耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)及方法，將被動式太空輻射制冷作為地埋管地源熱泵的新型輔助制冷方式，通過廉價的太空輻射制冷有效解決建筑物全年冷熱負(fù)荷不平衡問題，保障地源熱泵系統(tǒng)的高效節(jié)能運行。太空輻射制冷器的出口依次經(jīng)過回流水箱和板式換熱器后與太空輻射制冷器的入口連通；地埋管換熱器的出口經(jīng)過地埋管循環(huán)水泵后始終與熱泵機組換熱器的入口連通；熱泵機組換熱器的出口分別與板式換熱器的入口或地埋管換熱器的入口連通，且在熱泵機組換熱器與板式換熱器入口連通的管路上設(shè)有僅在夜間制冷開啟的閥門II，在熱泵機組換熱器與地埋管換熱器的入口連通的管路上設(shè)有僅在在夜間制冷關(guān)閉的閥門I。
【專利說明】耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種將被動式太空輻射制冷與地埋管地源熱泵耦合的系統(tǒng)及方法，屬于建筑環(huán)境與設(shè)備工程、建筑熱環(huán)境及制冷工程【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，利用可再生的淺層地?zé)崮艿牡卦礋岜眉夹g(shù)在建筑空調(diào)領(lǐng)域得到了迅速發(fā)展。其中的地埋管地源熱泵技術(shù)通過循環(huán)液在封閉的地下埋管中流動，在實現(xiàn)高效換熱的同時保護了寶貴的地下水資源。目前許多國際機構(gòu)及政府均把推廣應(yīng)用地埋管地源熱泵作為節(jié)約能源、減少CO2排放和改善環(huán)境問題的重要手段。地埋管地源熱泵技術(shù)利用大地?zé)崛萘烤薮蠹暗叵峦寥罍囟认鄬Ψ€(wěn)定的特性，通過閉環(huán)式地埋管換熱器夏季向土壤釋放熱量、冬季從土壤吸收熱量，通過熱泵實現(xiàn)對建筑物供冷供熱。
[0003]然而，以節(jié)能環(huán)保著稱的地埋管地源熱泵技術(shù)在推廣應(yīng)用中遇到了建筑物冷熱負(fù)荷平衡性方面的障礙。我國橫跨暖溫帶和亞熱帶，大量建筑物尤其是商用建筑屬于冷負(fù)荷占優(yōu)型建筑物，即其全年冷負(fù)荷之和大于全年熱負(fù)荷之和。在冷負(fù)荷占優(yōu)型建筑物中使用地埋管地源熱泵技術(shù)時，單一的地埋管換熱器作為熱泵系統(tǒng)的冷熱源將使夏季向土壤的排熱量大于冬季從土壤的吸熱量，長期運行后會使多余熱量在地埋管換熱器周圍土壤中積聚，造成土壤溫度的升高，進(jìn)而使熱泵夏季進(jìn)水溫度升高，導(dǎo)致整個系統(tǒng)運行效率降低，甚至使系統(tǒng)失效。解決問題并掃清障礙的關(guān)鍵在于使地埋管換熱器所承擔(dān)的全年冷熱負(fù)荷平衡，使用其他輔助制冷方式來排除建筑物不平衡的冷負(fù)荷。
[0004]現(xiàn)存的地埋管地源熱泵技術(shù)的輔助制冷方式集中于使用冷卻塔向空氣中排除不平衡的建筑物冷負(fù)荷。但在實際運行中，一些建筑物由于所處地段、外觀要求、節(jié)水要求、噪音控制等條件限制不適合使用冷卻塔，要在這些冷負(fù)荷占優(yōu)型建筑物內(nèi)使用節(jié)能環(huán)保的地埋管地源熱泵技術(shù)，必須尋求更合適、更節(jié)能的輔助制冷方式。
