專利名稱：平衡冬夏負荷且克服熱短路的地源熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明為平衡冬夏負荷且克服熱短路的地源熱泵系統(tǒng)，屬于能源領域和空調技術領域。
背景技術：
地下埋管換熱的地源熱泵系統(tǒng)(以下稱土壤源熱泵)，被稱為21世紀的一項以節(jié)能和環(huán)保為特征的最具有發(fā)展前途的空調技術。地熱換熱器有水平和豎直兩種布置方式，由于豎直埋管地熱換熱器具有占地少、工作性能穩(wěn)定等優(yōu)點，因此受到廣泛關注。按埋管形式的不同，一般有單U形管、雙U形管、套管式等形式；按埋設深度不同分為淺埋(埋深≤30m)、中埋(埋深31～80m)和深埋(埋深≥80m)。目前使用最多的是U形管、多U形管?，F(xiàn)在工程上常見的地熱換熱器的鉆孔直徑為100～200mm，鉆孔深度40～200m。
土壤源熱泵雖然是極有發(fā)展前途的空調方式，而且在工程中越來越多地使用，但作為一項新技術，還不夠成熟，還存在很突出的問題1、地下土壤的熱平衡問題土壤源熱泵空調系統(tǒng)，當冬夏兩季空調負荷不平衡時，長期運行地下溫度場得不到恢復，不能保證地熱源工況。北方地區(qū)建筑物的冬季供暖季總熱負荷遠大于夏季空調季總冷負荷，長期運行會使使用的土壤溫度場溫度下降，使土壤源熱泵系統(tǒng)供熱能力和能效下降；對于南方地區(qū)，由于夏季空調冷負荷大于冬季供暖負荷，可能造成地下土壤的溫度越來越高，造成機組的冷凝溫度提高，致使制冷量減少，耗功率上升。一般情況下，土壤溫度降低1℃，會使制取同樣熱量的能耗增加3～4％。給系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性帶來問題，給用戶帶來麻煩。被視為土壤源熱泵應用的一大局限，認為因其自身特點而有其適用的最佳地域范圍，即夏熱冬冷且冬夏冷熱負荷相當?shù)牡貐^(qū)。
對于冬夏冷熱負荷不相當?shù)牡貐^(qū)，目前的工程解決辦法是加輔助熱源補償?shù)叵吕錈嵩床钪?，即混合源系統(tǒng)。對于冬季吸熱量大于夏季排熱量的北方寒冷地區(qū)，最常用的方法是采用帶有太陽能集熱器輔助加熱的太陽能——地源熱泵系統(tǒng)。冬季采暖時，以太陽能及土壤中夏季蓄存的部分熱量作為低位熱源直接或間接通過熱泵提升后供給采暖用戶，夏季與過渡季節(jié)，太陽能集熱器主要用于提供生活用熱水。對于夏季排熱量大于冬季吸熱量的南方地區(qū)，最常用的方法是采用帶有冷卻塔的輔助散熱系統(tǒng)。這些模式下的空調系統(tǒng)不是純粹的土壤源熱泵，是半地源熱泵半太陽能采暖，土壤源熱泵的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢未能充分發(fā)揮。
2、地下豎埋管換熱器的熱短路問題目前使用的這幾種形式的換熱器，供水管和回水管之間都存在熱短路(或叫熱回流)。由于地下鉆孔的直徑與造價有關，孔徑一般都較小(100～200mm)，所以豎直U型管支管間存在熱短路(或叫熱回流)，根據(jù)國外有關研究資料，熱短路熱量占到U型管總換熱量的20％左右，而且隨埋深增加而增加；根據(jù)理論計算的結果DN25的管道5度溫差下熱短路造成的熱量損失約在10～20W/米。這是一個相當大的比例，它對換熱率效、供回水溫差及地埋換熱器的發(fā)展等問題起著嚴重的障礙作用。特別是對深埋管換熱器的發(fā)展影響更大。雖然它并沒有影響土壤源熱泵的工程應用，但它的解決無疑會大大提高地埋管換熱器的效率和能力，減少地埋管換熱器的使用量，減小初投資，對其推廣應用有大的推動作用，促進土壤源熱泵技術的成熟。目前工程應用中排除熱短路的辦法是在U型管間加分管器，使兩管盡可能分開，鉆孔直徑有限分開距離也受限，這種辦法的作用是有限的；重慶大學發(fā)明了一項保溫套管式換熱器，在內管與外管之間充填5～50mm厚保溫材料，一方面保溫層厚度太大，也只適用于淺埋的套管式換熱器，在U管上根本無法使用；另一方面保溫層在管道無接頭的情況下制作的現(xiàn)實性也成問題，而且保溫太厚還有保護承壓問題。其適用性不強。解決本問題的關鍵在于采用高效的絕熱技術，盡可能少占用鉆孔內非常有限的空間。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的主要在于解決當前的地埋管地源熱泵在冬夏季總的冷熱負荷相差較大的地區(qū)，為了避免長期運行地下溫度場得不到恢復、不能保證地熱源工況，所以只能按較小的季節(jié)負荷部分地使用地源熱泵，負荷較大的季節(jié)要輔助能源來補償。