻底隔绝在循环水泵和热泵主机之外，避免平衡水泵的启停对于热泵主机所造成的冲击，提高了热泵主机的使用寿命。

更进一步优选的技术方案，其附加特征在于，第四阀门和第三阀门为电动蝶阀。

采用电动蝶阀作为阀门，便于自动化控制阀门的开闭，以及开启程度的大小，从而有利于精确的控制冷却塔的流量，以实现地下热平衡。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是背景技术中的地埋管地源热泵系统的结构示意图；

图2是背景技术中的地埋管地源热泵系统的热泵主机在与冷却塔和地埋管形成循环时的示意图；

图3是背景技术中的地埋管地源热泵系统的热泵主机与冷却塔单独循环时的示意图；

图4是实施例一地埋管热平衡系统的结构示意图；

图5是实施例一的地埋管热平衡系统的使用状态示意图；

图6是实施例二的地埋管地源热泵系统的结构示意图；

图7是实施例二的地埋管地源热泵系统在地埋管与冷却塔单独循环时的示意图；

图8是实施例二的地埋管地源热泵系统在热泵主机在与冷却塔和地埋管形成循环时的示意图；

图9是实施例二的地埋管地源热泵系统在热泵主机与冷却塔单独循环时的示意图；

图10是实施例二的地埋管地源热泵系统在热泵主机与地埋管单独循环时的示意图。

各个实施例中所用的附图标记表示的含义如下：1-热泵主机； 2-循环水泵；3-管路；4-第一阀门；5-第二阀门；6-地埋管；7- 冷却塔；8-第三阀门；9-第四阀门；10-平衡水泵。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图4-图5所示，如图4-图5所示，地埋管6热平衡系统，包括冷却塔7、阀门、地埋管6和平衡水泵10，冷却塔7、阀门、地埋管6和平衡水泵10形成回路。需要说明的是，本申请中的冷却塔7，不仅仅指的是利用水汽的强制蒸发而实现功能的设备，也包括能源塔。

该地埋管6热平衡系统，通过为冷却塔7设置平衡水泵10，可以利用冷却塔7的向空气中释放或吸收热量的能力来控制地埋管6 所在区域的温度，例如夏天，当地埋管6所在区域温度过高时，可以利用冷却塔7来冷却地埋管6中的水，并且进一步的降低地埋管6 所在区域的温度。例如冬天，则可以利用冷却塔7吸收空气中的热量，进而将热量输送至地埋管6中，提高地埋管6所在区域的温度。所以该系统能够将地下不均衡的冷或热散掉，实现地下热平衡，提高空调主机运行效率，节约能源。

具体说来，在冷却塔7沿第一方向连接至地埋管6的管路中设置有第一管路接口，在冷却塔7沿第二方向连接至地埋管6的管路中设置有第二管路接口。

分别在冷却塔7的两侧设置第一管路接口和第二管路接口，可以实现外部的设备与冷却塔7共同使用同一套管路，直接利用冷却塔7 起到温度调节作用的地埋管6外的区域的储存或吸收热量的能力。而且，共用地埋管6还可以简化系统的复杂程度，降低温度控制系统的造价。

具体说来，阀门包括第一阀门4和第二阀门5，第二阀门5设置在第一管路接口和地埋管6之间，第一阀门4设置在第一管路接口和冷却塔7之间。

将第一阀门4设置在第一管路接口和冷却塔7之间或第二管路接口和冷却塔7之间，可以单独实现对冷却塔7的控制。在外接的热泵主机和循环水泵单独利用地埋管6散热或散冷时，可以关闭冷却塔7，热泵主机、循环水泵和地埋管6的大循环。

具体说来，第一阀门4和第二阀门5为电动蝶阀。

采用电动蝶阀作为阀门，便于自动化控制阀门的开闭，以及开启程度的大小，从而有利于精确的控制冷却塔7的流量，以实现地下热平衡。

具体说来，平衡水泵10设置在冷却塔7沿第一方向连接至所述地埋管6的管路上。

将平衡水泵10设置在这个管路上，不但可以在单独使用冷却塔 7来调节地埋管6周边温度时带动液体在地埋管6和冷却塔7之间的流动。而且，可以在地埋管6与热泵主机之间循环时，将对地埋管6 排出的液体进行增压，从而也能够降低循环水泵的负荷，以利于采用更小功率的循环水泵。相比于传统的由循环水泵“按整个系统最大流量，最不利扬程进行设计，在部分负荷情况下，严重浪费能源”的情况而言，节约了大量能量。