[0005]太空夜間輻射制冷現(xiàn)象得益于地表平面與太空(接近于絕對零度)之間的紅外電磁輻射熱交換。地球表面的大氣層對于波長在8?13μπι之間的紅外輻射是接近完全透過的。因此，對于在此波長范圍內(nèi)表面發(fā)射率高的物體，可有效利用夜間太空作為免費冷源以釋放自身熱量。作為一種有效、廉價的被動式自然冷卻方式，太空夜間輻射制冷技術(shù)得到了各界研究者越來越多的關(guān)注，但由于其只能夜間運行、制冷量與建筑物冷負(fù)荷不匹配以及性能受天氣條件影響較大等原因，太空夜間輻射制冷不適合作為主動式制冷系統(tǒng)的穩(wěn)定冷源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，本發(fā)明提出將被動式的太空輻射制冷與主動式的地埋管地源熱泵技術(shù)耦合，將被動式太空輻射制冷作為地埋管地源熱泵系統(tǒng)的新型輔助制冷方式，通過廉價的太空自然冷卻方式有效解決建筑物全年冷熱負(fù)荷不平衡問題，保障地埋管地源熱泵系統(tǒng)的全年高效運行，擴大這種節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用范圍。[0007]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0008]耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)，包括以紅外熱輻射方式釋放熱量的太空輻射制冷器、熱泵機組和埋設(shè)于土壤中的地埋管換熱器，且將太空輻射制冷器耦合于地埋管地源熱泵系統(tǒng)中，系統(tǒng)中冷卻水管路的連接方式:所述的太空輻射制冷器的出口依次經(jīng)過回流水箱和換熱器后與太空輻射制冷器的入口連通；所述的地埋管換熱器的出口經(jīng)過地埋管循環(huán)水泵后始終與熱泵機組換熱器I的入口連通；熱泵機組換熱器I的出口分別與換熱器的入口或地埋管換熱器的入口連通，且在熱泵機組換熱器I與換熱器入口連通的管路上設(shè)有僅在夜間制冷開啟的閥門II，在熱泵機組換熱器I與地埋管換熱器的入口連通的管路上設(shè)有僅在在夜間制冷關(guān)閉的閥門I;同時，熱泵機組換熱器I又通過制冷劑環(huán)路依次與膨脹機構(gòu)1、熱泵機組換熱器I1、壓縮機、和過熱降溫器連通。
[0009]所述的太空輻射制冷器，包括一個金屬框架，在所述的金屬框架上設(shè)有一個或多個輻射制冷器模塊，所述的輻射制冷器模塊為兩張鍍鋅鋼板組成，且兩個鍍鋅鋼板之間形成供冷卻水流動的間隙；所述的兩個鍍鋅鋼板長度方向的兩端分別連通冷卻水分水器和冷卻水集水器，所述的冷卻水分水器與冷卻水入口連通，冷卻水集水器與冷卻水出口連通；寬度方向兩端采用無鉚釘壓鉚加膠粘劑連接。
[0010]所述的熱泵機組換熱器I在供冷工況為冷凝器，供熱工況為蒸發(fā)器；所述的熱泵機組換熱器II供冷工況為蒸發(fā)器，供熱工況為冷凝器。
[0011]在熱泵機組換熱器II，熱泵機組換熱器I連通的管路上還設(shè)有與膨脹結(jié)構(gòu)I并聯(lián)的膨脹機構(gòu)II ;所述的熱泵機組換熱器II連接在用戶側(cè)循環(huán)水管路上，通過制冷劑與用戶側(cè)循環(huán)水的熱量交換實現(xiàn)對空調(diào)房間的冬季供熱和夏季供冷，在用戶側(cè)循環(huán)水管路上設(shè)有冷凍水循環(huán)水泵、溫度傳感器、流量傳感器。
[0012]所述的換熱器與地埋管換熱器的入口連通管路上串聯(lián)有溫度傳感器。
[0013]所述的地埋管換熱器的出口與熱泵機組換熱器I的入口連接管路上串聯(lián)有地埋管循環(huán)水泵、溫度傳感器。
[0014]熱泵機組換熱器I的出口與地埋管換熱器的入口連通，在其連通的管路上設(shè)有控制閥I。作為輔助制冷源，所述的熱泵機組換熱器I的出口還通過旁通管路及控制閥II與板式換熱器的入口連接。
