共用管路5的兩端外側；第二循環(huán)回路與第三循環(huán)回路在蒸發(fā)器202處設有第二共用管路6，第二共用管路6與蒸發(fā)器202耦合并進行熱交換，并使閥門V5和閥門V6與V3和閥門V4均分別設置在第二共用管路6的兩端外側。集熱單元3的輸入端和輸出端通過第五管路分別與地埋管換熱單元4的輸出端401和輸入端402連通構成第五循環(huán)回路，并在連接集熱單元3輸入端和輸出端的管路上分別設置閥門VlO和閥門V9。
[0018]本實施方式中，集熱單元3采用空氣熱能采集裝置，空氣熱能采集裝置包括水氣換熱器和水循環(huán)回路，水氣換熱器設在水循環(huán)回路中，水循環(huán)回路與第五循環(huán)回路連通或耦合。此種結構設置，在盛夏制冷和蓄能工況下，通過水循環(huán)回路、第五循環(huán)回路和地埋管換熱單元4進行熱交換，能將大氣熱能轉換到淺層巖土層儲存起來供冬季制熱供暖工況下使用。
[0019]需要說明的是，集熱單元3不限于空氣熱能采集裝置式的結構設置，也可以采用太陽能裝置、工業(yè)廢熱或余熱集熱器等多種形式，太陽能裝置可以設計成包括集熱器和水循環(huán)回路，水循環(huán)回路與第五循環(huán)回路連通或耦合，太陽能裝置將太陽能轉換為熱能，并通過水循環(huán)回路、第五循環(huán)回路和地埋管換熱單元4與淺層巖土層進行熱交換，將熱能儲存在淺層巖土層供冬季制熱供暖工況下使用。工業(yè)廢熱或余熱集熱器是指與工業(yè)廢熱或余熱源構成循環(huán)回路的裝置，集熱器從工業(yè)廢熱或余熱源提取熱量，并與第五循環(huán)回路耦合進行熱交換，將熱量傳到淺層巖土層實現地下蓄能。另外，本發(fā)明中的地埋管換熱單元4設有多組地埋管，并將地埋管豎向設置，地埋管的深度為50?150米，相鄰組地埋管之間的距離為3?6米。
[0020]為幫助本領域技術人員更清楚地理解本發(fā)明，下面對本發(fā)明一種地下蓄能與地源熱泵式空調集成系統(tǒng)的運行過程作進一步詳細說明。本發(fā)明通過閥門的關閉可以方便快捷地實現初夏制冷工況、盛夏制冷和蓄能工況和冬季制熱供暖工況三種運行模式的轉換。
[0021]初夏制冷工況下，室外空氣溫度較低，此時V1、V2、V3、V4、V9、V10關閉，V5、V6、V7、V8開啟，負載單元1、熱泵單元2和地埋管換熱單元4運行，集熱單元3停止運行。熱泵單元2制冷運行，在冷凝器處204處與第四循環(huán)回路進行熱交換，并將熱泵單元2產生的冷凝熱傳到地埋管換熱單元4，向淺層巖土層釋放熱量，進行蓄能，熱泵單元2在蒸發(fā)器202處與第二循環(huán)回路進行熱交換，將冷量傳遞給負載單元1，為最終用戶制冷降溫；
[0022]盛夏制冷和蓄能工況下，室外空氣溫度較高，通常高于25°0，此時￥1、￥2、￥3、￥4關閉，V5、V6、V7、V8、V9、VlO開啟，負載單元1、熱泵單元2、集熱單元3、地埋管換熱單元4均運行。一方面，熱泵單元2制冷運行，在冷凝器處204處與第四循環(huán)回路進行熱交換，并將熱泵單元2產生的冷凝熱傳到地埋管換熱單元4，向淺層巖土層釋放熱量，進行蓄能，熱泵單元2在蒸發(fā)器202處與第二循環(huán)回路進行熱交換，將冷量傳遞給負載單元1，為最終用戶制冷降溫；另一方面，集熱單元3通過第五循環(huán)回路與地埋管換熱單元4進行熱交換，并通過地埋管換熱單元4將熱量釋放到淺層巖土層，也進行蓄能。
[0023]冬季制熱供暖工況下，淺層巖土層溫度比地上空氣溫度高，淺層巖土層作為低溫熱源，此時V1、V2、V3、V4開啟15、￥6、￥7、￥8、￥9、￥10關閉，負載單元1、熱泵單元2和地埋管換熱單元4運行，集熱單元3停止運行。地埋管換熱單元4從淺層巖土層提取熱源，通過第三循環(huán)回路在蒸發(fā)器202處與熱泵單元2進行熱交換，驅動熱泵單元2制熱，熱泵單元2在冷凝器204處與第一循環(huán)回路進行熱交換，通過第一循環(huán)回路將熱能量傳到負載單元1，為最終用戶供暖。
