專利名稱：地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及樓宇節(jié)能降噪技術(shù)領(lǐng)域以及熱泵技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能滿足地下地鐵車站空調(diào)負(fù)荷需求和夜間降噪需求的地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著城市化進(jìn)程的發(fā)展，地鐵已經(jīng)成為現(xiàn)代城市人們出行的首要選擇，同時人們對地鐵及地鐵車站的舒適度提出了比較高的要求。目前地鐵車站大都采用常規(guī)冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行車站環(huán)境的溫濕度調(diào)節(jié)，耗能較大，且冷卻塔占地面積大、噪聲大，對周圍居民影響大，特別是夜間，嚴(yán)重影響地鐵車站周圍居民休息。同時，由于地鐵車站人流量大，負(fù)荷的周期性明顯，且具有顯著的早晚高峰，導(dǎo)致常規(guī)冷水機(jī)組空調(diào)系統(tǒng)長時間在部分負(fù)荷下運(yùn)行，效率低下。地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在滿足舒適性要求的基礎(chǔ)上，以其環(huán)保、節(jié)能、高效、低噪聲、無需冷卻塔、對地上建筑影響較小等特點(diǎn)，適合在地鐵車站推廣應(yīng)用。地源熱泵系統(tǒng)冬季可以從土壤吸取熱量對建筑供熱，夏季則將建筑中的熱量排入土壤對建筑制冷，只要使地源熱泵系統(tǒng)的吸排熱平衡，系統(tǒng)就能穩(wěn)定高效運(yùn)行，具有較好的應(yīng)用前景。但是大多數(shù)的地下地鐵車站只需夏季制冷，冬季無供暖需求，給地源熱泵的使用帶來了較大的困難。因此，有必要以地源熱泵技術(shù)為核心構(gòu)建復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)。比如申請?zhí)朇N201110146044.1的專利給出了一種太陽能-地源熱泵聯(lián)合的建筑供能系統(tǒng)，利用太陽能來輔助地源熱泵供能，從而解決地埋管換熱器周圍土壤熱失衡的問題。但是該專利的運(yùn)行模式以及控制方式較為簡單，且太陽能具有不穩(wěn)定性，該系統(tǒng)可以在一定程度上滿足普通建筑的供能需求并保持土壤的熱平衡，卻并不能滿足地鐵車站這種空調(diào)負(fù)荷大且波動明顯的特殊建筑空調(diào)負(fù)荷需求。如何設(shè)計一種能夠有效滿足地鐵車站空調(diào)負(fù)荷及夜間降噪需求的節(jié)能空調(diào)系統(tǒng)是地鐵車站空調(diào)設(shè)計中急需解決的問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有的地鐵車站空調(diào)不能夠有效滿足地鐵車站空調(diào)負(fù)荷且噪聲很大的缺陷，提供一種能滿足地下地鐵車站空調(diào)負(fù)荷需求和夜間降噪需求的地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)。本實用新型是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題:一種地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)，其包括一組地埋管換熱器，一個分水器，一個集水器，一分別與該組地埋管換熱器、該分水器、該集水器相連通的地源熱泵機(jī)組，若干分別與該分水器、該集水器相連通的空調(diào)末端，其特點(diǎn)在于，其還包括一臺常規(guī)冷水機(jī)組，一臺與該常規(guī)冷水機(jī)組相通的冷卻塔，及相應(yīng)的用于控制管路通斷的若干控制閥門和水泵，用于通過該控制閥門及該水泵的開閉，實現(xiàn)不同時段空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行控制。例如，常規(guī)冷水機(jī)組與冷卻塔相連；地源熱泵機(jī)組與地埋管換熱器相連；常規(guī)冷水機(jī)組與地源熱泵機(jī)組的冷凍水供水管連接同一個分水器后與若干空調(diào)末端供水管相連；常規(guī)冷 水機(jī)組與地源熱泵機(jī)組的冷凍水回水管連接同一個集水器后與空調(diào)末端回水管相連；閥門與水泵設(shè)在連接管路上，控制管路通斷。