[0015]熱泵機組換熱器1、熱泵機組換熱器II的入口、出口依次連通，在其連通的管路上設(shè)有膨脹結(jié)構(gòu)、壓縮機、過熱降溫器。
[0016]所述的過熱降溫器與生活熱水箱連通；
[0017]所述的耦合太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)的控制方法如下:
[0018]冬季供熱工況時，太空輻射制冷器不工作，閥門I開啟，閥門II關(guān)閉；熱泵機組壓縮機出口的高溫高壓制冷劑首先在過熱降溫器中向生活熱水放熱，然后進(jìn)入熱泵機組換熱器II (冷凝器)通過熱媒水向建筑物內(nèi)空調(diào)空間供熱，經(jīng)膨脹機構(gòu)II后進(jìn)入熱泵機組換熱器I (蒸發(fā)器)通過地埋管換熱器中的循環(huán)水從土壤吸收熱量。
[0019]夏季供冷工況白天運行時，太空輻射制冷器不工作，此時閥門I開啟，閥門II關(guān)閉；熱泵機組壓縮機出口的高溫高壓制冷劑首先在過熱降溫器中向生活熱水放熱，然后進(jìn)入熱泵機組換熱器I (冷凝器)通過地埋管換熱器中的循環(huán)水向土壤釋放熱量，隨后經(jīng)膨脹機I后進(jìn)入熱泵機組換熱器II (蒸發(fā)器)通過冷凍水向建筑物內(nèi)空調(diào)房間供冷；夜間運行太空輻射制冷器時，太空輻射制冷器工作，閥門I關(guān)閉，閥門II開啟，太空輻射制冷循環(huán)水泵開啟，使冷卻水流經(jīng)安裝于屋頂?shù)奶蛰椛渲评淦?，通過輻射換熱向太空釋放不平衡部分建筑冷負(fù)荷。
[0020]如整個系統(tǒng)是夜間持續(xù)供冷的連續(xù)運行條件時，由熱泵機組冷凝器I流出的高溫冷卻水先經(jīng)由換熱器通過太空輻射制冷器帶走部分熱量后流入地埋管換熱器繼續(xù)向土壤放熱。如整個系統(tǒng)是夜間停止供冷的間歇運行條件時，僅地埋管循環(huán)水泵和輻射制冷器循環(huán)水泵聯(lián)合運行，將土壤中積聚的熱量通過太空輻射制冷器排除。白天日出后停止運行太空輻射制冷器，開啟閥門I，關(guān)閉閥門II，關(guān)閉太空輻射制冷循環(huán)水泵，使太空輻射制冷器中的冷卻水在重力作用下流至回流水箱。
[0021]在白天停止運行期間，太空輻射散熱器內(nèi)部是無水狀態(tài)以減小散熱器的熱容量，增加散熱器夜間的有效散熱量。
[0022]本發(fā)明的有益效果如下:
[0023]太空輻射制冷器的性能隨其內(nèi)部冷卻水流速的增大而升高，但流速過大又會增加循環(huán)水泵的能耗，因此存在太空輻射制冷器的冷卻水經(jīng)濟流速。經(jīng)模擬比較，一般工況下此經(jīng)濟流速為0.5kg/s左右。另一方面，太空輻射制冷器的性能取決于云層厚度、云層高度、露點溫度等天氣條件。為實現(xiàn)高效運行，應(yīng)盡可能地在晴朗少云且露點溫度低的夜間開啟太空輻射制冷器。如果夏季供冷期內(nèi)由于天氣條件等限制未能通過太空輻射散熱器完全將不平衡冷負(fù)荷排除，也可以在冬季供熱期過后的春季夜晚開啟地埋管循環(huán)水泵和輻射制冷器循環(huán)水泵，通過其聯(lián)合運行，在較好天氣條件下將土壤中積聚的多余熱量有效排至太空。
[0024]此外，采用耦合被動式太空輻射制冷后，地埋管地源熱泵技術(shù)可以依據(jù)冷負(fù)荷占優(yōu)型建筑物的較小的熱負(fù)荷設(shè)計地埋管換熱器，減小了地埋管換熱器的埋管總長度，降低了系統(tǒng)的初投資和埋管占地面積。根據(jù)國內(nèi)外詳盡調(diào)研，耦合被動式太空輻射制冷與主動式地埋管地源熱泵的技術(shù)尚未被提及。
