專利名稱：一種地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及可再生能源利用的空調(diào)系統(tǒng)，具體為一種利用大地土壤作為空調(diào)冷熱源的地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)以大地土壤作為冷熱源，將地埋管能量采集器置入地下，冬季將大地中的低位地?zé)崮苋〕?，通過能量交換器提升溫度后實(shí)現(xiàn)對建筑物的供暖，同時(shí)儲存冷量，以備夏用；夏季將建筑物中需排出的熱量取出，通過地埋管能量采集器排至土壤中實(shí)現(xiàn)對建筑物降溫，同時(shí)儲存熱量，以備冬用；冬、夏季交替循環(huán)，達(dá)到土壤溫度的全年平衡，實(shí)現(xiàn)能量循環(huán)。冬季它可取代鍋爐等熱源從土壤中提取熱量向建筑物提供熱；夏季它代替常規(guī)空 調(diào)設(shè)備排放熱量，給建筑物供冷，需要時(shí)還能供應(yīng)生活熱水。地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)的能量來源于自然能源。它不向外界排放任何廢氣、廢水、廢渣、是一種理想的節(jié)能、環(huán)保、可再生的“綠色空調(diào)”。傳統(tǒng)的水冷式冷水機(jī)組為單冷型機(jī)組，冬季熱源需由鍋爐或其他熱源提供，能效比較低。而常規(guī)水源熱泵系統(tǒng)一般利用水源作為空調(diào)冷熱源，也存在很多限制條件，最主要的問題是會對地下水資源造成浪費(fèi)及污染，及引起地層沉降塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。而地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)空調(diào)系統(tǒng)的冷、熱及生活熱水的三聯(lián)供，節(jié)能節(jié)資、環(huán)保再生、運(yùn)行穩(wěn)定。
發(fā)明內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提供了一種充分利用而不破壞地下資源、經(jīng)濟(jì)高效、節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行穩(wěn)定的新型地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是一種地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于包括埋于地下的地埋管能量采集器1，地埋管能量采集器I通過管道連接地能動力循環(huán)裝置2，地能動力循環(huán)裝置2通過管道連接能量交換器23，能量交換器23通過管道連接空調(diào)末端12，空調(diào)末端12通過管道連接空調(diào)動力循環(huán)裝置11，空調(diào)動力循環(huán)裝置11通過管道連接能量交換器23 ；所述的能量交換器23同時(shí)通過管道連接有地埋管能量采集器I ;所述的地能動力循環(huán)裝置2包括設(shè)置在管道上的第一過濾網(wǎng)18、第一閥門19、第一水泵20、第一止回閥21，以及與管道連接的組件穩(wěn)壓補(bǔ)水循環(huán)罐22及補(bǔ)水管；地埋管能量采集器I與地能動力循環(huán)裝置2之間的連接管道上設(shè)置有第一轉(zhuǎn)換閥
3、第二轉(zhuǎn)換閥4 ;能量交換器23與空調(diào)末端12之間的連接管道上設(shè)置有第三轉(zhuǎn)換閥8、第四轉(zhuǎn)換閥9 ；空調(diào)動力循環(huán)裝置11通過管道同時(shí)連接有空調(diào)側(cè)補(bǔ)水裝置膨脹補(bǔ)水箱13，以及與空調(diào)側(cè)補(bǔ)水裝置膨脹補(bǔ)水箱13連接的軟換水裝置；所述的空調(diào)動力循環(huán)裝置11內(nèi)的管道上設(shè)置有第二過濾網(wǎng)14、第二閥門15、第二水泵16、第二止回閥17 ；所述的空調(diào)動力循環(huán)裝置11與能量交換器23之間的連接管道上設(shè)置有第三閥門7與第四閥門10 ；所述的能量交換器23與地埋管能量采集器I之間的連接管道上設(shè)置有第五轉(zhuǎn)換閥5與第六轉(zhuǎn)換閥6。積極有益效果本實(shí)用新型地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)，將地埋管能量采集器置于地下，通過地埋管能量采集器中的傳熱介質(zhì)(水或防凍液)與土壤進(jìn)行熱交換。