利用地埋管地源熱泵耦合階梯電價蓄能裝置的空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于新能源領(lǐng)域中暖通空調(diào)技術(shù)，涉及一種利用地源熱栗系統(tǒng)耦合階梯電價蓄能裝置的空調(diào)系統(tǒng)，主要用于存在階梯電價政策的地源熱栗空調(diào)系統(tǒng)的冷熱源。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和人們對低碳環(huán)保的重視，地源熱栗憑借著獨特的優(yōu)勢得到了廣泛的應(yīng)用。如今地源熱栗的研究已經(jīng)趨于成熟，但其仍面臨著釋能蓄能難以平衡的問題。而我國的用電又存在著不均衡的特點，即高峰電不夠用，低谷電用不了，空調(diào)行業(yè)用電更是緊張。隨著新政策的相繼出臺，階梯電價也必將得到廣泛的推廣和應(yīng)用。蓄能裝置可以有效的利用峰谷電價，緩解用電負(fù)荷，降低空調(diào)系統(tǒng)的運行費用及能耗；但是，單純的蓄能系統(tǒng)應(yīng)用存在著一定的局限性:總投資造價較高、系統(tǒng)運行能效低、運行費用高、系統(tǒng)設(shè)計及后期運行復(fù)雜等。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于為克服已有技術(shù)的不足之處，提供一種利用地埋管地源熱栗耦合階梯電價蓄能裝置的空調(diào)系統(tǒng)，該系統(tǒng)有效的將地源熱栗系統(tǒng)與蓄能裝置相結(jié)合；實現(xiàn)了在夜間谷電價時蓄能，在白天峰電時釋能的系統(tǒng)要求，有效的利用淺層地?zé)崮?，系統(tǒng)能效比高，運行費用低。同時，熱栗系統(tǒng)與蓄能裝置可以實現(xiàn)多種的組合模式，達(dá)到末端用戶對整個空調(diào)系統(tǒng)的需求，
[0004]本實用新型提出的一種利用地埋管地源熱栗耦合階梯電價蓄能裝置的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:由多組雙U型地埋管組成的地源熱栗系統(tǒng)、由兩臺或三臺以上的多臺地源熱栗組成的熱栗機(jī)組、帶保溫的蓄能水池或水罐、換熱器、末端用戶設(shè)備、熱源側(cè)循環(huán)栗、蓄能水栗、釋能水栗、末端循環(huán)栗，以及6個轉(zhuǎn)換閥門；其連接關(guān)系為:地源熱栗系統(tǒng)一側(cè)與多臺并聯(lián)的熱栗主機(jī)一側(cè)通過地源熱栗系統(tǒng)的總供水管連接；地源熱栗系統(tǒng)另一側(cè)與多臺并聯(lián)的熱栗主機(jī)另一側(cè)通過地源熱栗系統(tǒng)的總回水管連接；熱源側(cè)循環(huán)水栗接在地源熱栗系統(tǒng)的總供水管上；兩臺并聯(lián)的熱栗主機(jī)的總供水管還分別與末端用戶設(shè)備的進(jìn)水口、蓄水池出水口相連；蓄能水池出水口與熱栗主機(jī)總回水管相連；蓄能水栗與兩臺熱栗主機(jī)總回水管相連；釋能水栗一側(cè)與蓄能水池出水口相連，另一側(cè)與換熱器一次側(cè)進(jìn)水口相連；換熱器一次側(cè)出水口與蓄水池進(jìn)水口相連，換熱器二次側(cè)進(jìn)水口與末端用戶設(shè)備出水口相連，換熱器二次側(cè)出水口與末端用戶進(jìn)水口相連；末端側(cè)循環(huán)栗位于末端用戶回水總管上；6個轉(zhuǎn)換閥門分別位于整個系統(tǒng)的切換管路上。本實用新型的特點及有益效果:本實用新型利用地埋管地源熱栗耦合蓄能裝置，有效的利用了階梯電價的優(yōu)惠政策，緩解城市高峰用電負(fù)荷；多種運行模式相結(jié)合，降低空調(diào)系統(tǒng)的運行費用，一定程度上解決了地源熱栗系統(tǒng)釋能蓄能難以平衡的問題。