較佳地，若干該空調(diào)末端均為一地鐵車站空調(diào)末端。較佳地，所述水泵包括:分別與該常規(guī)冷水機(jī)組相連通的常規(guī)冷水機(jī)組蒸發(fā)側(cè)水泵、常規(guī)冷水機(jī)組冷凝側(cè)水泵。較佳地，所述水泵還包括:分別與若干該地鐵車站空調(diào)末端、該集水器相連通的地鐵車站空調(diào)末端側(cè)水泵；分別與該若干地埋管換熱器和該地源熱泵機(jī)組相連通的地源熱泵地源側(cè)水泵；以及分別與該在地源熱泵機(jī)組、該集水器相連通的地源熱泵負(fù)載側(cè)水泵。較佳地，所述若干控制閥門包括:用于控制該地源熱泵機(jī)組的進(jìn)/出水量的地源熱泵控制閥門；用于控制該常規(guī)冷水機(jī)組的進(jìn)/出水量的常規(guī)冷水機(jī)組閥門；以及用于控制該地鐵車站空調(diào)末端的進(jìn)/出水流量的地鐵車站空調(diào)末端閥門。較佳地，所述地埋管換熱器通過該地源熱泵地源側(cè)水泵與該地源熱泵機(jī)組的地源側(cè)相連，所述地源熱泵機(jī)組的負(fù)載側(cè)出水管通過所述地源熱泵控制閥門與所述分水器相連，所述地源熱泵機(jī)組的負(fù)載側(cè)回水管通過所述地源熱泵控制閥門、所述地源熱泵負(fù)載側(cè)水泵與所述集水器相連。較佳地，所述冷卻塔通過水泵與該常規(guī)冷水機(jī)組的冷凝側(cè)相連，所述常規(guī)冷水機(jī)組的冷凍水出水管通過閥門與該分水器相連，所述常規(guī)冷水機(jī)組的冷凍水回水管通過閥門、水泵 與所述集水器相連；所述分水器通過閥門與若干所述空調(diào)末端相連；所述集水器通過閥門、水泵與若干所述空調(diào)末端相連。白天平峰時段，常規(guī)冷水機(jī)組、冷卻塔運(yùn)行，其連接管路上的常規(guī)冷水機(jī)組蒸發(fā)側(cè)水泵、常規(guī)冷水機(jī)組冷凝側(cè)水泵、地鐵車站空調(diào)末端側(cè)水泵、常規(guī)冷水機(jī)組閥門及地鐵車站空調(diào)末端閥門開啟，常規(guī)冷水機(jī)組承擔(dān)地鐵車站空調(diào)負(fù)荷。高峰時段，在常規(guī)冷水機(jī)組和冷卻塔運(yùn)行的基礎(chǔ)上，另使地源熱泵機(jī)組、地埋管換熱器運(yùn)行，并開啟其連接管路上的地源熱泵地源側(cè)水泵、地源熱泵負(fù)載側(cè)水泵、地源熱泵控制閥門，地源熱泵機(jī)組開始供冷，與常規(guī)冷水機(jī)組共同承擔(dān)地鐵車站空調(diào)負(fù)荷。夜間時段，常規(guī)冷水機(jī)組、冷卻塔關(guān)閉，并關(guān)閉其連接管路上的常規(guī)冷水機(jī)組蒸發(fā)側(cè)水泵、常規(guī)冷水機(jī)組冷凝側(cè)水泵、常規(guī)冷水機(jī)組閥門；開啟地源熱泵機(jī)組、地埋管換熱器，開啟其連接管路上的地源熱泵地源側(cè)水泵、地源熱泵負(fù)載側(cè)水泵、地鐵車站空調(diào)末端側(cè)水泵、地源熱泵控制閥門、地鐵車站空調(diào)末端閥門，地源熱泵機(jī)組承擔(dān)地鐵車站夜間全部空調(diào)負(fù)荷。在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本實用新型各較佳實施例。本實用新型的積極進(jìn)步效果在于:能夠滿足地鐵車站空調(diào)負(fù)荷需求，高效穩(wěn)定，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用；降低地埋管換熱器周圍土壤的熱失衡率；大幅度減小地鐵車站空調(diào)系統(tǒng)夜間運(yùn)行的噪音，避免噪音對地鐵車站周圍居民影響。

圖1為本實用新型的地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)工作原理示意圖。
具體實施方式