[0025]將被動式太空輻射制冷與地埋管地源熱泵耦合首先需要設(shè)計出在地源熱泵冷卻水溫度范圍內(nèi)具有高輻射制冷性能和低成本的太空輻射制冷器。其次地埋管換熱器和太空輻射制冷器兩種散熱方式實現(xiàn)散熱的原理不同，能耗效率不同，且性能取決于不同的環(huán)境參數(shù)。要將太空輻射制冷器與地埋管換熱器耦合為一個全生命周期內(nèi)節(jié)能高效的系統(tǒng)，亟需優(yōu)化設(shè)計和運行的技術(shù)來實現(xiàn)地埋管換熱器和太空輻射制冷器之間合理的容量匹配及運行控制。因此，本發(fā)明技術(shù)主要包含太空輻射散熱器的設(shè)計、輻射制冷量的計算方法、耦合被動式太空輻射散熱器的地源熱泵系統(tǒng)的設(shè)計及運行方案。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1太空輻射制冷器構(gòu)造圖；
[0027]圖2為圖1的B-B視圖；
[0028]圖3為圖1的A-A視圖；
[0029]圖4太空輻射制冷器模擬計算流程圖；
[0030]圖5耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)原理圖；
[0031]圖中:1-1冷卻水分水器，1-2冷卻水集水器，1-3保溫材料，1-4金屬框架，1-5鍍鋅鋼板，1-6凹陷點，1-7冷卻水入口，1-8冷卻水出口，I太空輻射制冷器，2回流水箱，3太空輻射制冷循環(huán)水泵，4換熱器，5閥門1，5’閥門II，6地埋管換熱器，7地埋管循環(huán)水泵，8熱泵機組換熱器1，9膨脹機構(gòu)1，9’膨脹機構(gòu)II，10熱泵機組換熱器II，11用戶側(cè)循環(huán)水泵，12壓縮機，13過熱降溫器，14生活熱水箱，15建筑地面，16生活用熱水設(shè)備，17空調(diào)房間，18建筑屋頂，19溫度傳感器，20流量傳感器。
【具體實施方式】
[0032]根據(jù)傳熱分析結(jié)果，在熱泵機組冷卻水溫度范圍內(nèi)工作的太空輻射制冷器需要盡可能地加強材料發(fā)射率，并且盡量增大冷卻水與外界的相對換熱面積以實現(xiàn)較高的制冷性能。與結(jié)構(gòu)復(fù)雜的輻射制冷裝置相比，簡單的平板結(jié)構(gòu)具有相當(dāng)?shù)妮椛渲评淠芰?，且更易加工、安裝和維護，具有更高的性價比。因此，本發(fā)明公開了一種構(gòu)造簡單的輻射制冷器模塊，如圖1-3所示，工程中可選用一個或多個制冷器模塊承擔(dān)實際所需輻射制冷量，包括一個金屬框架1-4，在所述的金屬框架1-4上至少設(shè)有一個輻射制冷器模塊，輻射制冷器模塊包括為兩個鍍鋅鋼板1-5，且兩個鍍鋅鋼板1-5之間形成供冷卻水流動的間隙；所述的兩個鍍鋅鋼板1-5長度方向的兩端分別連通冷卻水分水器1-1和冷卻水集水器1-2，所述的冷卻水分水器1-1與冷卻水入口 1-7連通，冷卻水集水器1-2與冷卻水出口 1-8連通；寬度方向兩端采用無鉚釘壓鉚加膠粘劑連接。在鍍鋅鋼板與金屬框架平行的面之間設(shè)有保溫材料1_3 ο
[0033]由于鍍鋅鋼板價廉易得，導(dǎo)熱系數(shù)大，且在紅外輻射波段有較高發(fā)射率，因此本發(fā)明中的輻 射制冷器模塊選用厚度為1mm的鍍鋅鋼板制作。為了增大冷卻水的相對散熱面積，本發(fā)明使冷卻水在間距為5mm的兩張鍍鋅鋼板形成的空隙間流動。鋼板長度方向兩端通過外徑為40_的分集水器與冷卻水管路連接，寬度方向兩端采用無鉚釘壓鉚加膠粘劑連接。如圖1所示，鍍鋅鋼板上分布一些凹陷點1-6通過加強流動擾動來強化冷卻水與鋼板間的傳熱。
