一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统的制作方法

本技术涉及地岩土热量补偿，尤其涉及一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统。

背景技术：

1、随着经济发展，地源热泵技术日渐成熟，采用地源热泵系统用于生活制冷、制热也愈加广泛。但是，基于气候的差别，某些地区地源热泵系统在使用过程中容易出现冷、热不平衡的问题，出现地下岩土土因冷、热累积造成地源热泵系统吸热或者排热困难的情况，降低了系统的运行效率，甚至使系统不能正常工作。

2、尤其是北方地区和沿海地区，因为冬季供暖需求大，住宅等建筑的地源热泵对于冬季的吸热量远大于夏季放热量，导致地下岩土体温度逐年降低，对地源热泵的能效造成负面影响，甚至当岩土体温度低于一定值时，地源热泵吸热困难而无法正常工作。

3、为解决地下岩土温度下降的问题，现有的方法热量补偿包括电锅炉、天然气锅炉和空气源热泵等形式，锅炉的作用形式在于人为供热从而减少地源热泵对地下岩土热量的吸收，空气源热泵能够在地下岩土温度过低时补偿热量，温度过高时吸收热量向上供能，但是，这些工作模式都需要另外设置动力源来实现，且存在一定的能源浪费，成本较高，实际应用中存在很大局限。

4、现有专利201120081225.6提出了一种模块化地源热泵能量平衡补偿装置，能够利用特定的循环介质，通过翅片式空气换热器来达到获取空气热量补偿岩土热量的目的，该装置虽然相比于增加埋管数量、增加辅助太阳能等方式降低了工程造价，但是，该补偿模式依旧需要大量的特定的循环介质，以及特定结构的换热器，还是存在一定的施工成本，而且，平衡补热的效率较低。

技术实现思路

1、本实用新型为了克服现有技术的不足，提供一种基于气水换热的地下岩热量补偿系统，利用普通水作为循环介质，对地下岩土进行补热，布置简单且成本更低，并且将地埋管模块分为多个区域子模块，能够在经济、方便的基础上通过分区域补热提高热量补偿的效率。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

3、一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统，包括气水换热装置、第一循环水泵和地埋管模块，所述气水换热装置和第一循环水泵设置在主干管道上；所述气水换热装置包括气水换热器和水温监测装置，所述地埋管模块分为多个分区子管模块，分区子管模块通过主管道并联至主干管道。

4、优选的，所述分区子管模块的主管道上设有电动阀门，控制所在模块的启闭；每个分区子管模块均配置岩土体温度监测装置。

5、优选的，每个分区子管模块根据区域设置一组或多组地埋管。

6、优选的，还包括智慧控制模块，所述智慧控制模块与第一循环水泵、水温监测装置、电动阀门和土体温度监测装置连接。

7、优选的，所述智慧控制模块包括pc服务器和监控执行单元，所述监控执行单元为弱电控制柜，包括数据采集卡、plc模块和电子控制器件。

8、优选的，所述地埋管模块还通过辅助管道连接地源热泵机组；所述辅助管道上设有辅助电动阀门，地埋管模块与地源热泵机组之间设有第二循环水泵；所述辅助电动阀门和第二循环水泵均与智慧控制模块连接。

9、优选的，所述气水换热器采用类冷却塔结构。

10、优选的，所述气水换热器的底部设有进气口，顶部设有出气口；气水换热器通过进水管与主干管道连通，通过出水管连接第一循环水泵。

11、优选的，所述气水换热器内设有支撑杆，支撑杆周向均匀设有翅片。

12、优选的，所述气水换热器内设有风机。

13、本实用新型的有益效果：

14、1.本实用新型利用气水换热装置，可以在非供暖季以低温水作为循环介质与高温空气进行换热，升温后的热水通过分布的地埋管模块将热量存储于地下岩土，既无需热泵压缩机等动力设备，也不需要特定的介质，能够更为高效、经济、方便地实现地下岩土热量补偿的功能，保障地源热泵系统持续正常工作。

15、2.本实用新型中地埋管模块包括若干个分区子管模块，各个分区子管模块为并联关系，分别配置电动阀门和岩土温度监测装置，可以对各个分区子管模块进行轮流启停，实现目标区域的分区域热量补偿直至达到设定温度，提高对地下岩土热量补偿的效率及可控性，并采用智慧控制模块对热量补偿系统的运行状态进行优化，可控性更高。

16、3.本实用新型的气水换热器采用现有的冷却塔换热结构，结构简单，布置方便，适应性更好。

技术特征：

1.一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统，其特征在于，包括气水换热装置、第一循环水泵和地埋管模块，所述气水换热装置和第一循环水泵设置在主干管道上；所述气水换热装置包括气水换热器和水温监测装置，所述地埋管模块分为多个分区子管模块，分区子管模块通过主管道并联至主干管道。

2.如权利要求1所述的一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统，其特征在于，所述分区子管模块的主管道上设有电动阀门，控制所在模块的启闭；每个分区子管模块均配置岩土体温度监测装置。

3.如权利要求2所述的一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统，其特征在于，每个分区子管模块根据区域设置一组或多组地埋管。

4.如权利要求2所述的一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统，其特征在于，还包括智慧控制模块，所述智慧控制模块与第一循环水泵、水温监测装置、电动阀门和土体温度监测装置连接。

5.如权利要求4所述的一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统，其特征在于，所述智慧控制模块包括pc服务器和监控执行单元，所述监控执行单元为弱电控制柜，包括数据采集卡、plc模块和电子控制器件。

6.如权利要求5所述的一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统，其特征在于，所述地埋管模块还通过辅助管道连接地源热泵机组；所述辅助管道上设有辅助电动阀门，地埋管模块与地源热泵机组之间设有第二循环水泵；所述辅助电动阀门和第二循环水泵均与智慧控制模块连接。

7.如权利要求1所述的一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统，其特征在于，所述气水换热器采用类冷却塔结构。

8.如权利要求1所述的一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统，其特征在于，所述气水换热器的底部设有进气口，顶部设有出气口；气水换热器通过进水管与主干管道连通，通过出水管连接第一循环水泵。

9.如权利要求1所述的一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统，其特征在于，所述气水换热器内设有支撑杆，支撑杆周向均匀设有翅片。

10.如权利要求1所述的一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统，其特征在于，所述气水换热器内设有风机。

技术总结
本技术涉及一种基于气水换热的智慧型地下岩土热量补偿系统，属于地下岩土温度控制技术领域，包括气水换热装置、循环水泵和地埋管模块，气水换热装置和循环水泵设置在主干管道上；气水换热装置包括气水换热机和水温监测装置述地埋管模块分为多个分区子管模块，分区子管模块的主管道并联连接到主干管道。在气水换热器中利用高温空气与低温水进行换热，升温后的热水通过分布的地埋管模块将热量存储于地下岩土，能够更为经济、方便地实现地下岩土热量补偿的功能，保障地源热泵系统持续正常工作。

技术研发人员：刘永刚,杨斌,于强,文兰,吴建华,王维想,邵明亮,郝振亮,张晓峰,郝君
受保护的技术使用者：山东省煤田地质局第四勘探队
技术研发日：20230817
技术公布日：2024/3/21