夏季，能量采集器中的傳熱介質(zhì)向土壤中釋放熱量，土壤溫度升高，蓄存熱量，傳熱介質(zhì)溫度降低經(jīng)過地能·動力循環(huán)裝置進(jìn)入能量交換器，傳熱介質(zhì)在能量交換器中吸收熱量后溫度升高，回到地埋管能量采集器的回水管道中，進(jìn)行向能量交換器吸收熱量的下一吸熱循環(huán)；在夏季空調(diào)側(cè)回水經(jīng)過空調(diào)動力循環(huán)裝置進(jìn)入能量交換器，此時(shí)能量交換器中的冷媒已向地能側(cè)的傳熱介質(zhì)釋放了熱量，溫度降低額冷媒與空調(diào)側(cè)的回水進(jìn)行熱量交換，吸收空調(diào)回水的熱量，達(dá)到循環(huán)制冷的目的。冬季，地埋管能量采集器中的傳熱介質(zhì)從土壤中吸收熱量，同時(shí)土壤蓄存冷量，溫度降低，地能側(cè)的傳熱介質(zhì)經(jīng)過地能動力循環(huán)裝置，進(jìn)入能量交換器，釋放熱量后再次回到地埋管能量采集器的回水系統(tǒng)中，完成了地能側(cè)傳熱介質(zhì)的釋熱過程；冬季空調(diào)側(cè)回水則經(jīng)過空調(diào)動力循環(huán)裝置進(jìn)入能量轉(zhuǎn)換器中吸收熱量，溫度升高后，空調(diào)熱水供到空調(diào)末端，實(shí)現(xiàn)空調(diào)的制熱要求。利用土壤的蓄冷蓄熱特性，機(jī)組全年運(yùn)行，土壤的吸熱量和釋熱量相差不大，不僅完美的提取了土壤中的能量，不會對土壤造成破壞，而且具有以下優(yōu)
占-
^ \\\ I、此種地能熱泵空調(diào)的污染物排放，與空氣源熱泵相比，減少40%以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70 %以上，真正的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，經(jīng)濟(jì)環(huán)保；2、此種地能熱泵空調(diào)省去了鍋爐房、冷卻塔等設(shè)施，避免了噪音問題，機(jī)房面積小，節(jié)省建筑空間；3、此種地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)動部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護(hù)，維護(hù)費(fèi)用低；4、此種地能熱泵空調(diào)的地埋管能量采集器為組合套件，安裝簡單方便，能夠有效提高安裝效率，運(yùn)行穩(wěn)定，便于工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)與管理，使用壽命長；5、此種地能熱泵空調(diào)利用低位地能或地表淺層地?zé)豳Y源，一年四季土壤溫度相對穩(wěn)定，受室外溫度影響小，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定；6、此種地能熱泵空調(diào)，土壤與冬夏季空氣溫差大，使得此種地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40% 60%，所以此種地能熱泵空調(diào)不僅節(jié)能，而且可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%- 50%左右，能效比高。

圖I為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖圖中為地埋管能量采集器I、地能動力循環(huán)裝置2、第一轉(zhuǎn)換閥3、第二轉(zhuǎn)換閥4、第五轉(zhuǎn)換閥5、第六轉(zhuǎn)換閥6、第三閥門7、第三轉(zhuǎn)換閥8、第四轉(zhuǎn)換閥9、第四閥門10、空調(diào)動力循環(huán)裝置11、空調(diào)末端12、空調(diào)側(cè)補(bǔ)水裝置膨脹補(bǔ)水箱13、第二過濾網(wǎng)14、第二閥門15、第二水泵16、第二止回閥17、第一過濾網(wǎng)18、第一閥門19、第一水泵20、第一止回閥21、組件穩(wěn)壓補(bǔ)水循環(huán)罐22、能量交換器23。