專利名稱：一種燃?xì)獗趻鞝t-土壤源熱泵復(fù)合能源系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燃?xì)獗趻鞝t-土壤源熱泵復(fù)合能源系統(tǒng)，屬于供熱、制冷以及地?zé)崮芾玫膽?yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在夏季空調(diào)負(fù)荷大于冬季供暖負(fù)荷的地區(qū)，應(yīng)用土壤源熱泵系統(tǒng)有著能耗低、效率高的優(yōu)點(diǎn)。但是在冬季供暖負(fù)荷大于夏季空調(diào)負(fù)荷的地區(qū)，單獨(dú)和長(zhǎng)期連續(xù)使用土壤源熱泵系統(tǒng)會(huì)存在土壤熱失衡的不利情況，從而導(dǎo)致土壤溫度逐漸降低，系統(tǒng)運(yùn)行效率下降等一系列問題；目前解決的辦法主要是采取增加地下埋管數(shù)量或增加太陽(yáng)能集熱器作為輔助供熱等方法，但這又存在初期投資成本較高、系統(tǒng)流程復(fù)雜、設(shè)備維護(hù)較困難以及適用局限性較大等一系列問題；同時(shí)，嚴(yán)寒地區(qū)現(xiàn)行的采暖方式仍主要采取以燃煤鍋爐作為主要熱源的集中供熱方式。而煤炭的大量燃燒所排放出的污染物造成了環(huán)境的污染。而燃?xì)獗趻鞝t以燃燒燃?xì)?如燃燒煤氣、天然氣等)的方式獲得熱能，相比燃煤集中供暖方式，其具有布置單獨(dú)、使用方便、易于控制、污染少等優(yōu)點(diǎn)，因而在嚴(yán)寒地區(qū)已經(jīng)得到日益廣泛的應(yīng)用。但天然氣、煤氣等仍然屬于不可再生能源，并且燃燒也會(huì)產(chǎn)生一定量的溫室氣體，同時(shí)單獨(dú)使用還會(huì)存在燃燒成本較高的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種燃?xì)獗趻鞝t-土壤源熱泵復(fù)合能源系統(tǒng)，該系統(tǒng)解決了地區(qū)局限性的技術(shù)問題，能避免在冬冷地區(qū)的采暖期內(nèi)單獨(dú)使用土壤源熱泵時(shí)，因土壤熱失衡，所導(dǎo)致的系統(tǒng)運(yùn)行效率下降以至于不能正常運(yùn)行的技術(shù)問題，運(yùn)行成本低、操作維護(hù)方便。技術(shù)解決方案本實(shí)用新型包括燃?xì)獗趻鞝t、地下埋管換熱器、蒸發(fā)器、冷凝器、板式換熱器、冷熱用戶末端及循環(huán)水泵，所述燃?xì)獗趻鞝t入口、出口分別與板式換熱器高溫側(cè)的出口、入口連接，板式換熱器低溫側(cè)的出口分別與冷熱用戶末端入口、蒸發(fā)器和冷凝器的入口連接，地下埋管換熱器出口與第一循環(huán)水泵入口連接，第一循環(huán)水泵出口分別與板式換熱器低溫側(cè)的入口、蒸發(fā)器和冷凝器的入口連接，冷熱用戶末端出口與第二循環(huán)水泵入口連接，第二循環(huán)水泵出口分別與板式換熱器低溫側(cè)的入口、冷凝器和蒸發(fā)器的入口連接，冷凝器和蒸發(fā)器的出口分別與冷熱用戶末端入口和地下埋管換熱器入口連接。所述的燃?xì)獗趻鞝t包括第三循環(huán)水泵1-1、燃燒換熱器和分水箱，第三循環(huán)水泵入口分別與板式換熱器高溫側(cè)的出口和自來(lái)水補(bǔ)水管路連接，第三循環(huán)水泵出口與燃燒換熱器入口連接，燃燒換熱器出口與分水箱入口連接，分水箱出口分別與板式換熱器高溫側(cè)的入口和生活熱水管路連接。所述板式換熱器低溫側(cè)的出口與蒸發(fā)器及冷凝器的入口的連接管路上均設(shè)有閥門。