一種直接利用地下水制冷的水源熱泵系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及制取冷凍循環(huán)水的水源熱泵系統(tǒng)，具體地說是一種直接利用地下水制冷的水源熱泵系統(tǒng)，包括潛水泵、地下水換熱器、水源熱泵機(jī)組、冷凍水循環(huán)泵及分別位于地下的提水井、回灌井，潛水泵安裝在提水井內(nèi)，地下水換熱器及水源熱泵機(jī)組分別通過管路并聯(lián)于潛水泵與回灌井之間；空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的輸出端經(jīng)冷凍水循環(huán)泵分別通過管路與地下水換熱器及水源熱泵機(jī)組相連通，地下水換熱器及水源熱泵機(jī)組分別通過管路與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的輸入端連通、形成回路；與地下水換熱器及水源熱泵機(jī)組的輸入、輸出端連通的管路上均設(shè)有控制管路開關(guān)的切換閥門。本實(shí)用新型節(jié)約了開啟水源電能熱泵機(jī)組消耗的電能，達(dá)到了節(jié)能的目的。
【專利說明】一種直接利用地下水制冷的水源熱泵系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及制取冷凍循環(huán)水的水源熱泵系統(tǒng)，具體地說是一種直接利用地下水制冷的水源熱泵系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是能源缺乏國(guó)家，如何更好地利用能源，提高能源的利用效率并減少污染物的排放是我國(guó)十二五期間的首要工作。
[0003]在水源熱泵系統(tǒng)中，主要是采用電能驅(qū)動(dòng)水源熱泵機(jī)組制取冷凍水，在夏季供冷時(shí)需要消耗大量電能，造成了系統(tǒng)能源費(fèi)用的上升。再有，水源熱泵機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間開啟使用，也會(huì)提高水源熱泵系統(tǒng)的能耗，降低水源熱泵系統(tǒng)的使用壽命。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]為了解決常規(guī)水源熱泵系統(tǒng)夏季制冷電能消耗大的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種直接利用地下水制冷的水源熱泵系統(tǒng)。該水源熱泵系統(tǒng)以電能為動(dòng)力，利用地下水溫度低的特性，通過換熱制取空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水而在初夏與夏末時(shí)節(jié)不開啟水源熱泵機(jī)組，節(jié)約了水源熱泵機(jī)組開啟所需的電能。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:
[0006]本實(shí)用新型包括潛水泵、地下水換熱器、水源熱泵機(jī)組、冷凍水循環(huán)泵及分別位于地下的提水井、回灌井，其中潛水泵安裝在提水井內(nèi)，所述地下水換熱器及水源熱泵機(jī)組分別通過管路并聯(lián)于潛水泵與回灌井之間；并且，空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的輸出端經(jīng)所述冷凍水循環(huán)泵分別通過管路與地下水換熱器及水源熱泵機(jī)組相連通，該地下水換熱器及水源熱泵機(jī)組分別通過管路與所述空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的輸入端連通、形成回路；所述地下水換熱器及水源熱泵機(jī)組分別與潛水泵、回灌井及空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的輸入、輸出端連通的管路上均設(shè)有控制管路開關(guān)的切換閥門。