【附圖說明】
[0005]圖1為本實用新型的系統(tǒng)總體組成圖；
[0006]圖2為本實用新型蓄能模式流程圖；
[0007]圖3為本實用新型蓄水池單獨釋能模式流程圖；
[0008]圖4為本實用新型主機(jī)單獨運行模式流程圖；
[0009]圖5為本實用新型主機(jī)和蓄水池聯(lián)合運行模式流程圖。
【具體實施方式】
[0010]本實用新型提出的利用地埋管地源熱栗耦合階梯電價蓄能裝置的空調(diào)系統(tǒng)結(jié)合附圖及實施例詳細(xì)說明如下:
[0011]本實用新型提出的一種利用地埋管地源熱栗耦合階梯電價蓄能裝置的空調(diào)系統(tǒng)組成如圖1所示，該系統(tǒng)主要包括:有效埋深在之間的由多組雙U型地埋管組成的地源熱栗系統(tǒng)1、由兩臺地源熱栗組成的熱栗機(jī)組2 (根據(jù)實際情況也可多2臺)、帶保溫的蓄能水池/水罐3、換熱器4、末端用戶設(shè)備5、熱源側(cè)循環(huán)栗6、蓄能水栗7、釋能水栗8、末端循環(huán)栗9、1#轉(zhuǎn)換閥門Vl、2#轉(zhuǎn)換閥門V2、3#轉(zhuǎn)換閥門V3、4#轉(zhuǎn)換閥門V4、5#轉(zhuǎn)換閥門V5、6#轉(zhuǎn)換閥門V6、;其連接關(guān)系為:地源熱栗系統(tǒng)I 一側(cè)與兩臺并聯(lián)的熱栗主機(jī)2 —側(cè)通過地源熱栗系統(tǒng)I的總供水管1-1連接；地源熱栗系統(tǒng)I另一側(cè)與兩臺并聯(lián)的熱栗主機(jī)2另一側(cè)通過地源熱栗系統(tǒng)I的總回水管1-2連接；熱源側(cè)循環(huán)水栗6接在地源熱栗系統(tǒng)I的總供水管1-1上；兩臺并聯(lián)的熱栗主機(jī)2的總供水管2-2還分別與末端用戶進(jìn)水口 5-2、蓄水池出水口 3-2相連；蓄能水池3出水口 3-1與熱栗主機(jī)2總回水管2-1相連；蓄能水栗7與兩臺熱栗主機(jī)2總回水管2-1相連；釋能水栗8 一側(cè)與蓄能水池3出水口 3-2相連，另一側(cè)與換熱器4 一次側(cè)進(jìn)水口 4-1相連；換熱器4 一次側(cè)出水口 4-2與蓄水池進(jìn)水口 3-1相連，換熱器4 二次側(cè)進(jìn)水口 4-3與末端用戶5出水口 5-1相連，換熱器4 二次側(cè)出水口 4-4與末端用戶5進(jìn)水口 5-2相連；末端側(cè)循環(huán)栗9位于末端用戶回水總管上；6個轉(zhuǎn)換閥門分別位于整個系統(tǒng)的切換管路上，實現(xiàn)系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換。
[0012]其中，1#轉(zhuǎn)換閥門位于末端用戶5回水總管路上、2#轉(zhuǎn)換閥門位于熱栗機(jī)組2總供水管路上、3#轉(zhuǎn)換閥門熱栗機(jī)組2總回水管路上、4#轉(zhuǎn)換閥門位于熱栗機(jī)組2總供水管路與換熱器4 一次側(cè)進(jìn)水口 4-1之間、5#轉(zhuǎn)換閥門位于換熱器4 一次側(cè)出水口 4-2前、6#轉(zhuǎn)換閥門位于換熱器4 二次側(cè)進(jìn)水口 4-3前，通過各轉(zhuǎn)換閥門的開啟或閉選擇實現(xiàn)蓄能模式、蓄水池單獨釋能模式、主機(jī)單獨運行模式或主機(jī)和蓄水池聯(lián)合運行模式。
[0013]具體工作模式說明如下:
[0014](I)開啟蓄能模式，如圖2實線所示:當(dāng)系統(tǒng)在夜間谷電運行時段，各轉(zhuǎn)換閥門的狀態(tài)為:V1關(guān)、V2關(guān)、V3開、V4開、V5關(guān)、V6關(guān);蓄能水池開始蓄4_6°C的冷水(夏季)或45-50°C的熱水(冬季)。