实施例二

如图6-图10所示，本实施例提供一种地埋管6地源热泵系统，设置有上述任一的地埋管6热平衡系统。

该地埋管6地源热泵系统具有上述地埋管6热平衡系统的所有技术效果。

具体说来，地埋管6地热源热泵系统还包括热泵主机1和循环水泵2，热泵主机1和循环水泵2通过管路3串联，热泵主机1和循环水泵2连接在第一管路接口和第二管路接口之间。

将热泵主机1和循环水泵2设置在第一管路接口和第二管路接口之间，不但可以单独形成热泵主机1和冷却塔7之间的循环，而且可以形成热泵主机1和地埋管6之间的循环，以及热泵主机1、冷却塔 7、地埋管6三者之间的循环，使得使用者能够根据不同的制冷或制热模式选择合适的循环路径。

进一步具体说来，循环水泵2与第一管路接口之间设有第三阀门 8。

通过在循环水泵2与第一管路接口之间设有第三阀门8，可以单独关闭热泵主机1和循环水泵2串联所在的回路，以单独的实现利用平衡水泵10带动冷却塔7和地埋管6之间的循环，而不影响热泵主机1和循环水泵2。

再进一步具体说来，循环水泵2与第二管路接口之间设有第四阀门9。

通过设置第四阀门9，可以在第三阀门8关闭使得热泵主机1和循环水泵2所在的串联回路时，将地埋管6热平衡系统彻底隔绝在循环水泵2和热泵主机1之外，避免平衡水泵10的启停对于热泵主机 1所造成的冲击，提高了热泵主机1的使用寿命。

更进一步具体说来，第四阀门9和第三阀门8为电动蝶阀。

采用电动蝶阀作为阀门，便于自动化控制阀门的开闭，以及开启程度的大小，从而有利于精确的控制冷却塔7的流量，以实现地下热平衡。

本实施例的动作原理为：

当需要将热泵主机1中的液体进行散热或散冷时，可以使得第一阀门4、第二阀门5、第三阀门8、第四阀门9均保持打开状态，直接将热泵主机1与冷却塔7、地埋管6形成循环，此时的状态如图8 所示。此时还可以利用启动平衡水泵10时所产生的功率，对地埋管 6的出水起到增压作用。

当发现地下冷热不均衡时，第一阀门4、第二阀门5打开，第三阀门8、第四阀门9关闭，冷却塔7和地埋管6进行循环，以进行散热或散冷，从而调节地下的温度，以提高空调主机的运行效率，节约能源。此时的状态如图7所示。

当需要将热泵主机1与地埋管6之间发生热量交换时，第一阀门 4关闭，第二阀门5、第三阀门8、第四阀门9打开，热泵主机1和地埋管6之间进行循环，此时的状态如图10所示。此时还可以利用启动平衡水泵10时所产生的功率，对地埋管6的出水起到增压作用。

当需要将热泵主机1与冷却塔7之间发生热量交换时，第二阀门 5关闭，第一阀门4、第三阀门8、第四阀门9打开，热泵主机1和冷却塔7之间进行循环，此时的状态如图9所示。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，例如：

⑴实施例一中，平衡水泵是设置在第二管路接口和地埋管之间，实际上平衡水泵的设置位置也可以发生改变，例如设置在第二管路接口与冷却塔之间，设置在此处，可以使得平衡水泵的存在不再干扰利用循环水泵使得液体在热泵主机与地埋管之间流动。但是，设置在第二管路接口与冷却塔之间，也将无法利用平衡水泵对液体在热泵主机和地埋管之间的流动加压，也将会在冷却塔和热泵主机之间进行循环时产生些微的阻碍作用。

⑵实施例一中，第一阀门是设置在第一管路接口和冷却塔之间，实际上还可以将第一阀门设置在第二管路接口和冷却塔之间。也能实现同样的功用。

而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。