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明如圖I所示，一種地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于包括埋于地下的地埋管能量采集器1，地埋管能量采集器I通過管道連接地能動力循環(huán)裝置2，地能動力循環(huán)裝置2通過管道連接能量交換器23，能量交換器23通過管道連接空調(diào)末端12，空調(diào)末端12通過管道 連接空調(diào)動力循環(huán)裝置11，空調(diào)動力循環(huán)裝置11通過管道連接能量交換器23 ；所述的能量交換器23同時(shí)通過管道連接有地埋管能量采集器I ;所述的地能動力循環(huán)裝置2包括設(shè)置在管道上的第一過濾網(wǎng)18、第一閥門19、第一水泵20、第一止回閥21，以及與管道連接的組件穩(wěn)壓補(bǔ)水循環(huán)罐22及補(bǔ)水管；地埋管能量采集器I與地能動力循環(huán)裝置2之間的連接管道上設(shè)置有第一轉(zhuǎn)換閥
3、第二轉(zhuǎn)換閥4 ;能量交換器23與空調(diào)末端12之間的連接管道上設(shè)置有第三轉(zhuǎn)換閥8、第四轉(zhuǎn)換閥9 ；空調(diào)動力循環(huán)裝置11通過管道同時(shí)連接有空調(diào)側(cè)補(bǔ)水裝置膨脹補(bǔ)水箱13，以及與空調(diào)側(cè)補(bǔ)水裝置膨脹補(bǔ)水箱13連接的軟換水裝置；所述的空調(diào)動力循環(huán)裝置11內(nèi)的管道上設(shè)置有第二過濾網(wǎng)14、第二閥門15、第二水泵16、第二止回閥17 ；所述的空調(diào)動力循環(huán)裝置11與能量交換器23之間的連接管道上設(shè)置有第三閥門7與第四閥門10 ；所述的能量交換器23與地埋管能量采集器I之間的連接管道上設(shè)置有第五轉(zhuǎn)換閥5與第六轉(zhuǎn)換閥6。夏季地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)具體實(shí)施方式
如下夏季地埋管能量采集器I中的傳熱介質(zhì)向土壤中釋放熱量后，通過管道進(jìn)入第一過濾器18、第一閥門19、第一水泵20、第一止回閥21既地能動力循環(huán)裝置2后，經(jīng)過第二轉(zhuǎn)換閥4進(jìn)入能量交換器23后，吸收了能量交換器14中的熱量，地源側(cè)傳熱介質(zhì)吸收熱量后溫度升高，在能量交換器14中進(jìn)行熱交換后通過第六轉(zhuǎn)換閥6循環(huán)到地埋管能量采集器I的回水管道中，再次向土壤中釋放熱量，進(jìn)行地能側(cè)傳熱介質(zhì)與能量交換器I熱交換的下一吸熱循環(huán)。而夏季空調(diào)末端12回水則經(jīng)過第二過濾器14、第二閥門15、第二水泵16、第二止回閥17既空調(diào)動力裝置11，經(jīng)過第四閥門10進(jìn)入已釋放過熱量溫度降低的能量交換器23，空調(diào)末端12回水向能量交換器11中釋放了熱量后溫度降低，經(jīng)過降溫的空調(diào)循環(huán)水，通過第三轉(zhuǎn)換閥8后供到空調(diào)末端12，與空調(diào)末端12熱交換吸收熱量后再次經(jīng)過空調(diào)動力循環(huán)裝置11，進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的下一釋熱循環(huán)。冬季地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)具體實(shí)施方式
如下冬季地埋管能量采集器I中的傳熱介質(zhì)吸收了土壤熱量后，經(jīng)過第一過濾器18、第一閥門19、第一水泵20、第一止回閥21既地能動力循環(huán)裝置2、第一轉(zhuǎn)化閥3后進(jìn)入能量交換器23，將熱量釋放到能量交換器23中，地源側(cè)傳熱介質(zhì)釋放熱量后溫度降低，又經(jīng)過第五轉(zhuǎn)換閥5進(jìn)入地埋管能量采集器I的回水管道中，，再次從土壤中吸收熱量，進(jìn)行地源側(cè)傳熱介質(zhì)與能量交換器23熱交換的下一吸熱循環(huán)。而冬季空調(diào)末端12回水則經(jīng)過空調(diào)動力循環(huán)裝置11，經(jīng)過第三閥門7進(jìn)入已吸收過熱量的能量交換器23，空調(diào)末端12回水吸收了能量交換器中的熱量后溫度升高，吸收了熱量后的空調(diào)回水經(jīng)過第四轉(zhuǎn)換閥9后供到空調(diào)末端12，與空調(diào)末端12熱交換釋放熱量后再次通過空調(diào)動力循環(huán)裝置11，進(jìn)行空調(diào)系統(tǒng)的下一制熱循環(huán)。