本發(fā)明提出了一種平衡冬夏負荷且克服熱短路的地源熱泵系統(tǒng)，此系統(tǒng)在總負荷較小季節(jié)或過渡季節(jié)利用獨立的平衡蓄能系統(tǒng)運行向地下蓄能，來平衡負荷較大季節(jié)的季節(jié)負荷差，實現(xiàn)冬夏季都完全使用地下冷熱源滿足冷熱負荷的要求，而不需要其它冷熱源同時輔助運行；還實現(xiàn)了主動調節(jié)地下溫度工況的作用，能夠提高豎埋管換熱器的取熱能力，提高熱泵能效，減小初投資，在北方地區(qū)尤顯重要；同時本系統(tǒng)還具有克服熱短路的地埋管換熱器，提高換熱管與土壤間的傳熱能力和效率，促進地源熱泵技術的成熟。
平衡冬夏負荷且克服熱短路的地源熱泵系統(tǒng)，由克服了熱短路的地下埋管換熱器系統(tǒng)、能量提升供給系統(tǒng)(空調、熱水系統(tǒng)等)、反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)三部分組成。其中克服了熱短路的地下埋管換熱器系統(tǒng)包括回水管部分管段絕熱處理的豎埋管換熱器1、供能量提升供給系統(tǒng)用的地源水集水器7和分水器8、能量提升供給系統(tǒng)集水器切換閥門12、能量提升供給系統(tǒng)分水器切換閥門13、供反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)用的地源水集水器2和分水器3、蓄能集水器切換閥門14、蓄能分水器切換閥門15；能量提升供給系統(tǒng)系統(tǒng)包括熱泵機組10、地源水水泵9、能量提升供給系統(tǒng)水泵11、能量提升供給系統(tǒng)末端20；反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)包括地上季節(jié)性熱量采集器4、地上季節(jié)性冷量采集器5、蓄能水泵6，其中地上季節(jié)性熱量采集器4和地上季節(jié)性冷量采集器5在一個系統(tǒng)中可以只有一者，也可兩者都有。
地上季節(jié)性熱量采集器4和地上季節(jié)性冷量采集器5是將地上冷量和熱量(包括太陽能、建筑物、大氣及地表層等所含冷熱量)采集后送入地下蓄存利用的裝置。
能量提升供給系統(tǒng)通過能量提升供給系統(tǒng)地源水集水器7和分水器8與地下埋管換熱器1連接，反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)通過反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)地源水集水器2和分水器3與地下埋管換熱器1連接，通過切換閥門的開關，使能量提升供給系統(tǒng)和反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)可以分別與一部分地埋管連通，形成兩個獨立的循環(huán)水系統(tǒng)。在總負荷較小的季節(jié)，通過能量提升供給系統(tǒng)集水器切換閥門12和分水器切換閥門13部分打開與相應部分地埋管連通，使該部分地埋管用來滿足較小季節(jié)的負荷；而地埋管的另一部分通過打開相對應的蓄能集水器切換閥門14和蓄能分水器切換閥門15與反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)連通，可以進行季節(jié)性蓄能。在總負荷較大的季節(jié)，通過能量提升供給系統(tǒng)集水器切換閥門12和分水器切換閥門13全部打開與全部地埋管連通，使全部地埋管用來滿足較大季節(jié)的負荷；而全部關閉與地埋管連接的蓄能集水器切換閥門14和蓄能分水器切換閥門15，停止蓄能系統(tǒng)運行；如果條件允許的情況下也可以在負荷較大的季節(jié)同時運行能量提升供給系統(tǒng)和反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)。過渡季節(jié)如果是采用太陽能等形式，也可以運行反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)向地下蓄熱。本系統(tǒng)克服了冬夏兩季的負荷不平衡問題，是充分利用地下蓄存冷熱量的完整的地源熱泵系統(tǒng)。
