專利名稱：全熱回收蓄能型地能熱泵中央空調系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及地源熱泵蓄能空調，特別是一種利用地下能源帶熱回收的 地能熱泵蓄能型集中空調系統(tǒng)。
技術背景
近年來，隨著我國經濟的快速發(fā)展，電力供應日益緊張，而電力供應緊張 主要有兩個特點 一是電網負荷率低，系統(tǒng)峰谷差加大(峰谷差占高峰負荷 之比高達25 30%)。 二是隨著用電結構的變化，工業(yè)用電比重相對減少，城 市生活、商業(yè)用電快速增長，大多數城區(qū)的負荷增長達到16 24%，城市電 網遠不能適應。而城市建筑中空調耗電量占有很大比重，在電力供應緊張的 情況下，需要采取峰谷電價政策，鼓勵用戶使用低谷電，避免高峰用電。
地源熱泵技術是利用地球表面淺層水源如地下水、河流和湖泊中吸收的太 陽能和地熱能而形成可再生低溫熱能資源，并采用熱泵原理，即通過少量的 高位熱能的輸入把不能直接利用的低位熱能轉化為可利用的高位能，從而達 到節(jié)省高位能的目的。而如何將地源熱泵技術應用于空調系統(tǒng)中，并結合峰 谷用電，實現降低空調用電量，達到節(jié)能環(huán)保的目的是目前所面臨的課題之
發(fā)明內容
為此，本實用新型的目的在于提供一種利用地下能源帶熱回收的地能熱泵 蓄能型集中空調系統(tǒng)，利用地源熱泵技術并結合峰谷用電情況，進行合理用 電，達到節(jié)能環(huán)保的目的。
一種全熱回收型地能熱泵蓄能中央空調系統(tǒng)，包括地下換熱循環(huán)單元， 地能熱泵循環(huán)單元，空調末端循環(huán)單元、蓄能循環(huán)單元和生活熱水循環(huán)單元，其中
所述地下換熱循環(huán)單元，從地下土壤中獲取地能，其包括地下換熱循 環(huán)泵、集水器、分水器、地下埋管和閥門；
所述地能熱泵循環(huán)單元，將地下換熱循環(huán)單元獲取的地能進行制冷或制
熱，并制取生活熱水，其包括蒸發(fā)器、冷凝器、電子膨脹閥、壓縮機、熱 回收器；
所述空調末端循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元產生的冷量或熱量供給末
端用戶，其包括換熱板塊、冷凍水循環(huán)泵；
所述蓄能循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元產生的冷量或熱量儲存起來，
并在用電高峰期進行釋放，其包括蓄能裝置、蓄能循環(huán)泵；
所述生活熱水循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元制取的生活熱水送至末端
用戶，其包括熱水箱、熱水循環(huán)泵。
所述蓄能裝置通過蒸發(fā)器與換熱板塊連接。 所述蒸發(fā)器與換熱板塊之間設置有蓄能循環(huán)泵。
所述地下埋管一端通過分水器與冷凝器連接，另一端通過集水器和地下 換熱循環(huán)泵與冷凝器連接。
所述蒸發(fā)器通過壓縮機與熱回收器連接，所述熱回收器通過冷凝器與電 子膨脹閥連接。
本實用新型具有以下有益效果
1、 利用蓄能空調峰谷電價差，削峰填谷、平衡電力負荷。
2、 節(jié)約運行費用，同時減少了機組裝機容量、節(jié)省了空調用戶的投資費用。
3、 利用地源熱泵技術節(jié)省能源，減少能源消耗，而且受室外環(huán)境影響小，在室外溫度為-10度時，系統(tǒng)仍能正常運行。


圖1為本實用新型工作原理圖。
圖中標識說明地源熱泵機組1、蓄能裝置2、換熱板塊3、熱水箱4、 蓄 能循環(huán)泵5、熱水循環(huán)泵6、地下換熱循環(huán)泵7、集水器8、分水器9、冷凍水 循環(huán)泵IO、熱水供水泵ll、電動閥門12-17、壓縮機18、電子膨脹閥19、蒸 發(fā)器20、熱回收器2K冷凝器22、地下埋管23、閥門24、膨脹水箱25。
具體實施方式
本實用新型的核心思想是通過地能熱泵循環(huán)單元從地下土壤中獲取地 能，并通過地能熱泵循環(huán)單元對地能進行制冷或供熱，以及制取生活熱水， 然后通過空調末端循環(huán)單元將產生的冷量或熱量供給末端用戶，以及通過生 活熱水循環(huán)單元將地能熱泵循環(huán)單元制取的生活熱水送至末端用戶，同時根 據峰谷用電情況，將在用電低峰時產生的熱能或冷量儲存在蓄能裝置中，在 用電高峰時進行釋放，從而平衡了電力負荷，減少了正常的空調運行費用。
為闡述本實用新型的思想及目的，下面將結合附圖和具體實施例對本實用 新型做進一步說明。