[0007]其中:所述地下水換熱器的一個(gè)輸入端及水源熱泵機(jī)組的一個(gè)輸入端分別通過管路與所述潛水泵相連通，所述地下水換熱器的一個(gè)輸出端及水源熱泵機(jī)組的一個(gè)輸出端分別通過管路與所述回灌井連通；所述地下水換熱器的另一個(gè)輸入端及水源熱泵機(jī)組的另一個(gè)輸入端分別通過管路經(jīng)冷凍水循環(huán)泵與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水輸出端相連通，所述地下水換熱器的另一個(gè)輸出端及水源熱泵機(jī)組的另一個(gè)輸出端分別通過管路與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水輸入端相連通；在靠近所述地下水換熱器、水源熱泵機(jī)組輸入端及輸出端的管路上分別安裝有控制管路開關(guān)的切換閥門；在與所述地下水換熱器輸入端及輸出端連通管路上的切換閥門的工作狀態(tài)相同，在與所述水源熱泵機(jī)組輸入端及輸出端連通管路上的切換閥門的工作狀態(tài)相同、且與地下水換熱器輸入端及輸出端連通管路上的切換閥門的工作狀態(tài)相反，即與所述地下水換熱器輸入端及輸出端連通管路上的切換閥門為開啟/關(guān)閉狀態(tài)，與所述水源熱泵機(jī)組輸入端及輸出端連通管路上的切換閥門則為關(guān)閉/開啟狀態(tài)；
[0008]所述提水井中的潛水泵通過管路連通至地下水換熱器、該地下水換熱器通過管路連通至所述回灌井，完成地下水的提水與回灌的循環(huán)；在所述水源熱泵機(jī)組處于非工作狀態(tài)、所述地下水換熱器處于工作狀態(tài)，所述地下水換熱器與所述空調(diào)冷凍循環(huán)水換得的熱量通過提水井中的地下水排至土壤中；所述地下水換熱器通過管路經(jīng)冷凍水循環(huán)泵與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水連通，在所述水源熱泵機(jī)組處于非工作狀態(tài)、所述地下水換熱器處于工作狀態(tài)，通過所述地下水換熱器將所述空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的熱量傳遞給地下水；
[0009]所述水源熱泵機(jī)組通過管路分別與提水井中的潛水泵及回灌井相連通，在所述水源熱泵機(jī)組處于工作狀態(tài)、所述地下水換熱器處于非工作狀態(tài)，通過地下水將水源熱泵機(jī)組獲得的空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的熱量排至土壤中；所述水源熱泵機(jī)組通過管路經(jīng)冷凍水循環(huán)泵與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水連通，在所述水源熱泵機(jī)組處于工作狀態(tài)、所述地下水換熱器處于非工作狀態(tài)，通過所述水源熱泵機(jī)組將所述空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的熱量傳遞給地下水。
[0010]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果為:
[0011]本實(shí)用新型在初夏與夏末時(shí)節(jié)，無需開啟水源熱泵機(jī)組，只開啟了潛水泵及冷凍水循環(huán)泵，即可完成空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的制取，節(jié)約了開啟水源熱泵機(jī)組所消耗的電能，達(dá)到了節(jié)能的目的，節(jié)省了水源熱泵機(jī)組開啟的能源費(fèi)用，延長(zhǎng)了水源熱泵機(jī)組的使用壽命O

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]其中:1提水井，2為回灌井，3為潛水泵，4為地下水換熱器，5為水源熱泵機(jī)組，6為冷凍水循環(huán)泵，7為第一切換閥門，8為第二切換閥門，9為第三切換閥門，10為第四切換閥門，11為第五切換閥門，12為第六切換閥門，13為第七切換閥門，14為第八切換閥門。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型包括潛水泵3、地下水換熱器4、水源熱泵機(jī)組5、冷凍水循環(huán)泵6及分別位于地下的提水井1、回灌井2，其中潛水泵3安裝在提水井I內(nèi)。
[0016]地下水換熱器4及水源熱泵機(jī)組5分別通過管路并聯(lián)于潛水泵3與回灌井2之間，即:地下水換熱器4的第一輸入端及水源熱泵機(jī)組5的第一輸入端分別通過管路與潛水泵3相連通，地下水換熱器4的第一輸出端及水源熱泵機(jī)組5的第一輸出端分別通過管路與回灌井2連通。在潛水泵3與地下水換熱器4之間的管路上、靠近地下水換熱器4的第一輸入端處設(shè)有第一切換閥門7，在回灌井2與地下水換熱器4之間的管路上、靠近地下水換熱器4的第一出口處設(shè)有第二切換閥門8 ;在潛水泵3與水源熱泵機(jī)組5之間的管路上、靠近水源熱泵機(jī)組5的第一輸入端處設(shè)有第三切換閥門9，在回灌井2與水源熱泵機(jī)組5之間的管路上、靠近水源熱泵機(jī)組5的第一出口處設(shè)有第四切換閥門10。