本發(fā)明還包括其中的克服熱短路的地埋管換熱器，是采用在地埋管回水管的部分管段采用絕熱作法達到使地埋管供回支管間工程應用可以接受的絕熱程度。包括地埋管換熱器1、外套管18、兩端的堵頭16、中間為2～9mm厚的空氣層19、內管外表面作防輻射換熱的面層(鋁箔等)。解決了地埋供回水支管間的熱短路問題。
本系統(tǒng)與目前的帶有太陽能集熱器輔助加熱的太陽能——地源熱泵系統(tǒng)(以下稱太陽能輔助采暖系統(tǒng))的區(qū)別運行模式不同，太陽能輔助采暖系統(tǒng)的太陽能主要用途是在冬季使用，地源熱泵同時以相同的制熱模式配合運行；而在本系統(tǒng)中如果地上熱量采集器采用太陽能的話，太陽能主要是夏季運行，取熱蓄存?zhèn)溆?，而夏季的地源熱泵是制冷模式，兩者相互獨立。兩系統(tǒng)的管路連接模式不同，太陽能輔助系統(tǒng)是和空調系統(tǒng)與地下埋管共用管路，在管路使用上是相互耦合互相影響的；而本系統(tǒng)通過兩套相互獨立的地源水集分水器及切換閥門，能夠把地埋管分成兩部分分別與空調系統(tǒng)和反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)連通，各自獨立地使用。采集裝置包括的范圍不同，本系統(tǒng)地上季節(jié)性冷熱量采集器包括熱量采集器和冷量采器，太陽能只是熱量采器的一種形式，熱量采集器還可是空氣換熱取熱裝置、屋頂埋管綜合取熱裝置等。目的意義不同，太陽能輔助系統(tǒng)的目的在于即時補償熱負荷，受天氣影響不穩(wěn)定，負荷高峰期卻是效率最低點，目的還有防止地下土壤凍結，因為凍結而熔解后會造成空隙，降低鉆孔周圍土壤的密實度和傳熱能力；而本系統(tǒng)以蓄能和提高地下溫度工況為目的，在高效率的夏季存蓄熱量，冬季供應穩(wěn)定無波動?？傊畠烧呤褂玫囊饬x、模式、效率和成本都有著本質的差別。
原理1、本系統(tǒng)的平衡蓄能原理從理論上說地下蓄存著取之不竭的淺層位品位能源，但由于土壤的熱擴散能力非常有限，在土壤源熱泵冬夏季負荷不平衡時，長期運行時能源得不到及時補償，不能保證地熱源工況。從土壤源熱泵冬夏季運行試驗看，在整季運行之后，豎埋管四周溫度場中溫度有明顯變化的地方為以豎埋管為中心，3-5米為半徑的范圍之內。顯然土壤的熱擴散能力較差。但反過來，它卻是較好的熱蓄體，對土壤進行反季節(jié)蓄能，其擴散范圍也不大，相應就能得到高效率的利用，實際應用中是豎埋管群，其蓄能效率更高。從長期運行來看，地埋管地源熱泵更大程度是利用地下土壤等的良好蓄能性能。利用地源熱泵空調系統(tǒng)加反季節(jié)蓄能系統(tǒng)，用來解決冬夏季負荷不平衡問題，無疑是對這一應用難題非常用效的突破性解決。不但可以平衡冬夏季負荷差，甚至還能通過過度蓄存來調節(jié)地下溫度工況，提高取熱能力，減少埋管量減小初投資，同時提高熱泵機組的能效，超理想地解決負荷不平衡。土壤源熱泵的節(jié)能環(huán)保優(yōu)勢實現(xiàn)充分發(fā)揮，使系統(tǒng)成為完整的土壤源熱泵。根據(jù)哈爾濱工業(yè)大學的研究資料(暖通空調雜志2005年第10期)顯示冬季向地下埋管蓄冷的能效比(即蓄冷量與耗電量的比值)為13以上。向地下排熱的能效比更高。說明從理論上是可行的。
當然平衡蓄存能量的現(xiàn)實可行性還要依據(jù)空調系統(tǒng)冷熱負荷的大小、整季總冷熱負荷的大小、地埋管換熱的取熱排熱特性和初投資幾個方面，特別是在滿足空調系統(tǒng)負荷的情況下，不額外增加地埋管就能實現(xiàn)空調系統(tǒng)的平衡蓄能，那將有著極大的實用意義。事實上，豎埋管換熱器的取熱弱和排熱能力強的特性及北方地區(qū)的冷熱負荷特點，決定了北方地區(qū)豎直埋管熱泵在冬季負荷埋管數(shù)量的情況下，能實現(xiàn)反季節(jié)蓄能，平衡熱負荷。而且通過反季節(jié)蓄熱能調節(jié)地下溫度工況，提高豎埋管換熱器的取熱能力，減少地埋管數(shù)量減小初投資，提高熱泵能效。
以北京為例單位建筑面積的冬季采暖設計熱負荷和夏季設計冷負荷是比較接近的，就是說峰值瞬時負荷比較接近。但由于采暖天數(shù)(129天)和空調天數(shù)(90天)相差較大，再加上兩季平均溫度帶來的平均負荷系數(shù)相差很大，造成大多數(shù)建筑總熱負荷比總冷負荷大得多。如某酒店的冬季總熱負荷是夏季總冷負荷的2.5倍左右。如果有生活熱水這一差值會更大。而對于同一土壤豎埋管的冬季取熱能力和夏季排熱能力，根據(jù)天津大學機械學院試驗的結果同一系統(tǒng)U型井埋管冬季取熱能力為36W/米，夏季排熱能力為110W/米；樁埋管冬季取熱50W/米，夏季排熱為120W/米。在其他北方地區(qū)很多研究試驗中的結果也接近這一數(shù)量比例關系。