請參見圖1所示，本實用新型提供一種全熱回收型地能熱泵蓄能中央空 調系統(tǒng)，主要包括有地下換熱循環(huán)單元，地能熱泵循環(huán)單元，空調末端循 環(huán)單元、蓄能循環(huán)單元和生活熱水循環(huán)單元。其中所述地下換熱循環(huán)單元， 主要用于進行地熱轉換，從地下土壤中獲取地能，其包括地下換熱循環(huán)泵7、 集水器8、分水器9、地下埋管23和閥門24，所述地下埋管23埋設于地下， 其管內部填充有循環(huán)介質，主要為乙二醇溶液，地下埋管23—端通過分水器 9以及閥門24與冷凝器22連接，另一端通過集水器8和地下換熱循環(huán)泵7與冷凝器22連接。其中分水器9將管內流動介質分散到地下埋管23的各個小 管，通過小管道與土壤進行熱交換，再流回集水器8中，從而從土壤中獲得 能量，然后通過地下換熱循環(huán)泵7傳遞到冷凝器22中。
其中所述地能熱泵循環(huán)單元，其主要包括有蒸發(fā)器20、冷凝器22、電 子膨脹閥19、壓縮機18、熱回收器21;其主要用于將地下換熱循環(huán)單元獲取 的地能進行提升，達到制冷或供熱制取生活熱水的目的，其中所述蒸發(fā)器20 通過壓縮機18與熱回收器21連接，熱回收器21通過熱水循環(huán)泵6與熱水箱 4連接，在蒸發(fā)器20與冷凝器22之間通過電子膨脹閥19連接。
這里蒸發(fā)器20 —端通過電動閥門12與蓄能裝置2連接，另一端則通過 蓄能循環(huán)泵5與換熱板塊3連接，而在蓄能裝置2與換熱板塊3之間還設置 有一個膨脹水箱25，其作用是吐納水系統(tǒng)水體的膨脹或收縮余量，低溫時(開 機期間)不會倒空，高溫時(停機期間)不會外溢和穩(wěn)壓水系統(tǒng)的控制點。
空調末端循環(huán)單元，主要用于將地能熱泵循環(huán)單元制冷或供熱產生的冷 量或熱量供給末端用戶，其包括有換熱板塊3、冷凍水循環(huán)泵10。其中換 熱板塊3分別連接有空調供水管和空調出水管，空調回水管經過冷凍水循環(huán) 泵10進行后與換熱板塊3進行熱量交換，從中吸收冷量或熱量，并通過空調 供水管送至末端用戶。
蓄能循環(huán)單元，其主要用于將地能熱泵循環(huán)單元產生的冷量或熱量在特 定的時間段儲存起來，并在用電高峰期進行釋放，其包括有蓄能裝置2、蓄 能循環(huán)泵5。
生活熱水循環(huán)單元，主要用于將地能熱泵循環(huán)單元制取的生活熱水送至 末端用戶，其包括熱水箱4、熱水循環(huán)泵6。這里的熱水循環(huán)泵6位于熱水 箱4和熱回收器21之間，可將熱回收器21所產生的熱水經熱水箱4和熱水供水泵ll供給用戶。
以上對本實用新型結構原理的說明，下面將結合圖1對本實用新型的工作 原理做進一步介紹。
本實用新型工作方式主要包括有地能熱泵機組單獨供冷供熱、蓄能裝置 單獨供冷供熱、地能熱泵聯合蓄能裝置供冷供熱、地能熱泵蓄冷蓄熱。下面 將結合附圖逐一說明。
一、 地能熱泵機組單獨供冷供熱，此時通過關閉電動閥門12和電動閥門 13，調節(jié)電動閥門14，使循環(huán)介質經過地能熱泵主機組1中的蒸發(fā)器20 (冬 季為冷凝器)換熱后通過電動閥門15流向換熱板塊3與末端空調水進行熱量 交換，最后通過蓄能循環(huán)泵5流回地能熱泵主機1內的蒸發(fā)器20進行下一輪 循環(huán)，完成地能熱泵子系統(tǒng)循環(huán)。而載冷劑水在換熱板塊3進行熱量交換后， 溫度降低(升高)并通過空調供水管流向末端設備，在空調循環(huán)泵的帶動下， 流回板式換熱器，進行下一輪空調末端循環(huán)。熱水循環(huán)系統(tǒng)主要從熱回收裝 置中獲得熱量，在熱水循環(huán)泵6的帶動下經過熱水箱4流向各個用戶，多余 的熱水與熱水補水在熱水箱混合后，流回熱回收裝置進行熱交換。地下循環(huán) 系統(tǒng)運行時，循環(huán)介質在地下循環(huán)泵7的推動下，流向分水器9，再流向地下 各個分支，各分支與相接觸的土壤發(fā)生熱交換后，最終經集水器8流回地能 熱泵1中的冷凝器22，完成地下換熱循環(huán)。
二、 蓄能裝置單獨供冷供熱，關閉集地能熱泵單元l、地下換熱循環(huán)泵7、 關閉電動閥門14，調節(jié)電動閥門15，使循環(huán)介質經過蓄熱裝置2換熱后通過 電動閥13流向換熱板塊3，實現與末端空調水進行熱量交換，最后通過蓄能 循環(huán)泵5通過地能熱泵主機1中的蒸發(fā)器20流回蓄能換熱裝置2進行下一輪 循環(huán)，完成蓄熱裝置單元循環(huán)。三、 地能熱泵聯合蓄能裝置供冷供熱，當室內負荷較大，要求大溫差送風
時，可采用地源熱泵與蓄能裝置聯合運行，關閉閥門14，調節(jié)閥門15，循環(huán) 介質經過地能熱泵主機1蒸發(fā)器20 (冬季為冷凝器)換熱后一部分通過電動 閥門12流向蓄熱裝置2，另外一部分循環(huán)介質通過電動闊15，最終兩者混合 后流向換熱板塊3與末端空調水進行熱量交換，最后通過蓄能循環(huán)泵5流回 地能熱泵主機l的蒸發(fā)器20進行下一輪循環(huán)，完成地源熱泵與蓄能裝置系統(tǒng) 聯合循環(huán)。