地能動力循環(huán)裝置2中的組件穩(wěn)壓補(bǔ)水循環(huán)罐22，不但解決了空調(diào)系統(tǒng)的補(bǔ)水需要，而且具有穩(wěn)壓、補(bǔ)水適應(yīng)系統(tǒng)膨脹水量變化的作用，在冬季溫度過低時(shí)，還可以通過組件穩(wěn)壓補(bǔ)水循環(huán)罐22加入防凍液，保證系統(tǒng)穩(wěn)定，高效運(yùn)行。空調(diào)側(cè)補(bǔ)水裝置膨脹補(bǔ)水箱13補(bǔ)充系統(tǒng)中因蒸發(fā)和泄漏而損失的水量并保證淡水泵有足夠的吸入壓頭。本實(shí)用新型地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)，將地埋管能量采集器置于地下，通過地埋管能量 采集器中的傳熱介質(zhì)(水或防凍液)與土壤進(jìn)行熱交換。夏季，能量采集器中的傳熱介質(zhì)向土壤中釋放熱量，土壤溫度升高，蓄存熱量，傳熱介質(zhì)溫度降低經(jīng)過地能動力循環(huán)裝置進(jìn)入能量交換器，傳熱介質(zhì)在能量交換器中吸收熱量后溫度升高，回到地埋管能量采集器的回水管道中，進(jìn)行向能量交換器吸收熱量的下一吸熱循環(huán)；在夏季空調(diào)側(cè)回水經(jīng)過空調(diào)動力循環(huán)裝置進(jìn)入能量交換器，此時(shí)能量交換器中的冷媒已向地能側(cè)的傳熱介質(zhì)釋放了熱量，溫度降低額冷媒與空調(diào)側(cè)的回水進(jìn)行熱量交換，吸收空調(diào)回水的熱量，達(dá)到循環(huán)制冷的目的。冬季，地埋管能量采集器中的傳熱介質(zhì)從土壤中吸收熱量，同時(shí)土壤蓄存冷量，溫度降低，地能側(cè)的傳熱介質(zhì)經(jīng)過地能動力循環(huán)裝置，進(jìn)入能量交換器，釋放熱量后再次回到地埋管能量采集器的回水系統(tǒng)中，完成了地能側(cè)傳熱介質(zhì)的釋熱過程；冬季空調(diào)側(cè)回水則經(jīng)過空調(diào)動力循環(huán)裝置進(jìn)入能量轉(zhuǎn)換器中吸收熱量，溫度升高后，空調(diào)熱水供到空調(diào)末端，實(shí)現(xiàn)空調(diào)的制熱要求。利用土壤的蓄冷蓄熱特性，機(jī)組全年運(yùn)行，土壤的吸熱量和釋熱量相差不大，不僅完美的提取了土壤中的能量，不會對土壤造成破壞，而且具有以下優(yōu)點(diǎn)I、此種地能熱泵空調(diào)的污染物排放，與空氣源熱泵相比，減少40%以上，與電供暖相比，相當(dāng)于減少70 %以上，真正的實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，經(jīng)濟(jì)環(huán)保；2、此種地能熱泵空調(diào)省去了鍋爐房、冷卻塔等設(shè)施，避免了噪音問題，機(jī)房面積小，節(jié)省建筑空間；3、此種地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)動部件要比常規(guī)系統(tǒng)少，因而減少維護(hù)，維護(hù)費(fèi)用低；4、此種地能熱泵空調(diào)的地埋管能量采集器為組合套件，安裝簡單方便，能夠有效提高安裝效率，運(yùn)行穩(wěn)定，便于工廠化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)與管理，使用壽命長；5、此種地能熱泵空調(diào)利用低位地能或地表淺層地?zé)豳Y源，一年四季土壤溫度相對穩(wěn)定，受室外溫度影響小，機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定；6、此種地能熱泵空調(diào)，土壤與冬夏季空氣溫差大，使得此種地源熱泵比傳統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)運(yùn)行效率要高40% 60%，所以此種地能熱泵空調(diào)不僅節(jié)能，而且可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用40%- 50%左右，能效比高。