[0034]為了進(jìn)一步增強夜間的太空輻射制冷及減少白天的太陽輻射得熱，本發(fā)明考慮經(jīng)濟性后在上層鍍鋅鋼板外涂白色二氧化鈦(8~13 μ m的紅外發(fā)射率ε ^ 0.94)。
[0035]為了適應(yīng)不同的輻射制冷量和安裝條件，每個輻射制冷器模塊長度可在I~3m之間調(diào)整，寬度可在0.5~2m之間調(diào)整。各輻射制冷器模塊之間采用鍍鋅鋼管并聯(lián)連接，根據(jù)水力計算確定鍍鋅鋼管管徑。
[0036]根據(jù)輻射換熱空間熱阻的特性,輻射表面與太空平行時的空間熱阻最小,輻射換熱性能最佳。因此，太空輻射制冷器的最佳安裝方式是平鋪于建筑物屋頂上。
[0037]另一方面，太空輻射制冷器的性能取決于云層厚度、云層高度、露點溫度等天氣條件。為實現(xiàn)高效運行，應(yīng)盡可能地在晴朗少云且露點溫度低的夜間開啟太空輻射制冷器。如果夏季供冷期內(nèi)由于天氣條件等限制未能通過太空輻射散熱器完全將不平衡冷負(fù)荷排除，也可以在冬季供熱期過后的春季夜晚開啟地埋管循環(huán)水泵和輻射制冷器循環(huán)水泵，通過其聯(lián)合運行，在較好天氣條件下將土壤中積聚的多余熱量有效排至太空。
[0038]太空輻射制冷器的解析解傳熱模型的設(shè)計方法如下:
[0039]太空輻射制冷器在運行時，冷卻水由入口流入，在鍍鋅鋼板夾層間流動并主要通過制冷器與太空間的輻射換熱釋放出多余熱量，降低自身溫度后流出。根據(jù)傳熱特性分析，太空輻射制冷器適合在晴朗或少云的夜間條件下運行。[0040]綜合考慮計算模型的準(zhǔn)確性和實用性后，本發(fā)明在以下幾點假設(shè)的基礎(chǔ)上建立了解析解傳熱模型以模擬太空輻射制冷器在不同工況下的運行參數(shù):
[0041](I)由于穩(wěn)定運行后溫度場變化相對緩慢，太空輻射制冷器的傳熱可視為穩(wěn)態(tài)過程。
[0042](2)由于保溫層的存在，可認(rèn)為熱輻射和少量的熱對流只發(fā)生在太空輻射制冷器的上表面，忽略其他部位傳熱。
[0043](3)太空輻射制冷器內(nèi)部的冷卻水通道厚度很小，冷卻水和熱量可認(rèn)為只沿著水流方向一維傳播。
[0044](4)涂了二氧化鈦涂層的太空輻射制冷器上表面可視為紅外發(fā)射率為0.94的灰體。
[0045](5)由于鍍鋅鋼板的熱擴散系數(shù)大，太空輻射制冷器的上表面可視為等溫表面。[0046]基于上述假設(shè)條件，根據(jù)傳熱基本理論可推導(dǎo)出冷卻水向太空輻射制冷器上表面的傳熱量、太空輻射制冷器上表面與周圍空氣的對流散熱量、太空輻射制冷器上表面與太空間的輻射散熱量的傳熱表達(dá)式。根據(jù)太空輻射制冷器的熱量平衡將各傳熱表達(dá)式聯(lián)立，可得到太空輻射制冷器的制冷量及冷卻水出口水溫的解析解。此解析解傳熱模型可用于太空輻射制冷器的模擬和設(shè)計計算，其迭代法計算流程如圖4所示，具體包括以下步驟:
[0047]步驟(1)開始；
[0048]步驟(2)獲取室外氣象數(shù)據(jù)，包括空氣溫度Ta、空氣相對濕度RH、大氣壓力P、風(fēng)速Ua、太空紅外輻射強度Ris，使用插值法計算出空氣的導(dǎo)熱系數(shù)匕、運動粘度Va和普朗特數(shù)Pra,并根據(jù)斯蒂芬-玻爾茨曼定律計算出太空等效溫度Ts，
[0049]7；=?^1式中σ =5.67Χ 10_8W/(m2.K4)為斯蒂芬_玻爾茨曼常量；
KO-J