[0008]所述第二循環(huán)水泵出口與冷凝器和蒸發(fā)器的入口的連接管路上均設(shè)有閥門。所述地下埋管換熱器入口與冷凝器和蒸發(fā)器的出口連接管路上均設(shè)有閥門。所述冷熱用戶末端入口與冷凝器和蒸發(fā)器的出口連接管路上均設(shè)有閥門。所述板式換熱器低溫側(cè)的出口與冷熱用戶末端入口的連接管路上設(shè)有閥門。所述循環(huán)水泵出口與板式換熱器低溫側(cè)入口的連接管路上設(shè)有閥門。所述燃?xì)獗趻鞝t與地下埋管換熱器、冷凝器、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)和節(jié)流閥并聯(lián)連接。本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本實(shí)用新型提供了一種可全年提供生活熱水、夏季實(shí)現(xiàn)制冷、冬季實(shí)現(xiàn)供熱多項(xiàng)功能的復(fù)合能源利用系統(tǒng)。(2)本實(shí)用新型提供了一種適合冬冷或夏熱等不同氣候條件地區(qū)使用的復(fù)合能源利用系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。(3)本實(shí)用新型提供了一種維護(hù)方便，運(yùn)行調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，建設(shè)成本低的復(fù)合能源利用系統(tǒng)。(4)本實(shí)用新型有效解決了單獨(dú)土壤源熱泵系統(tǒng)在冬夏兩季冷熱負(fù)荷不匹配的情況下，出現(xiàn)因土壤熱平衡失調(diào)而導(dǎo)致的系統(tǒng)性能下降甚至于不能正常運(yùn)行的問題，從而提升了系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的性能。(5)本實(shí)用新型有效解決了在冬季采暖期，單獨(dú)使用土壤源熱泵系統(tǒng)時(shí)，因長(zhǎng)期持續(xù)依靠從土壤取熱，土壤溫度下降，而出現(xiàn)的不能持續(xù)供熱的問題，從而保證在冬季采暖期較長(zhǎng)地區(qū)運(yùn)行的適用能力。

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1本實(shí)用新型包括燃?xì)獗趻鞝t、地下埋管換熱器、蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、節(jié)流閥、板式換熱器、冷熱用戶末端及循環(huán)水泵；燃?xì)獗趻鞝t1包括第三循環(huán)水泵1-1、燃燒換熱器1-2和分水箱1-3，第三循環(huán)水泵1-1入口分別與板式換熱器2高溫側(cè)的出口和自來(lái)水補(bǔ)水管路連接，第三循環(huán)水泵1-1出口與燃燒換熱器1-2入口連接，燃燒換熱器1-2出口與分水箱1-3入口連接，分水箱1-3出口分別與板式換熱器2高溫側(cè)的入口和生活熱水管路連接；板式換熱器2低溫側(cè)的出口分別與冷熱用戶末端5的入口、蒸發(fā)器4-3和冷凝器4-2的入口連接，地下埋管換熱器3出口與第一循環(huán)水泵6-1入口連接，第一循環(huán)水泵6-1出口分別與板式換熱器2低溫側(cè)的入口、蒸發(fā)器4-3和冷凝器4-2的入口連接，冷熱用戶末端5出口與第二循環(huán)水泵6-2入口連接，第二循環(huán)水泵6-2出口分別與板式換熱器2低溫側(cè)的入口、冷凝器4-2和蒸發(fā)器4-3的入口連接，冷凝器4-2和蒸發(fā)器4-3的出口分別與冷熱用戶末端5入口和地下埋管換熱器3入口連接；板式換熱器2低溫側(cè)的出口與蒸發(fā)器4-3和冷凝器4-2入口相連接的管路上均設(shè)有閥門7-7和閥門7-8 ；循環(huán)水泵6-2出口與冷凝器4_2和蒸發(fā)器4-3入口相連接的管路上均設(shè)有閥門7-7、閥門7-8和閥門7-6 ；地下埋管換熱器3入口與冷凝器4-2和蒸發(fā)器4-3出口相連接的管路上均設(shè)有閥門7-9和閥門7-10 ；冷熱用戶末端5入口與冷凝器4-2和蒸發(fā)器4-3出口相連接的管路上均設(shè)有閥門7-9、閥門7_10和閥門7-12 ；所述板式換熱器2低溫側(cè)的出口與冷熱用戶末端5入口相連接的管路上設(shè)有閥門7-11 ；第二循環(huán)水泵6-2出口與板式換熱器2低溫側(cè)入口相連接的管路上設(shè)有閥門7-5 ；所述燃?xì)獗趻鞝t1與地下埋管換熱器3、冷凝器4-2、蒸發(fā)器4-3、壓縮機(jī)4-4和節(jié)流閥4_1并聯(lián)連接。本實(shí)用新型所述的燃?xì)獗趻鞝t1、板式換熱器2、水泵6-2和冷熱用戶末端5共同構(gòu)成燃?xì)獗趻鞝t運(yùn)行系統(tǒng)。地下埋管換熱器3、水泵6-1、板式換熱器2、蒸發(fā)器4-3、冷凝器4_2、壓縮機(jī)4_4、節(jié)流閥4-1、水泵6-2和冷熱用戶末端5共同構(gòu)成土壤源熱泵運(yùn)行系統(tǒng)。當(dāng)需要對(duì)用戶進(jìn)行供熱采暖時(shí)，分為以下三種冬季工況模式模式1在冬季采暖初期，此時(shí)采暖負(fù)荷不高，只運(yùn)行土壤源熱泵運(yùn)行系統(tǒng)的制熱工況，即僅利用地下埋管換熱器3作為熱源運(yùn)行制熱工況向冷熱用戶末端5進(jìn)行供熱，此時(shí)，關(guān)閉閥門7-3、閥門7-2、閥門7-5、閥門7-11、閥門7_7和閥門7_9 ；開啟閥門7_1、閥門7_4、閥門7-6、閥門7-12、閥門7-8和閥門7-10，開啟第一循環(huán)水泵6_1、第二循環(huán)水泵6_2，熱源循環(huán)水將土壤中的熱量通過(guò)地下埋管換熱器3經(jīng)第一循環(huán)水泵6-1輸送到蒸發(fā)器4-3，再利用工質(zhì)的制熱循環(huán)，將熱量通過(guò)冷凝器4-2釋放，再通過(guò)第二循環(huán)水泵6-2將熱量輸送給冷熱用戶末端5并釋放給用戶，在該模式下燃?xì)獗趻鞝t1只供給生活熱水。模式2隨著冬季采暖負(fù)荷的增大，將土壤源熱泵運(yùn)行系統(tǒng)和燃?xì)獗趻鞝t運(yùn)行系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行，即利用地下埋管換熱器3與燃?xì)獗趻鞝t1共同作為熱源運(yùn)行制熱工況向冷熱用戶末端5進(jìn)行供熱，此時(shí)，開啟閥門7-3、閥門7-2、閥門7-6、閥門7_12、閥門7-8和閥門7_10 ；關(guān)閉閥門7-4、閥門7-5、閥門7-11、閥門7-7和閥門7_9，開啟循環(huán)水泵6_1、循環(huán)水泵6_2，熱源循環(huán)水先經(jīng)過(guò)地下埋管換熱器3獲得土壤熱量后，再經(jīng)第一循環(huán)水泵6-1進(jìn)入板式換熱器2繼續(xù)吸收從燃?xì)獗趻鞝t輸送來(lái)的熱量，送入蒸發(fā)器4-3，再通過(guò)工質(zhì)的制熱循環(huán)，將熱量通過(guò)冷凝器4-2釋放出，再通過(guò)第二循環(huán)水泵6-2將熱量輸送給冷熱用戶末端5并釋放給用戶，在該模式下燃?xì)獗趻鞝t1同時(shí)供給生活熱水。