一种地铁废热土壤源复合式热泵系统

本技术涉及一种复合热泵系统，尤其是一种地铁废热土壤源复合式热泵系统，属于热能综合利用。

背景技术：

1、地铁运营过程中受机电设备散热、车辆运行发热、旅客散热等影响，会使得冬季地铁站内的温度远高于室外空气温度，尤其在客流高峰期会有大量的废热产生。而且地铁站所处的区域一般建筑密度较大，供热需求量自然也较多，因此如果利用热泵对地铁废热加以回收，很容易实现近距离供暖，同时改善地铁内环境质量，并减轻对环境的废热排放。

2、然而地铁站在某些时段生成的废热量较少(如夜晚和非客流高峰时间)，无法独立满足建筑供暖的需求，而土壤源由于温度比较高，对于寒冷地区是一个非常有利的条件，二者如果进行有效的互补，可以保证热泵系统在室外温度很低时也能够维持一个较高的制热系数。但现阶段缺少这种对地铁废热和土壤源加以利用作为复合热源的热泵系统，因此，亟需研发一种地铁废热土壤源复合式热泵系统，以解决上述存在的不足。

技术实现思路

1、为解决背景技术存在的不足，本实用新型提供一种地铁废热土壤源复合式热泵系统，它以地铁废热和土壤源作为复合热源，能够进行优势互补，具有长期较好的匹配性能，余热回收再利的同时更加稳定高效。

2、为实现上述目的，本实用新型采取下述技术方案：一种地铁废热土壤源复合式热泵系统，包括空气源热泵、土壤源热泵、第一循环泵、第二循环泵、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、散热器以及水箱，所述空气源热泵的蒸发器端通过风机与地铁废热进行热交换，所述第一循环泵和所述散热器串联成循环管路与空气源热泵的冷凝器端进行换热，且所述第五阀门和所述第六阀门分别设置在第一循环泵的进水端和出水端，所述土壤源热泵的蒸发器端通过第三循环泵和地埋管串联的循环管路与土壤源进行热交换，所述第二循环泵和散热器并联成循环管路与土壤源热泵的冷凝器端进行换热，且所述第四阀门和所述第一阀门分别设置在第二循环泵的进水端和出水端，所述水箱和第二循环泵并联成循环管路，且所述第三阀门和所述第四阀门分别设置在水箱的给水口和回水口。

3、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：单独使用土壤源热泵难以保证冬季热量的提供和土壤温度场的维持与恢复，而单独使用空气源热泵回收地铁废热又具有不稳定的弱势(如夜晚和非客流高峰时间)，本实用新型通过空气源热泵和土壤源热泵进行优势互补，分别与地铁废热和土壤源进行热交换，可独立运行也可联合运行，能够根据实际情况进行余热回收再利用为客户端进行供热，节能的同时也更加稳定高效，还可以提供生活热水，以地铁废热和土壤源作为复合热源具有长期较好的匹配性能，对可持续发展具有重要意义。

技术特征：

1.一种地铁废热土壤源复合式热泵系统，其特征在于：包括空气源热泵、土壤源热泵、第一循环泵(1)、第二循环泵(2)、第一阀门(5)、第二阀门(6)、第三阀门(7)、第四阀门(8)、第五阀门(9)、第六阀门(10)、散热器(12)以及水箱(13)，所述空气源热泵的蒸发器端通过风机(4)与地铁废热进行热交换，所述第一循环泵(1)和所述散热器(12)串联成循环管路与空气源热泵的冷凝器端进行换热，且所述第五阀门(9)和所述第六阀门(10)分别设置在第一循环泵(1)的进水端和出水端，所述土壤源热泵的蒸发器端通过第三循环泵(3)和地埋管(11)串联的循环管路与土壤源进行热交换，所述第二循环泵(2)和散热器(12)并联成循环管路与土壤源热泵的冷凝器端进行换热，且所述第四阀门(8)和所述第一阀门(5)分别设置在第二循环泵(2)的进水端和出水端，所述水箱(13)和第二循环泵(2)并联成循环管路，且所述第三阀门(7)和所述第四阀门(8)分别设置在水箱(13)的给水口和回水口。

2.根据权利要求1所述的一种地铁废热土壤源复合式热泵系统，其特征在于：所述空气源热泵和所述土壤源热泵分别设置转向阀进行逆循环，能够实现所述散热器(12)的制冷和所述地埋管(11)的补热。

3.根据权利要求1或2所述的一种地铁废热土壤源复合式热泵系统，其特征在于：所述地埋管(11)包括套管(1101)、进水管(1102)、出水管(1103)及隔断管(1104)，所述套管(1101)上下两端封闭设置，所述进水管(1102)由上端同轴伸入套管(1101)内并与其底部留有间隔，所述出水管(1103)与套管(1101)底部连通设置，所述隔断管(1104)同轴布置在套管(1101)与进水管(1102)之间，隔断管(1104)下端与套管(1101)底部连接固定，隔断管(1104)上端与套管(1101)顶部留有间隔。

4.根据权利要求3所述的一种地铁废热土壤源复合式热泵系统，其特征在于：所述套管(1101)外壁固定设置导热层(1105)，所述导热层(1105)内侧沿周向一体设置多个连接翼，所述多个连接翼穿过套管(1101)并密封处理后与隔断管(1104)连接固定。

技术总结
一种地铁废热土壤源复合式热泵系统，涉及一种复合热泵系统。空气源热泵的蒸发器端通过风机与地铁废热进行热交换，第一循环泵和散热器串联成循环管路与空气源热泵的冷凝器端进行换热，土壤源热泵的蒸发器端通过第三循环泵和地埋管串联的循环管路与土壤源进行热交换，第二循环泵和散热器并联成循环管路与土壤源热泵的冷凝器端进行换热，水箱和第二循环泵并联成循环管路。以地铁废热和土壤源作为复合热源，能够进行优势互补，具有长期较好的匹配性能，余热回收再利的同时更加稳定高效。

技术研发人员：陈鑫,刘逸,白梓希,曲泽众,徐嘉敏,陈采薇,乔硕
受保护的技术使用者：哈尔滨商业大学
技术研发日：20230615
技术公布日：2024/1/15