[0015](2)開啟蓄水池單獨釋能模式，如圖3實線所示:當(dāng)系統(tǒng)在白天部分峰平電運行時段，各轉(zhuǎn)換閥門的狀態(tài)為:V1關(guān)、V2關(guān)、V3關(guān)、V4關(guān)、V5開、V6開，。
[0016](3)開啟主機(jī)單獨運行模式，如圖4實線所示:當(dāng)系統(tǒng)夜間有負(fù)荷需求或者白天部分峰平電運行時段，各轉(zhuǎn)換閥門的狀態(tài)為:V1開、V2開、V3關(guān)、V4關(guān)、V5關(guān)、V6關(guān)。
[0017](4)開啟主機(jī)和蓄水池聯(lián)合運行模式，如圖5實線所示:當(dāng)系統(tǒng)在白天部分峰平電運行時段，各轉(zhuǎn)換閥門的狀態(tài)為:V1開、V2開、V3關(guān)、V4開或關(guān)、V5開、V6開。
[0018]如圖1所示，本實施例的工作原理為:
[0019]整個系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)后，夜間低谷電時段，蓄能水池3中的水通過蓄能水栗7流經(jīng)3#轉(zhuǎn)換閥門V3進(jìn)入熱栗機(jī)組2，從熱栗機(jī)組流出的水經(jīng)過換熱后流經(jīng)4#轉(zhuǎn)換閥門V4，最后回到蓄能水池3，完成整個蓄能過程。
[0020]當(dāng)系統(tǒng)在白天部分峰平電運行時段，蓄能水池3中的水通過釋能水栗8流經(jīng)換熱器換熱后，又通過5#轉(zhuǎn)換閥門V5，最后回到蓄能水池3，完成蓄水池單獨釋能過程，熱栗主機(jī)2停運。
[0021]當(dāng)系統(tǒng)夜間有負(fù)荷需求或者白天部分峰平電運行時段，末端用戶回水通過末端側(cè)回水栗9流經(jīng)1#轉(zhuǎn)換閥門Vl進(jìn)入熱栗機(jī)組2，經(jīng)過換熱后流經(jīng)2#轉(zhuǎn)換閥門V2，最后供給末端用戶5，完成整個主機(jī)單獨運行過程。
[0022]當(dāng)系統(tǒng)在白天部分峰平電運行時段，蓄能水池3中的水通過釋能水栗8流經(jīng)換熱器換熱后，又通過5#轉(zhuǎn)換閥門V5，最后回到蓄能水池3 ;同時，末端用戶5回水通過末端側(cè)回水栗9流經(jīng)1#轉(zhuǎn)換閥門Vl進(jìn)入熱栗機(jī)組2，經(jīng)過換熱后流經(jīng)2#轉(zhuǎn)換閥門V2(或部分流過4#轉(zhuǎn)換閥門V4經(jīng)換熱后)，最后供給末端用戶，完成整個主機(jī)和蓄水池聯(lián)合運行過程。
[0023]本實施例中的各部件的具體實現(xiàn)方式分別說明如下:
[0024]地源熱栗系統(tǒng)1:采用埋深100-150m的雙U型地埋管；DN(公稱直徑)32mm，根據(jù)系統(tǒng)大小配置300?1500組。
[0025]熱栗機(jī)組2:C0P/EER彡5.0，承壓1.0MPa的兩臺熱栗主機(jī)；
[0026]蓄能水池3:采用溫度分層型(靠水隨溫度自然分層的特性)結(jié)構(gòu)；玻璃鋼材質(zhì)；外層用橡塑保溫；
[0027]換熱器4:采用板式，304不銹鋼材質(zhì)的常規(guī)換熱器產(chǎn)品，換熱效率彡90% ；
[0028]末端用戶5:主要為商場、辦公樓等夜間沒有負(fù)荷需求或者需求很小的共建用水設(shè)備或空調(diào)末端設(shè)備的風(fēng)機(jī)盤管、地暖盤管、毛細(xì)輻射管等；
[0029]熱源側(cè)循環(huán)水栗6、蓄能水栗7、釋能水栗8、末端循環(huán)水栗組9:均采用市場成熟產(chǎn)品，單級管道離心栗；
[0030]轉(zhuǎn)換閥門V1-V6:采用電動渦輪蝶閥，法蘭連接的閥門。
【主權(quán)項】