模式3隨著采暖負(fù)荷的進(jìn)一步增大，土壤可能出現(xiàn)熱平衡失調(diào)時(shí)，單獨(dú)運(yùn)行燃?xì)獗趻鞝t運(yùn)行系統(tǒng)，即只利用燃?xì)獗趻鞝t1作為熱源直接向冷熱用戶末端5進(jìn)行供熱，此時(shí)，開啟閥門7-3、閥門7-5和閥門7-11 ；關(guān)閉閥門7-1、閥門7_2、閥門7_4、閥門7_6、閥門7_12、閥門7-7、閥門7-8、閥門7-9和閥門7-10，開啟第二循環(huán)水泵6_2，關(guān)閉第一循環(huán)水泵6_1，熱源循環(huán)水通過(guò)板式換熱器2吸收來(lái)自燃?xì)獗趻鞝t1的熱量，通過(guò)第二循環(huán)水泵6-2，將熱量輸送到冷熱用戶末端5并釋放給用戶，在該模式下燃?xì)獗趻鞝t1同時(shí)供給生活熱水。當(dāng)需要對(duì)用戶提供冷氣降溫時(shí)，采用以下夏季工況模式只運(yùn)行土壤源熱泵運(yùn)行系統(tǒng)的制冷工況，即僅利用地下埋管換熱器3作為冷源運(yùn)行土壤源熱泵制冷工況，此時(shí)，關(guān)閉閥門7-3、閥門7-2、閥門7-5、閥門7-11、閥門7_8和閥門7-10，開啟閥門7-1、閥門7-4、閥門7-6、閥門7_12、閥門7_7和閥門7_9，啟動(dòng)第一循環(huán)水泵6-1、第二循環(huán)水泵6-2，用戶的熱量通過(guò)冷熱用戶末端5，經(jīng)過(guò)第二循環(huán)水泵6-2被循環(huán)水帶入蒸發(fā)器4-3，通過(guò)工質(zhì)的制冷循環(huán)，將熱量通過(guò)冷凝器4-2釋放出，再通過(guò)第一循環(huán)水泵6-1將熱量送入地下埋管換熱器釋放到土壤中，在該模式下，燃?xì)獗趻鞝t1只根據(jù)用戶需求適時(shí)提供生活熱水。 當(dāng)用戶既不需要供冷也不需要供熱時(shí)，只運(yùn)行燃?xì)獗趻鞝t1根據(jù)用戶需求適時(shí)提供生活熱水，此時(shí)土壤處于自我恢復(fù)階段。
權(quán)利要求1.一種燃?xì)獗趻鞝t-土壤源熱泵復(fù)合能源系統(tǒng)，包括燃?xì)獗趻鞝t、地下埋管換熱器、 蒸發(fā)器、冷凝器、板式換熱器、冷熱用戶末端及循環(huán)水泵，其特征在于所述燃?xì)獗趻鞝t(1) 入口與板式換熱器O)高溫側(cè)的出口、燃?xì)獗趻鞝t(1)出口與板式換熱器O)高溫側(cè)的入口連接，板式換熱器( 低溫側(cè)的出口分別與冷熱用戶末端( 的入口、蒸發(fā)器(4- 和冷凝器(4- 的入口連接，地下埋管換熱器C3)出口與第一循環(huán)水泵(6-1)入口連接，第一循環(huán)水泵(6-1)出口分別與板式換熱器(2)低溫側(cè)的入口、蒸發(fā)器(4-3)和冷凝器G-2)的入口連接，冷熱用戶末端( 出口與第二循環(huán)水泵(6- 入口連接，第二循環(huán)水泵(6-2)出口分別與板式換熱器⑵低溫側(cè)的入口、冷凝器(4-2)和蒸發(fā)器G-3)的入口連接，冷凝器 (4-2)和蒸發(fā)器G-3)的出口均分別與冷熱用戶末端(5)入口和地下埋管換熱器(3)入口連接。
2.根據(jù)權(quán)利1要求所述的一種燃?xì)獗趻鞝t-土壤源熱泵復(fù)合能源系統(tǒng)，其特征在于，所述的燃?xì)獗趻鞝t(1)包括第三循環(huán)水泵(1-1)、燃燒換熱器(1- 和分水箱(1-3)，第三循環(huán)水泵(1-1)入口分別與板式換熱器O)高溫側(cè)的出口和自來(lái)水補(bǔ)水管路連接，第三循環(huán)水泵(1-1)出口與燃燒換熱器(1-2)入口連接，燃燒換熱器(1-2)出口與分水箱(1-3)入口連接，分水箱(1-3)出口分別與板式換熱器( 高溫側(cè)的入口和生活熱水管路連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)獗趻鞝t-土壤源熱泵復(fù)合能源系統(tǒng)，其特征在于，板式換熱器( 低溫側(cè)的出口與蒸發(fā)器(4- 和冷凝器(4- 入口相連接的管路上均設(shè)有閥門。