[0024]以上實施例僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行的描述，并非對本發(fā)明請求保護范圍進行的限定，在不脫離本發(fā)明設計精神的前提下，本領域工程技術人員依據本發(fā)明的技術方案做出的各種形式的變形，均應落入本發(fā)明的權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1.一種地下蓄能與地源熱泵式空調集成系統(tǒng)，包括負載單元(I)、熱泵單元(2)、集熱單元(3)、地埋管換熱單元(4)，熱泵單元(2)設有壓縮機(201)、蒸發(fā)器(202)、節(jié)流閥(203)、冷凝器(204)，其特征在于:負載單元(I)的輸出端(101)和輸入端(102)通過第一管路和閥門V1、閥門V2構成第一循環(huán)回路，負載單元⑴的輸出端(101)和輸入端(102)通過第二管路和閥門V5、閥門V6構成第二循環(huán)回路，負載單元(I)的輸出管路上設有循環(huán)泵Pl ;地埋管換熱單元(4)的輸出端(401)和輸入端(402)通過第三管路和閥門V3、閥門V4構成第三循環(huán)回路，地埋管換熱單元(4)的輸出端(401)和輸入端(402)通過第四管路和閥門V7、閥門V8構成第四循環(huán)回路，地埋管換熱單元(4)的輸出管路上設有循環(huán)泵P2;第一循環(huán)回路和第四循環(huán)回路在冷凝器(204)處設有第一共用管路(5)，第一共用管路(5)與冷凝器(204)耦合并進行熱交換，閥門Vl和閥門V2與V7和閥門V8均分別設在第一共用管路(5)的兩端外側，第二循環(huán)回路與第三循環(huán)回路在蒸發(fā)器(202)處設有第二共用管路(6)，第二共用管路(6)與蒸發(fā)器(202)耦合并進行熱交換，閥門V5和閥門V6與V3和閥門V4均分別設在第二共用管路(6)的兩端外側；集熱單元(3)的輸入端和輸出端通過第五管路分別與地埋管換熱單元(4)的輸出端(401)和輸入端(402)連通構成第五循環(huán)回路，連接集熱單元(3)輸入端和輸出端的管路上分別設有閥門VlO和閥門V9。
2.按照權利要求1所述的一種地下蓄能與地源熱泵式空調集成系統(tǒng)，其特征在于:所述集熱單元(3)為空氣熱能采集裝置，空氣熱能采集裝置包括水氣換熱器和水循環(huán)回路，水氣換熱器設在水循環(huán)回路中，水循環(huán)回路與第五循環(huán)回路連通或耦合，空氣熱能采集裝置用于夏季熱空氣與第五循環(huán)回路進行熱交換實現地下蓄熱。
3.按照權利要求1所述的一種地下蓄能與地源熱泵式空調集成系統(tǒng)，其特征在于:所述集熱單元(3)為太陽能裝置，太陽能裝置包括集熱器和水循環(huán)回路，水循環(huán)回路與第五循環(huán)回路連通或耦合，太陽能裝置用于夏季太陽能與第五循環(huán)回路進行熱交換實現地下蓄熱。
4.按照權利要求1所述的一種地下蓄能與地源熱泵式空調集成系統(tǒng)，其特征在于:所述集熱單元(3)為工業(yè)廢熱集熱器，工業(yè)廢熱集熱器處在工業(yè)廢熱或余熱循環(huán)管路上，工業(yè)廢熱集熱器與第五循環(huán)回路耦合，工業(yè)廢熱集熱器用于夏季工業(yè)廢熱或余熱與第五循環(huán)回路進行熱交換實現地下蓄熱。
5.按照權利要求1-4任一項所述的一種地下蓄能與地源熱泵式空調集成系統(tǒng)，其特征在于:所述地埋管換熱單元(4)設有多組地埋管，且地埋管豎向設置。
6.按照權利要求5所述的一種地下蓄能與地源熱泵式空調集成系統(tǒng)，其特征在:所述地埋管深度為50?150米，相鄰組地埋管之間的距離為3?6米。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種地下蓄能與地源熱泵式空調集成系統(tǒng)，包括負載單元、熱泵單元、集熱單元、地埋管換熱單元，熱泵單元設有壓縮機、蒸發(fā)器、節(jié)流閥、冷凝器，負載單元的輸出端和輸入端通過第一管路和閥門V1、閥門V2構成第一循環(huán)回路，負載單元的輸出端和輸入端通過第二管路和閥門V5、閥門V6構成第二循環(huán)回路；地埋管換熱單元的輸出端和輸入端通過第三管路和閥門V3、閥門V4構成第三循環(huán)回路，地埋管換熱單元的輸出端和輸入端通過第四管路和閥門V7、閥門V8構成第四循環(huán)回路；集熱單元的輸入端和輸出端通過第五管路分別與地埋管換熱單元的輸出端和輸入端連通構成第五循環(huán)回路。本發(fā)明具有實施方便、安全可靠、運行穩(wěn)定、能效比高的優(yōu)點。
【IPC分類】F24F5-00
【公開號】CN104566728
【申請?zhí)枴緾N201510031401
【發(fā)明人】楊自強
【申請人】北京萬方同泰能源科技有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月22日