1.一種利用地埋管地源熱栗耦合階梯電價蓄能裝置的空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:由多組雙U型地埋管組成的地源熱栗系統(tǒng)、由兩臺或三臺以上的多臺地源熱栗組成的熱栗機(jī)組、帶保溫的蓄能水池或水罐、換熱器、末端用戶設(shè)備、熱源側(cè)循環(huán)栗、蓄能水栗、釋能水栗、末端循環(huán)栗，以及6個轉(zhuǎn)換閥門；其連接關(guān)系為:地源熱栗系統(tǒng)一側(cè)與多臺并聯(lián)的熱栗主機(jī)一側(cè)通過地源熱栗系統(tǒng)的總供水管連接；地源熱栗系統(tǒng)另一側(cè)與多臺并聯(lián)的熱栗主機(jī)另一側(cè)通過地源熱栗系統(tǒng)的總回水管連接；熱源側(cè)循環(huán)水栗接在地源熱栗系統(tǒng)的總供水管上；兩臺并聯(lián)的熱栗主機(jī)的總供水管還分別與末端用戶設(shè)備的進(jìn)水口、蓄水池出水口相連；蓄能水池出水口與熱栗主機(jī)總回水管相連；蓄能水栗與兩臺熱栗主機(jī)總回水管相連；釋能水栗一側(cè)與蓄能水池出水口相連，另一側(cè)與換熱器一次側(cè)進(jìn)水口相連；換熱器一次側(cè)出水口與蓄水池進(jìn)水口相連，換熱器二次側(cè)進(jìn)水口與末端用戶設(shè)備出水口相連，換熱器二次側(cè)出水口與末端用戶進(jìn)水口相連；末端側(cè)循環(huán)栗位于末端用戶回水總管上；6個轉(zhuǎn)換閥門分別位于整個系統(tǒng)的切換管路上。2.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述6個轉(zhuǎn)換閥門分別位于整個系統(tǒng)的切換管路上，實現(xiàn)系統(tǒng)的模式轉(zhuǎn)換具體為:1#轉(zhuǎn)換閥門位于末端用戶回水總管路上、2#轉(zhuǎn)換閥門位于熱栗機(jī)組總供水管路上、3#轉(zhuǎn)換閥門熱栗機(jī)組總回水管路上、4#轉(zhuǎn)換閥門位于熱栗機(jī)組總供水管路與換熱器一次側(cè)進(jìn)水口之間、5#轉(zhuǎn)換閥門位于換熱器一次側(cè)出水口前、6#轉(zhuǎn)換閥門位于換熱器二次側(cè)進(jìn)水口前。3.如權(quán)利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述地源熱栗系統(tǒng)采用埋深100-150m的雙U型地埋管，配置300?1500組。
【專利摘要】本實用新型涉及利用地源熱泵系統(tǒng)耦合階梯電價蓄能裝置的空調(diào)系統(tǒng)，屬于新能源領(lǐng)域中暖通空調(diào)技術(shù)。該系統(tǒng)包括：地埋管系統(tǒng)、地源熱泵主機(jī)、帶保溫的蓄能水池或水罐、換熱器、末端用戶設(shè)備、熱源側(cè)循環(huán)泵、蓄能水泵、釋能水泵、末端側(cè)循環(huán)泵、6個轉(zhuǎn)換閥門；地埋管系統(tǒng)與熱泵主機(jī)一側(cè)相連，熱源側(cè)循環(huán)水泵接在熱泵主機(jī)的總供水管上；蓄能水池一側(cè)與熱泵主機(jī)相連，另一側(cè)與換熱器相連；蓄能水泵位于熱泵主機(jī)與蓄能水池之間的管路上；釋能水泵位于蓄能水池與換熱器之間的管路上；換熱器位于蓄能水池與末端用戶之間；末端側(cè)循環(huán)泵位于末端用戶回水總管上；6個轉(zhuǎn)換閥門分別位于整個系統(tǒng)的切換管路上。本系統(tǒng)可有效的降低空調(diào)系統(tǒng)的運行費用及能耗。
【IPC分類】F25B30/06, F24F5/00
【公開號】CN204880477
【申請?zhí)枴緾N201520523684
【發(fā)明人】武濤, 張軍, 雷艷杰
【申請人】北京中科華譽(yù)能源技術(shù)發(fā)展有限責(zé)任公司
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月17日