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)獗趻鞝t-土壤源熱泵復(fù)合能源系統(tǒng)，其特征在于，第二循環(huán)水泵(6-2)出口與冷凝器(4- 和蒸發(fā)器(4- 入口相連接的管路上均設(shè)有閥門。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)獗趻鞝t-土壤源熱泵復(fù)合能源系統(tǒng)，其特征在于，地下埋管換熱器C3)入口與冷凝器(4- 和蒸發(fā)器G-3)出口相連接的管路上均設(shè)有閥門。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)獗趻鞝t-土壤源熱泵復(fù)合能源系統(tǒng)，其特征在于，冷熱用戶末端(5)入口與冷凝器(4-2)和蒸發(fā)器G-3)出口相連接的管路上均設(shè)有閥門。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)獗趻鞝t-土壤源熱泵復(fù)合能源系統(tǒng)，其特征在于， 所述板式換熱器( 低溫側(cè)的出口與冷熱用戶末端( 入口相連接的管路上設(shè)有閥門 (7-11)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)獗趻鞝t-土壤源熱泵復(fù)合能源系統(tǒng)，其特征在于，所述第二循環(huán)水泵(6- 出口與板式換熱器( 低溫側(cè)入口相連接的管路上設(shè)有閥門(7-5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燃?xì)獗趻鞝t-土壤源熱泵復(fù)合能源系統(tǒng)，其特征在于，所述燃?xì)獗趻鞝t(1)與地下埋管換熱器(3)、冷凝器(4- 和蒸發(fā)器G-3)、壓縮機(jī)(4-4)和節(jié)流閥并聯(lián)連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種燃?xì)獗趻鞝t-土壤源熱泵復(fù)合能源系統(tǒng)，屬于供熱、制冷及地?zé)崮芾玫膽?yīng)用領(lǐng)域。本實(shí)用新型燃?xì)獗趻鞝t與板式換熱器連接，板式換熱器分別與冷熱用戶末端、蒸發(fā)器和冷凝器連接，地下埋管換熱器與第一循環(huán)水泵連接，第一循環(huán)水泵分別與板式換熱器、蒸發(fā)器和冷凝器連接，冷熱用戶末端與第二循環(huán)水泵連接，第二循環(huán)水泵分別與板式換熱器、冷凝器和蒸發(fā)器連接，冷凝器和蒸發(fā)器的分別與冷熱用戶末端和地下埋管換熱器連接。本實(shí)用新型解決了單獨(dú)土壤源熱泵系統(tǒng)在冬夏兩季冷熱負(fù)荷不匹配的情況下，以及在冬季采暖期長(zhǎng)期連續(xù)從土壤取熱的情況下，因土壤熱平衡失調(diào)的問題。能夠適用不同氣候條件地區(qū)使用、運(yùn)行成本低。
文檔編號(hào)F25B29/00GK202328899SQ20112043756
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者何麗娟, 吳晅, 楊衛(wèi)波, 王麗芳, 袁春華, 高靖芳 申請(qǐng)人:內(nèi)蒙古科技大學(xué)