下面舉個較佳實施例，并結(jié)合附圖來更清楚完整地說明本實用新型。[0018]實施例本實用新型尤其適用于地鐵車站的空調(diào)負(fù)荷需求。圖1為地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)的工作原理示意圖。本實用新型的地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)的主要原理是通過地源熱泵機(jī)組2和常規(guī)冷水機(jī)組3的協(xié)調(diào)控制，滿足地鐵車站不同時段的空調(diào)負(fù)荷要求，并實現(xiàn)夜間降低噪音的目的。如圖1所示的地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)，包括:地埋管換熱器1、地源熱泵機(jī)組2、常規(guī)冷水機(jī)組3、冷卻塔4、地鐵車站空調(diào)末端5、分水器6、集水器7、地源熱泵控制閥門8、常規(guī)冷水機(jī)組閥門9、地鐵車站空調(diào)末端閥門10、地源熱泵地源側(cè)水泵11、地源熱泵負(fù)載側(cè)水泵12、常規(guī)冷水機(jī)組蒸發(fā)側(cè)水泵13、常規(guī)冷水機(jī)組冷凝側(cè)水泵14、地鐵車站空調(diào)末端側(cè)水泵15。為了實現(xiàn)地鐵車站空調(diào)系統(tǒng)的高效節(jié)能、穩(wěn)定運(yùn)行，所述地埋管換熱器I通過地源熱泵地源側(cè)水泵11與地源熱泵機(jī)組2的地源側(cè)相連，所述地源熱泵機(jī)組2的負(fù)載側(cè)出水管通過地源熱泵控制閥門8與分水器6相連，所述地源熱泵機(jī)組2的負(fù)載側(cè)回水管通過地源熱泵控制閥門8、地源熱泵負(fù)載側(cè)水泵12與集水器7相連。而為了實現(xiàn)地埋管換熱器周圍土壤溫度平衡，采用常規(guī)冷水空調(diào)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)，還包括常規(guī)冷水機(jī)組3、冷卻塔4、常規(guī)冷水機(jī)組蒸發(fā)側(cè)水泵13、常規(guī)冷水機(jī)組冷凝側(cè)水泵14。所述冷卻塔4通過常規(guī)冷水機(jī)組冷凝側(cè)水泵14與常規(guī)冷水機(jī)組3的冷凝側(cè)相連，所述常規(guī)冷水機(jī)組3的冷凍水出水管通過常規(guī)冷水機(jī)組閥門9與分水器6相連，所述常規(guī)冷水機(jī)組3的冷凍水回 水管通過常規(guī)冷水機(jī)組閥門9、常規(guī)冷水機(jī)組蒸發(fā)側(cè)水泵13與集水器7相連。所述分水器6通過地鐵車站空調(diào)末端閥門10與地鐵車站空調(diào)末端5相連，可以暫儲地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)及常規(guī)冷水空調(diào)系統(tǒng)產(chǎn)生的冷凍水，并穩(wěn)壓分流后送至地鐵車站內(nèi)空調(diào)末端。所述集水器7通過地鐵車站空調(diào)末端閥門10、地鐵車站空調(diào)末端側(cè)水泵15與地鐵車站空調(diào)末端5相連，可以匯集地鐵車站內(nèi)空調(diào)末端返回的冷水，并穩(wěn)壓后送往地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)及常規(guī)冷水空調(diào)系統(tǒng)。具體實施時，當(dāng)處地白天平峰時段，本系統(tǒng)的常規(guī)冷水機(jī)組3、冷卻塔4、地鐵車站空調(diào)末端5開啟，常規(guī)冷水機(jī)組閥門9、地鐵車站空調(diào)末端閥門10開啟，常規(guī)冷水機(jī)組蒸發(fā)側(cè)水泵13、常規(guī)冷水機(jī)組冷凝側(cè)水泵14、地鐵車站空調(diào)末端側(cè)水泵15開啟。冷卻塔4通過與環(huán)境換熱，將冷卻水通過常規(guī)冷水機(jī)組冷凝側(cè)水泵14輸送至常規(guī)冷水機(jī)組3的冷凝器，完成換熱后返回冷卻塔4，繼續(xù)下一次循環(huán)；常規(guī)冷水機(jī)組3的蒸發(fā)器將冷凍水降低到設(shè)定溫度后，通過分水器6的緩沖分流送往地鐵車站空調(diào)末端5進(jìn)行換熱，降低地鐵車站內(nèi)環(huán)境溫度，換熱完成后的冷凍水通過地鐵車站空調(diào)末端側(cè)水泵15，經(jīng)集水器7緩沖匯流后輸送回常規(guī)冷水機(jī)組3的蒸發(fā)器，繼續(xù)下一次循環(huán)。