[0050]步驟(3)獲取太空輻射制冷器的結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括太空輻射制冷器的長度L和寬度W，所采用鍍鋅鋼板的厚度δ和導(dǎo)熱系數(shù)ks，以及鍍鋅鋼板外側(cè)二氧化鈦涂層的紅外發(fā)射率
ε ;
[0051]步驟(4)獲取太空輻射制冷器的冷卻水流量m ；
[0052]步驟(5)根據(jù)連續(xù)性方程計算太空輻射制冷器內(nèi)的冷卻水流速Uf，
[0053]uf = m/ (L.W)；
[0054]步驟(6)獲取太空輻射制冷器的冷卻水入口水溫Tfi ；
[0055]步驟(7)假設(shè)太空輻射制冷器的冷卻水出口水溫為TfM ；
[0056]步驟(8)設(shè)置迭代次數(shù)IT=O ；
[0057]步驟(9)計算太空輻射制冷器內(nèi)冷卻水平均溫度Tm，
[0058]Tffl=0.5*(Tfi+Tfoa)；
[0059]步驟(10)使用插值法計算水溫Tni對應(yīng)的冷卻水的物理性質(zhì)，包括冷卻水的比熱容cp、導(dǎo)熱系數(shù)kf、運動粘度vf和普朗特數(shù)Prf;
[0060]步驟(11)計算太空輻射制冷器上層鍍鋅鋼板外壁面與周圍空氣間的對流換熱系數(shù)hi ；
【權(quán)利要求】
1.耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:包括以紅外熱輻射方式釋放熱量的太空輻射制冷器、熱泵機組和埋設(shè)于土壤中的地埋管換熱器，且將太空輻射制冷器耦合于地埋管地源熱泵系統(tǒng)中，系統(tǒng)中冷卻水管路的連接方式:所述的太空輻射制冷器的出口依次經(jīng)過回流水箱、換熱器后與太空輻射制冷器的入口連通；所述的地埋管換熱器的出口經(jīng)過地埋管循環(huán)水泵后始終與熱泵機組換熱器I的入口連通；熱泵機組換熱器I的出口分別與換熱器的入口或地埋管換熱器的入口連通，且在熱泵機組換熱器I與換熱器入口連通的管路上設(shè)有僅在夜間制冷開啟的閥門II，在熱泵機組換熱器I與地埋管換熱器的入口連通的管路上設(shè)有僅在在夜間制冷關(guān)閉的閥門I;同時，熱泵機組換熱器I又通過制冷劑環(huán)路依次與膨脹機構(gòu)1、熱泵機組換熱器I1、壓縮機、和過熱降溫器連通。
2.如權(quán)利要求1所述的耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的太空輻射制冷器包括一個框架，在所述的框架上設(shè)有一個或多個輻射制冷器模塊，所述的輻射制冷器模塊包括兩個用于導(dǎo)熱的金屬板；且兩個金屬板之間形成供冷卻水流動的間隙；所述的兩個金屬板長度方向的兩端分別連通冷卻水分水器和冷卻水集水器，金屬板寬度方向兩端直接連接；且所述的冷卻水分水器與冷卻水入口連通，冷卻水集水器與冷卻水出口連通。
3.如權(quán)利要求2所述的耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的金屬板為鍍鋅鋼板，在所述的鍍鋅鋼板上設(shè)有規(guī)則分布的點狀凹陷；在鍍鋅鋼板與金屬框架平行的面之間設(shè)有保溫材料。
4.如權(quán)利要求2所述的耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的輻射制冷器模 塊為多塊時，輻射制冷器模塊之間采用鍍鋅鋼管并聯(lián)連接。