也就是說，在北方地區(qū)的地埋管熱泵系統(tǒng)，冬季總負荷大但土壤源取熱能力差；相反夏季總負荷小但向土壤排熱能力強。在滿足冬季采暖的情況下，只要其中較少的一部分地埋管就能滿足夏季空調的總冷負荷和瞬時峰值的設計負荷，另外很大比例的地埋管換熱器可以不使用。如果此時利用這一部分獨立出來進行反季節(jié)蓄熱運行，利用天然地上熱源低成本送入地下蓄存，而且因為向地下排熱能力較強，無疑只要地上取熱系統(tǒng)足夠大，就能滿足冬季取熱多而夏季排熱少的不平衡部分，甚至通過過量蓄能調節(jié)地下溫度工況，提高地埋換熱器的取熱能力，減少埋管量減小初投資；提高熱泵系統(tǒng)的能效；減小運行費。
地上反季節(jié)熱量采集器可以是設置在屋頂及其它建筑圍護結構處、地表處、及空氣加熱器及太陽能等形式的水管系統(tǒng)，將吸收的熱量送入地下蓄存的裝置。當利用太陽能時過渡季節(jié)也可實現(xiàn)蓄熱。初投資少采集熱量大的采集裝置是易實現(xiàn)的。
在偏南方地區(qū)當夏季排熱量大于冬季取熱量時，也可以采用平衡反季節(jié)蓄冷系統(tǒng)蓄冷，但冷量采集裝置會不同。
2、克服熱短路的地埋管換熱器，采用在地埋管回水管的部分管段采用絕熱作法達到使地埋管供回支管間工程應用可以接受的絕熱程度。包括U型管、外套管、兩端的堵頭、中間為2～9mm厚的空氣層或抽真空層、內管外表面作防輻射換熱的面層(鋁箔等)。
絕熱原理根據(jù)傳熱學原理，當空氣在常溫常壓下厚度為0-8.6mm左右的空間內，能夠完全防止自然對流，使空氣層呈現(xiàn)為純粹氣體導熱的狀態(tài)。由于氣體是所有物質中導熱系數(shù)最弱的，非常小，空氣在0.023W/m.k左右，而交聯(lián)聚苯乙烯管的導熱系數(shù)為0.35～0.48W/m.k。因此采用3mm的空氣層就能把DN25的交聯(lián)聚苯乙烯管熱阻提高到原來的20倍左右，即由原來的10～20W/m.k的熱損降為0.5～1W/m.k的熱損，在工程上已經(jīng)達到了絕熱排除熱短路的目的。而在5度溫差下內外管間輻射換熱在2W/m.k左右的數(shù)量級，可以采用鋁箔等防輻射換熱面層把它降到可忽略。內外管都有足夠的承壓能力，解決了承壓保護問題。
本絕熱作法工藝簡單，制作容易，成本低；絕熱層厚度小效率高，U型管外徑增加較少不影響施工；而且能滿足地下承壓要求。


附圖1為平衡冬夏負荷且克服熱短路的地源熱泵系統(tǒng)圖。
附圖2為部分管段絕熱的U型管式地埋換熱器；附圖3為集回水單管絕熱的復合U型管式換熱器。
附圖標記1-地埋管換熱器 2-反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)地源水集水器 3-反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)地源水分水器 4-地上季節(jié)性熱量采集器 5-地上季節(jié)性冷量采集器 6-蓄能水泵 7-能量提升供給系統(tǒng)地源水集水器 8-能量提升供給系統(tǒng)地源水分水器 9-地源水水泵 10-熱泵機組 11-能量提升供給系統(tǒng)水泵 12-能量提升供給系統(tǒng)集水器切換閥門 13-能量提升供給系統(tǒng)分水器切換閥門 14-蓄能集水器切換閥門 15-蓄能分水器切換閥門 16-套管堵頭 17-內外管隔離墊片 18-外套管 19-空氣層或抽真空層 20-能量提升供給系統(tǒng)末端 21--能量提升供給系統(tǒng)地源水進水管 22--能量提升供給系統(tǒng)地源水出水管 23--反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)地源水進水管 24--反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)地源水出水管具體實施方式