如此，便可使常規(guī)冷水空調(diào)系統(tǒng)在白天平峰時段運(yùn)行,并給地鐵車站供冷。由于非高峰時段地鐵車站內(nèi)負(fù)荷波動較小，常規(guī)冷水機(jī)組可以持續(xù)保持接近滿負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，運(yùn)行效率高。在早晚高峰時段，除保持上述常規(guī)冷水機(jī)組3、冷卻塔4、地鐵車站空調(diào)末端5，以及常規(guī)冷水機(jī)組閥門9、地鐵車站空調(diào)末端閥門10和常規(guī)冷水機(jī)組蒸發(fā)側(cè)水泵13、常規(guī)冷水機(jī)組冷凝側(cè)水泵14、地鐵車站空調(diào)末端側(cè)水泵15開啟外，另開啟地源熱泵機(jī)組2、地埋管換熱器I以及地源熱泵控制閥門8和地源熱泵地源側(cè)水泵11、地源熱泵負(fù)載側(cè)水泵12。如此，便可以使地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)在早晚高峰時段運(yùn)行，給地鐵車站供冷，同時減輕常規(guī)冷水空調(diào)系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，使其能保持相對恒定的負(fù)荷，提高常規(guī)冷水空調(diào)系統(tǒng)的效率。地埋管換熱器I與土壤換熱，降低地源側(cè)冷卻水溫度，經(jīng)地源熱泵地源側(cè)水泵11輸送至地源熱泵機(jī)組2的地源側(cè)，完成換熱后返回地埋管換熱器1，繼續(xù)下一次循環(huán)；地源熱泵機(jī)組2的負(fù)載側(cè)將冷凍水降低到設(shè)定溫度后，送往分水器6，與常規(guī)冷水機(jī)組3的冷凍水合流，并緩沖分流至地鐵車站空調(diào)末端5，用于降低地鐵車站內(nèi)環(huán)境溫度，換熱完成后通過地鐵車站空調(diào)末端側(cè)水泵15返回集水器7，緩沖并與常規(guī)冷水機(jī)組3的冷凍水分流后經(jīng)地源熱泵負(fù)載側(cè)水泵12返回地源熱泵機(jī)組2的負(fù)載側(cè)，繼續(xù)下一次循環(huán)。由此來使地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)承擔(dān)地鐵車站的夜間負(fù)荷，避免冷卻塔的使用，減小噪音。在此過程中，地源熱泵機(jī)組2最多承擔(dān)地鐵車站峰值負(fù)荷的50%，由于地鐵車站峰值負(fù)荷最多可達(dá)到平均負(fù)荷的2倍左右，因此，常規(guī)冷水機(jī)組3可以一直承擔(dān)比較恒定的負(fù)荷，保持高效率運(yùn)行，該復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用15%左右。當(dāng)處于夜間時段，關(guān)閉常規(guī)冷水機(jī)組3、冷卻塔4，關(guān)閉常規(guī)冷水機(jī)組閥門9，關(guān)閉常規(guī)冷水機(jī)組蒸發(fā)側(cè)水泵13、常規(guī)冷水機(jī)組冷凝側(cè)14 ;開啟地源熱泵機(jī)組2、地埋管換熱器1，開啟地源熱泵控制閥門8，開啟地源熱泵地源側(cè)水泵11、地源熱泵負(fù)載側(cè)水泵12，使用地源熱泵機(jī)組2承擔(dān)地鐵車站全部空調(diào)負(fù)荷。由于地鐵車站夜間負(fù)荷較小，地源熱泵機(jī)組完全可以承擔(dān)全部負(fù)荷； 同時由于冷卻塔4處于關(guān)閉狀態(tài)，無噪音產(chǎn)生，因此實現(xiàn)了地鐵車站的夜間降噪，避免了噪音對地鐵車站周圍居民的影響。雖然以上描述了本實用新型的具體實施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本實用新型的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本實用新型的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)，其包括一組地埋管換熱器，一個分水器，一個集水器，一分別與該組地埋管換熱器、該分水器、該集水器相連通的地源熱泵機(jī)組，若干分別與該分水器、該集水器相連通的空調(diào)末端，其特征在于，其還包括一臺常規(guī)冷水機(jī)組，一臺與該常規(guī)冷水機(jī)組相通的冷卻塔，及相應(yīng)的用于控制管路通斷的若干控制閥門和水泵，用于通過該控制閥門及水泵的開閉，實現(xiàn)不同時段空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行控制。