以上實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在所述領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替代和改進(jìn)等，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于包括埋于地下的地埋管能量采集器(1)，地埋管能量采集器(I)通過管道連接地能動力循環(huán)裝置(2 )，地能動力循環(huán)裝置(2 )通過管道連接能量交換器(23 )，能量交換器(23 )通過管道連接空調(diào)末端(12 )，空調(diào)末端(12 )通過管道連接空調(diào)動力循環(huán)裝置(11)，空調(diào)動力循環(huán)裝置(11)通過管道連接能量交換器(23 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所示的一種地能熱泵空調(diào)系 統(tǒng)，其特征在于所述的能量交換器(23)同時(shí)通過管道連接有地埋管能量采集器(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所示的一種地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的地能動力循環(huán)裝置(2)包括設(shè)置在管道上的第一過濾網(wǎng)(18)、第一閥門(19)、第一水泵(20)、第一止回閥(21)，以及與管道連接的組件穩(wěn)壓補(bǔ)水循環(huán)罐(22)及補(bǔ)水管。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所示的一種地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于地埋管能量采集器(I)與地能動力循環(huán)裝置(2)之間的連接管道上設(shè)置有第一轉(zhuǎn)換閥(3)、第二轉(zhuǎn)換閥(4);能量交換器(23)與空調(diào)末端(12)之間的連接管道上設(shè)置有第三轉(zhuǎn)換閥(8)、第四轉(zhuǎn)換閥(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所示的一種地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于空調(diào)動力循環(huán)裝置(11)通過管道同時(shí)連接有空調(diào)側(cè)補(bǔ)水裝置膨脹補(bǔ)水箱(13)，以及與空調(diào)側(cè)補(bǔ)水裝置膨脹補(bǔ)水箱(13)連接的軟換水裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所示的一種地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的空調(diào)動力循環(huán)裝置(11)內(nèi)的管道上設(shè)置有第二過濾網(wǎng)(14)、第二閥門(15)、第二水泵(16)、第二止回閥(17)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所示的一種地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的空調(diào)動力循環(huán)裝置(11)與能量交換器(23 )之間的連接管道上設(shè)置有第三閥門(7 )與第四閥門(10 )。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所示的一種地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述的能量交換器(23)與地埋管能量采集器(I)之間的連接管道上設(shè)置有第五轉(zhuǎn)換閥(5)與第六轉(zhuǎn)換閥(6)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于包括埋于地下的地埋管能量采集器(1)，地埋管能量采集器(1)通過管道連接地能動力循環(huán)裝置(2)，地能動力循環(huán)裝置(2)通過管道連接能量交換器(23)，能量交換器(23)通過管道連接空調(diào)末端(12)，空調(diào)末端(12)通過管道連接空調(diào)動力循環(huán)裝置(11)，空調(diào)動力循環(huán)裝置(11)通過管道連接能量交換器(23)；所述的能量交換器(23)同時(shí)通過管道連接有地埋管能量采集器(1)。本實(shí)用新型充分利用而不破壞地下資源、經(jīng)濟(jì)高效、節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行穩(wěn)定的新型地能熱泵空調(diào)系統(tǒng)。
文檔編號F24F5/00GK202485138SQ20122013600
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者王偉山, 王黎曉 申請人:河南科宇人工環(huán)境有限公司