平衡冬夏負荷且克服熱短路的地源熱泵系統(tǒng)，包括克服了熱短路的地下埋管換熱器系統(tǒng)、空調系統(tǒng)、反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)；其中克服了熱短路的地下埋管換熱器系統(tǒng)包括部分管段絕熱處理的豎埋管換熱器1、供空調系統(tǒng)用的集水器7和分水器8、供反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)用的集水器2和分水器3；能量提升供給系統(tǒng)系統(tǒng)包括熱泵機組10、地源水水泵9、能量提升供給系統(tǒng)水泵11、能量提升供給系統(tǒng)末端20；反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)包括地上季節(jié)性熱量采集器4、地上季節(jié)性冷量采集器5、蓄能水泵6。
地上季節(jié)性熱量采集器4地上季節(jié)性冷量采集器5是設置在屋頂及其它建筑圍護結構處、地表層、空氣冷卻或加熱器及太陽能等形式的水管系統(tǒng)，將吸收的冷熱量送入地下蓄存的裝置。當設置在屋頂或其他圍護結構時，可以起到隔熱層的作用，也降低了室內空調能耗。初投資少采集熱量大的采集裝置是易實現(xiàn)的，可以開發(fā)出產(chǎn)品。
根據(jù)附圖的克服冬季負荷不平衡和熱短路的地埋管地源熱泵系統(tǒng)，對于冬季吸熱量大于夏季排熱量的北方寒冷地區(qū)，夏季運行時，由于夏季向地下排熱能力較強，所以只需要使用部分U型管換熱器1來和熱泵機組10連接，提供冷卻水源，其余U型管可通過兩組地源水集分水器能量提升供給系統(tǒng)用的地源水集水器7和分水器8、供反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)用的集水器2和分水器3上的閥門進行切換，連通反季節(jié)蓄能系統(tǒng)，運行蓄能水泵6和熱量集器4，使夏季地上的熱量通過地埋換熱器1蓄存入地下；在過渡季節(jié)，如果是采用太陽能集熱器等可能的情況下，可以通過兩組地源水集分水器上的閥門切換，把地埋管換熱器1的部分或全部連接到反季平衡蓄能系統(tǒng)，進行蓄能。直到達到最有利于冬季夏季綜合的最好地溫工況為止。冬季采暖時，通過地源水兩組集分水器上的閥門的切換，把地埋管換熱器部分或全部連接在空調系統(tǒng)上，利用夏季蓄存的熱量直接或間接供熱；同時蓄存冷量，供夏季使用。
對于夏季排熱量大于冬季吸熱量的南方地區(qū)，也可以采用類似的運行方式進行反季節(jié)蓄冷。
克服熱短路的地埋管換熱器的實施方式對地埋管式換熱器1，首先計算對熱回流影響比較大的管段，在埋入地下前，對該管段進行防輻射換熱的面層處理，比如鋁箔等。且隔1～10米長度設置防止內外管接觸的塑料墊片17，最后套入外部套管18，使內外管之間有2～9mm的空氣層或抽真空層19。兩端安裝封閉堵頭16。
權利要求
1.一種平衡冬夏負荷且克服熱短路的地源熱泵系統(tǒng)，包括地下埋管換熱器系統(tǒng)、能量提升供給系統(tǒng)，其特征在于還包括反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)；地下埋管換熱器系統(tǒng)包括豎埋管換熱器(1)、能量提升供給系統(tǒng)集水器(7)和能量提升供給系統(tǒng)分水器(8)、反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)集水器(2)和反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)分水器(3)；能量提升供給系統(tǒng)包括熱泵機組(10)、地源水水泵(9)、能量提升供給系統(tǒng)水泵(11)、能量提升供給系統(tǒng)末端(20)；反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)包括地上季節(jié)性熱量采集器(4)、地上季節(jié)性冷量采集器(5)、蓄能水泵(6)，其中地上季節(jié)性熱量采集器(4)和地上季節(jié)性冷量采集器(5)在同一系統(tǒng)中可以只有其一，也可兩者都有；能量提升供給系統(tǒng)通過地源水進水管(21)與能量提升供給系統(tǒng)地源水集水器(7)連接，能量提升供給系統(tǒng)地源水集水器(7)通過能量提升供給系統(tǒng)集水器切換閥門(12)與豎埋管換熱器(1)的出水管束連接，能量提升供給系統(tǒng)通過熱泵地源