2.如權(quán)利要求1所述的地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，若干該空調(diào)末端均為一地鐵車站空調(diào)末端。
3.如權(quán)利要求2所述的地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述水泵包括:分別與該常規(guī)冷水機(jī)組相連通的常規(guī)冷水機(jī)組蒸發(fā)側(cè)水泵、常規(guī)冷水機(jī)組冷凝側(cè)水泵。
4.如權(quán)利要求3 所述的地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述水泵還包括:分別與若干該地鐵車站空調(diào)末端、該集水器相連通的地鐵車站空調(diào)末端側(cè)水泵；分別與該若干地埋管換熱器和該地源熱泵機(jī)組相連通的地源熱泵地源側(cè)水泵；以及分別與該在地源熱泵機(jī)組、該集水器相連通的地源熱泵負(fù)載側(cè)水泵。
5.如權(quán)利要求4所述的地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述若干控制閥門包括:用于控制該地源熱泵機(jī)組的進(jìn)/出水量的地源熱泵控制閥門；用于控制該常規(guī)冷水機(jī)組的進(jìn)/出水量的常規(guī)冷水機(jī)組閥門；以及用于控制該地鐵車站空調(diào)末端的進(jìn)/出水流量的地鐵車站空調(diào)末端閥門。
6.如權(quán)利要求5所述的地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述地埋管換熱器通過該地源熱泵地源側(cè)水泵與該地源熱泵機(jī)組的地源側(cè)相連，所述地源熱泵機(jī)組的負(fù)載側(cè)出水管通過所述地源熱泵控制閥門與所述分水器相連，所述地源熱泵機(jī)組的負(fù)載側(cè)回水管通過所述地源熱泵控制閥門、所述地源熱泵負(fù)載側(cè)水泵與所述集水器相連。
7.如權(quán)利要求1至6中任意一項所述的地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，所述冷卻塔通過水泵與該常規(guī)冷水機(jī)組的冷凝側(cè)相連，所述常規(guī)冷水機(jī)組的冷凍水出水管通過閥門與該分水器相連，所述常規(guī)冷水機(jī)組的冷凍水回水管通過閥門、水泵與所述集水器相連；所述分水器通過閥門與若干所述空調(diào)末端相連；所述集水器通過閥門、水泵與若干所述空調(diào)末端相連。
專利摘要本實用新型涉及一種地源熱泵復(fù)合空調(diào)系統(tǒng)，包括一組地埋管換熱器，一個分水器，一個集水器，一分別與該組地埋管換熱器、該分水器、該集水器相連通的地源熱泵機(jī)組，若干分別與該分水器、該集水器相連通的空調(diào)末端，一臺常規(guī)冷水機(jī)組，一臺與該常規(guī)冷水機(jī)組相通的冷卻塔，及相應(yīng)的用于控制管路通斷的若干控制閥門和水泵，用于通過該控制閥門及該水泵的開閉，實現(xiàn)不同時段空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行控制。本實用新型一方面通過使用地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)滿足地鐵車站空調(diào)需求，高效節(jié)能，運(yùn)行穩(wěn)定；另一方面還能促進(jìn)地源熱泵在地鐵車站等負(fù)荷波動大、冷熱負(fù)荷不平衡建筑中的推廣應(yīng)用；最后還能降噪。
文檔編號F24F11/02GK203147942SQ20132002427
公開日2013年8月21日 申請日期2013年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月16日
發(fā)明者王曉保, 王前進(jìn), 翟曉強(qiáng), 宋潔, 鄭懿 申請人:上海申通地鐵集團(tuán)有限公司