[0017]并且，空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的輸出端經(jīng)冷凍水循環(huán)泵6分別通過管路與地下水換熱器4及水源熱泵機(jī)組5相連通，該地下水換熱器4及水源熱泵機(jī)組5分別通過管路與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的輸入端連通、形成回路。即，地下水換熱器4的第二輸入端及水源熱泵機(jī)組5的第二輸入端分別通過管路經(jīng)冷凍水循環(huán)泵6與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水輸出端相連通，地下水換熱器4的第二輸出端及水源熱泵機(jī)組5的第二輸出端分別通過管路與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水輸入端相連通。在冷凍水循環(huán)泵6與地下水換熱器4之間的管路上、靠近地下水換熱器4的第二輸入端處設(shè)有第五切換閥門11，在空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水輸出端與地下水換熱器4之間的管路上、靠近地下水換熱器4的第二輸出端處設(shè)有第六切換閥門12 ;在冷凍水循環(huán)泵6與水源熱泵機(jī)組5之間的管路上、靠近水源熱泵機(jī)組5的第二輸入端處設(shè)有第七切換閥門13，在空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水輸出端與水源熱泵機(jī)組5之間的管路上、靠近水源熱泵機(jī)組5的第二輸出端處設(shè)有第八切換閥門14。
[0018]第一、二切換閥門7、8與第五、六切換閥門11、12的工作狀態(tài)相同，第三、四切換閥門9、10與第七、八切換閥門13、14的工作狀態(tài)相同，且與第一、二切換閥門7、8及第五、六切換閥門11、12的工作狀態(tài)相反；即，第一、二切換閥門7、8及第五、六切換閥門11、12處于開啟/關(guān)閉狀態(tài)，則第三、四切換閥門9、10及第五、六切換閥門11、12處于關(guān)閉/開啟狀態(tài)。
[0019]提水井I中的潛水泵3通過管路連通至地下水換熱器4的第一輸入端、該地下水換熱器4的第一輸出端通過管路連通至回灌井2，完成地下水的提水與回灌的循環(huán)。在水源熱泵機(jī)組5處于非工作狀態(tài)(在初夏與夏末時(shí)節(jié)不開啟水源熱泵機(jī)組5)、地下水換熱器4處于工作狀態(tài)時(shí)，地下水換熱器4與空調(diào)冷凍循環(huán)水換得的熱量通過提水井I中的地下水排至土壤中。地下水換熱器4的第二輸入端通過管路經(jīng)冷凍水循環(huán)泵6與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水連通，在水源熱泵機(jī)組5處于非工作狀態(tài)、地下水換熱器4處于工作狀態(tài)時(shí)，通過地下水換熱器4將空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的熱量傳遞給地下水。
[0020]水源熱泵機(jī)組5的第一輸入端及第一輸出端通過管路分別與提水井I中的潛水泵3及回灌井2相連通，在水源熱泵機(jī)組5處于工作狀態(tài)(炎夏時(shí)節(jié)開啟水源熱泵機(jī)組5)、地下水換熱器4處于非工作狀態(tài)時(shí)，通過地下水將水源熱泵機(jī)組5獲得的空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的熱量排至土壤中。水源熱泵機(jī)組5的第二輸入端通過管路經(jīng)冷凍水循環(huán)泵6與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的輸出端連通，第二輸出端通過管路與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的輸入端連通；在水源熱泵機(jī)組5處于工作狀態(tài)、地下水換熱器4處于非工作狀態(tài)時(shí)，通過水源熱泵機(jī)組5將空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的熱量傳遞給地下水。
[0021]本實(shí)用新型的工作原理為:
[0022]當(dāng)水源熱泵機(jī)組5不工作而使用地下水換熱器4時(shí)，關(guān)閉水源熱泵機(jī)組5第一、二輸入端及第一、二輸出端的第三、四切換閥門9、10及第七、八切換閥門13、14，開啟地下水換熱器4第一、二輸入端及第一、二輸出端的第一、二切換閥門7、8及第五、六切換閥門11、12，采用電能驅(qū)動(dòng)潛水泵3工作，將地下水從提水井I中提出至地下水換熱器4中，吸收空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水中熱量后，回到回灌井2中；同時(shí)采用電能驅(qū)動(dòng)冷凍水循環(huán)泵6工作，使得空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水循環(huán)，在地下水換熱器4中與地下水換熱。如此往復(fù)循環(huán)，完成空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的降溫。
[0023]當(dāng)水源熱泵機(jī)組5工作而不使用地下水換熱器4時(shí)，開啟水源熱泵機(jī)組5第一、二輸入端及第一、二輸出端的第三、四切換閥門9、10及第七、八切換閥門13、14，關(guān)閉地下水換熱器4第一、二輸入端及第一、二輸出端的第一、二切換閥門7、8及第五、六切換閥門11、12，采用電能驅(qū)動(dòng)潛水泵3與水源熱泵機(jī)組5工作，將地下水從提水井I中提出至水源熱泵機(jī)組5中，吸收水源熱泵機(jī)組5從空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水中獲得的熱量后，回到回灌井2中；同時(shí)采用電能驅(qū)動(dòng)冷凍水循環(huán)泵6工作，使得空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水循環(huán)，將空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的熱量傳遞給水源熱泵機(jī)組5。如此往復(fù)循環(huán)，完成空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的降溫。
[0024]本實(shí)用新型的潛水泵3為市購(gòu)產(chǎn)品，購(gòu)置于沈陽(yáng)潛水電泵股份有限公司，型號(hào)為200QJ(R) 50 (6009)-60/4 ;地下水換熱器4為市購(gòu)產(chǎn)品，購(gòu)置于北京奧林傳熱設(shè)備有限公司，型號(hào)為BR0.6-1.6-110-E-1的板式換熱器；水源熱泵機(jī)組5為市購(gòu)產(chǎn)品，購(gòu)置于煙臺(tái)藍(lán)德空調(diào)工業(yè)有限責(zé)任公司，型號(hào)為GSHP250 ;冷凍水循環(huán)泵6為市購(gòu)產(chǎn)品，購(gòu)置于上海連成泵業(yè)制造有限公司，型號(hào)為SLS100-160 ;采用上述潛水泵3、地下水換熱器4、水源熱泵機(jī)組5及冷凍水循環(huán)泵6可適用20000平方米的空調(diào)面積。本實(shí)用新型的第一?八切換閥門7?14均為碟閥。
[0025]本實(shí)用新型由于是在初夏與夏末時(shí)節(jié)，不開啟水源熱泵機(jī)組5而只開啟潛水泵3及冷凍水循環(huán)泵6，節(jié)省了水源熱泵機(jī)組開啟的能源費(fèi)用。
[0026]本實(shí)用新型可應(yīng)用在我國(guó)北方的水源熱泵系統(tǒng)中。
【權(quán)利要求】
1.一種直接利用地下水制冷的水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:包括潛水泵(3)、地下水換熱器(4)、水源熱泵機(jī)組(5)、冷凍水循環(huán)泵(6)及分別位于地下的提水井(I)、回灌井(2)，其中潛水泵(3)安裝在提水井(I)內(nèi)，所述地下水換熱器(4)及水源熱泵機(jī)組(5)分別通過管路并聯(lián)于潛水泵(3)與回灌井(2)之間；并且，空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的輸出端經(jīng)所述冷凍水循環(huán)泵(6)分別通過管路與地下水換熱器(4)及水源熱泵機(jī)組(5)相連通，該地下水換熱器(4)及水源熱泵機(jī)組(5)分別通過管路與所述空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的輸入端連通、形成回路；所述地下水換熱器(4)及水源熱泵機(jī)組(5)分別與潛水泵(3)、回灌井(2)及空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的輸入、輸出端連通的管路上均設(shè)有控制管路開關(guān)的切換閥門。