水出水管(22)與能量提升供給系統(tǒng)地源水分水器(8)連接，能量提升供給系統(tǒng)地源水分水器(8)通過能量提升供給系統(tǒng)分水器切換閥門(13)與地下埋管換熱器(1)的進水管束連接；反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)的地源水出水管(23)與反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)地源水集水器(2)連接，反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)地源水集水器(2)通過蓄能集水器切換閥門(14)與豎埋管換熱器(1)的出水管束連接，反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)的地源水進水管(24)與反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)地源水分水器(3)連接，反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)地源水分水器(3)通過蓄能分水器切換閥門(15)與豎埋管換熱器(1)的進水管束連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的平衡冬夏負荷且克服熱短路的地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于地下埋管換熱器是克服熱短路的地下埋管換熱器，其結構為在回水管有熱短路的管段外加套管，套管兩端設封閉堵頭，回水管與套管之間采用空氣層或抽真空層，并且隔一定距離設墊片防內外管接觸。
3.根據(jù)權利要求2所述的平衡冬夏負荷且克服熱短路的地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于克服熱短路的地下埋管換熱器的絕熱外套管內的回水管段外表面作防輻射換熱的面層。
4.根據(jù)權利要求1所述的平衡冬夏負荷且克服熱短路的地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)的地上季節(jié)性熱量采集器(4)和地上季節(jié)性冷量采集器(5)是設置在屋頂及其它建筑圍護結構處、地表層、空氣中及太陽能等形式的循環(huán)水系統(tǒng)，將吸收的冷熱量送入地下蓄存的裝置。
全文摘要
平衡冬夏負荷且克服熱短路的地源熱泵系統(tǒng)，包括地下埋管換熱器系統(tǒng)、能量提升供給系統(tǒng)，其特征在于還包括反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)；地下埋管換熱器系統(tǒng)包括豎埋管換熱器(1)、能量提升供給系統(tǒng)集水器(7)和能量提升供給系統(tǒng)分水器(8)、反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)集水器(2)和反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)分水器(3)；能量提升供給系統(tǒng)包括熱泵機組(10)、地源水水泵(9)、能量提升供給系統(tǒng)水泵(11)、能量提升供給系統(tǒng)末端(20)；反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)包括地上季節(jié)性熱量采集器(4)、地上季節(jié)性冷量采集器(5)、蓄能水泵(6)。通過反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)將地上冷量和熱量(包括太陽能、建筑物、大氣及地表層等所含冷熱量)采集后送入地下蓄存異季節(jié)利用。本系統(tǒng)利用反季節(jié)平衡蓄能系統(tǒng)克服了冬夏兩季的負荷不平衡，實現(xiàn)冬夏季完全使用地下冷熱源滿足冷熱負荷的要求；并且解決了地埋供回水支管間的熱短路問題，是充分利用地下蓄存冷熱量的完善的地源熱泵系統(tǒng)。
文檔編號F24F5/00GK1982810SQ20051013437
公開日2007年6月20日 申請日期2005年12月16日 優(yōu)先權日2005年12月16日
發(fā)明者王慶鵬 申請人:王慶鵬