四、 地能熱泵蓄冷供熱，當無負荷要求，或處于電價低谷期間，通過關閉 電動閥門16、 15可實現地能熱泵主機1向蓄能裝置2蓄能，循環(huán)介質經過地 能熱泵主機1中蒸發(fā)器20 (冬季為冷凝器22)換熱后通過電動閥門12流向 蓄能裝置2與其進行熱量交換，最后通過電動閥門13、 14以及蓄能循環(huán)泵5 流回地能熱泵主機l中蒸發(fā)器20進行下一輪循環(huán)，完成地能熱泵蓄能循環(huán)。
以上是對本實用新型所提供的一種全熱回收蓄能型地能熱泵中央空調系 統(tǒng)進行了詳細的介紹，本文中應用了具體個例對本實用新型的結構原理及實 施方式進行了闡述，以上實施例只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思 想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，在具體實 施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為 對本實用新型的限制。
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權利要求1、一種全熱回收蓄能型地能熱泵中央空調系統(tǒng)，其特征在于包括地下換熱循環(huán)單元，地能熱泵循環(huán)單元，空調末端循環(huán)單元、蓄能循環(huán)單元和生活熱水循環(huán)單元，其中所述地下換熱循環(huán)單元，從地下土壤中獲取地能，其包括地下換熱循環(huán)泵(7)、集水器(8)、分水器(9)、地下埋管(23)和閥門(24)；所述地能熱泵循環(huán)單元，將地下換熱循環(huán)單元獲取的地能進行制冷或制熱，并制取生活熱水，其包括蒸發(fā)器(20)、冷凝器(22)、電子膨脹閥(19)、壓縮機(18)、熱回收器(21)；所述空調末端循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元產生的冷量或熱量供給末端用戶，其包括換熱板塊(3)、冷凍水循環(huán)泵(10)；所述蓄能循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元產生的冷量或熱量儲存起來，并在用電高峰期進行釋放，其包括蓄能裝置(2)、蓄能循環(huán)泵(5)；所述生活熱水循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元制取的生活熱水送至末端用戶，其包括熱水箱(4)、熱水循環(huán)泵(6)。
2、 根據權利要求1所述中央空調系統(tǒng)，其特征在于所述蓄能裝置(2)通過蒸發(fā)器(20)與換熱板塊(3)連接。
3、 根據權利要求2所述中央空調系統(tǒng)，其特征在于所述蒸發(fā)器(20) 與換熱板塊(3)之間設置有蓄能循環(huán)泵(5)。
4、 根據權利要求1所述中央空調系統(tǒng)，其特征在于所述地下埋管(23) 一端通過分水器(9)與冷凝器(22)連接，另一端通過集水器(8)和地 下換熱循環(huán)泵(7)與冷凝器(22)連接。
5、 根據權利要求1所述中央空調系統(tǒng)，其特征在于所述蒸發(fā)器(20)通過壓縮機(18)與熱回收器(21)連接，所述熱回收器(21)通過冷凝 器(22)與電子膨脹閥(19)連接。
專利摘要本實用新型公開了一種全熱回收型地能熱泵蓄能中央空調系統(tǒng)，包括地下換熱循環(huán)單元，從地下土壤中獲取地能；地能熱泵循環(huán)單元，將獲取的地能進行制冷或制熱，并制取生活熱水；空調末端循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元產生的冷量或熱量供給末端用戶；蓄能循環(huán)單元，在特定時間段內將冷量或熱量儲存，在負荷高峰期釋放能量；生活熱水循環(huán)單元，將地能熱泵循環(huán)單元制取的生活熱水送至末端用戶。本實用新型通過將地源熱泵技術以及與蓄能空調峰谷電價差情況相結合，達到平衡電力負荷，減少空調運行費用，減少能源消耗，節(jié)省能源的目的。
文檔編號F24F3/00GK201259282SQ200820095150
公開日2009年6月17日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權日2008年6月27日
發(fā)明者巢民強 申請人:深圳市莊合熱泵空調有限公司;深圳市大升高科技工程有限公司