2.按權(quán)利要求1所述直接利用地下水制冷的水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述地下水換熱器(4)的一個(gè)輸入端及水源熱泵機(jī)組(5)的一個(gè)輸入端分別通過管路與所述潛水泵(3)相連通，所述地下水換熱器(4)的一個(gè)輸出端及水源熱泵機(jī)組(5)的一個(gè)輸出端分別通過管路與所述回灌井(2)連通；所述地下水換熱器(4)的另一個(gè)輸入端及水源熱泵機(jī)組(5)的另一個(gè)輸入端分別通過管路經(jīng)冷凍水循環(huán)泵(6)與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水輸出端相連通，所述地下水換熱器(4)的另一個(gè)輸出端及水源熱泵機(jī)組(5)的另一個(gè)輸出端分別通過管路與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水輸入端相連通；在靠近所述地下水換熱器(4)、水源熱泵機(jī)組(5)輸入端及輸出端的管路上分別安裝有控制管路開關(guān)的切換閥門。
3.按權(quán)利要求2所述直接利用地下水制冷的水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:在與所述地下水換熱器(4)輸入端及輸出端連通管路上的切換閥門的工作狀態(tài)相同，在與所述水源熱泵機(jī)組(5)輸入端及輸出端連通管路上的切換閥門的工作狀態(tài)相同、且與地下水換熱器(4)輸入端及輸出端連通管路上的切換閥門的工作狀態(tài)相反，即與所述地下水換熱器(4)輸入端及輸出端連通管路上的切換閥門為開啟/關(guān)閉狀態(tài)，與所述水源熱泵機(jī)組(5)輸入端及輸出端連通管路上的切換閥門則為關(guān)閉/開啟狀態(tài)。
4.按權(quán)利要求1、2或3所述直接利用地下水制冷的水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述提水井(I)中的潛水泵(3)通過管路連通至地下水換熱器(4)、該地下水換熱器(4)通過管路連通至所述回灌井(2)，完成地下水的提水與回灌的循環(huán)；在所述水源熱泵機(jī)組(5)處于非工作狀態(tài)、所述地下水換熱器(4)處于工作狀態(tài)，所述地下水換熱器(4)與所述空調(diào)冷凍循環(huán)水換得的熱量通過提水井(I)中的地下水排至土壤中。
5.按權(quán)利要求4所述直接利用地下水制冷的水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述地下水換熱器(4)通過管路經(jīng)冷凍水循環(huán)泵(6)與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水連通，在所述水源熱泵機(jī)組(5)處于非工作狀態(tài)、所述地下水換熱器(4)處于工作狀態(tài)，通過所述地下水換熱器(4)將所述空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的熱量傳遞給地下水。
6.按權(quán)利要求1、2或3所述直接利用地下水制冷的水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述水源熱泵機(jī)組(5)通過管路分別與提水井(I)中的潛水泵(3)及回灌井(2)相連通，在所述水源熱泵機(jī)組(5)處于工作狀態(tài)、所述地下水換熱器(4)處于非工作狀態(tài)，通過地下水將水源熱泵機(jī)組(5)獲得的空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的熱量排至土壤中。
7.按權(quán)利要求6所述直接利用地下水制冷的水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述水源熱泵機(jī)組(5)通過管路經(jīng)冷凍水循環(huán)泵(6)與空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水連通，在所述水源熱泵機(jī)組(5)處于工作狀態(tài)、所述地下水換熱器(4)處于非工作狀態(tài)，通過所述水源熱泵機(jī)組(5)將所述空調(diào)系統(tǒng)冷凍循環(huán)水的熱量傳遞給地下水。
【文檔編號(hào)】F25B30/06GK204115298SQ201420510192
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月3日
【發(fā)明者】任洪波, 張永耀, 張聿明, 陳湘忠, 李陽(yáng) 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)揚(yáng)波科技能源工程有限公司