5.如權(quán)利要求1所述的耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的熱泵機組換熱器I在供冷工況時為冷凝器，供熱工況時為蒸發(fā)器；所述的熱泵機組換熱器II供冷工況時為蒸發(fā)器，供熱工況時為冷凝器。
6.如權(quán)利要求1所述的耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:在熱泵機組換熱器II，熱泵機組換熱器I連通的管路上還設(shè)有與膨脹結(jié)構(gòu)I并聯(lián)的膨脹機構(gòu)II ;所述的熱泵機組換熱器II連接在用戶側(cè)循環(huán)水管路上，通過制冷劑與用戶側(cè)循環(huán)水的熱量交換實現(xiàn)對空調(diào)房間的冬季供熱和夏季供冷，在用戶側(cè)循環(huán)水管路上設(shè)有冷凍水循環(huán)水泵、溫度傳感器、流量傳感器。
7.如權(quán)利要求1所述的耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的太空輻射制冷器的出口與換熱器的連通管道上串聯(lián)循環(huán)水泵、溫度傳感器；所述的換熱器與地埋管換熱器的入口連通管路上串聯(lián)有溫度傳感器；所述的地埋管換熱器的出口與熱泵機組換熱器I的入口連接管路上串聯(lián)有地埋管循環(huán)水泵、溫度傳感器。
8.如權(quán)利要求1所述的耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)，其特征在于:所述的熱泵機組換熱器I的出口與換熱器的入口連接管道上串聯(lián)有溫度傳感器、流量傳感器、控制閥II;且熱泵機組換熱器I的出口與地埋管換熱器的入口連通，在其連通的管路上設(shè)有控制閥I。
9.如權(quán)利要求f8任一所述的耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)的控制方法，其特征在于: 冬季供熱工況時，太空輻射制冷器不工作，閥門I開啟，閥門II關(guān)閉；熱泵機組壓縮機出口的高溫高壓制冷劑首先在過熱降溫器中向生活熱水放熱，然后進(jìn)入作為冷凝器的熱泵機組換熱器II，通過熱媒水向建筑物內(nèi)空調(diào)空間供熱，經(jīng)膨脹機構(gòu)II后進(jìn)入作為蒸發(fā)器的熱泵機組換熱器I，通過地埋管換熱器中的循環(huán)水從土壤吸收熱量； 夏季供冷工況白天運行時，太空輻射制冷器不工作，此時閥門I開啟，閥門II關(guān)閉；熱泵機組壓縮機出口的高溫高壓制冷劑首先在過熱降溫器中向生活熱水放熱，然后進(jìn)入作為冷凝器的熱泵機組換熱器I通過地埋管換熱器中的循環(huán)水向土壤釋放熱量，隨后經(jīng)膨脹機構(gòu)I后進(jìn)入作為蒸發(fā)器的熱泵機組換熱器II通過冷凍水向建筑物內(nèi)空調(diào)房間供冷；夜間運行太空輻射制冷器時，太空輻射制冷器工作，閥門I關(guān)閉，閥門II開啟，太空輻射制冷循環(huán)水泵開啟，使冷卻水流經(jīng)安裝于屋頂?shù)奶蛰椛渲评淦?，通過輻射換熱向太空釋放不平衡部分建筑冷負(fù)荷；白天日出后停止運行太空輻射制冷器，開啟閥門I，關(guān)閉閥門II，關(guān)閉太空輻射制冷循環(huán)水泵，使太空輻射制冷器中的冷卻水在重力作用下流至回流水箱。
10.如權(quán)利要求9所述的耦合被動式太空輻射制冷的地埋管地源熱泵系統(tǒng)的控制方法，其特征在于: 夏季供冷時，若整個系統(tǒng)是夜間持續(xù)供冷的連續(xù)運行條件時，由熱泵機組冷凝器I流出的高溫冷卻水先經(jīng)由換熱器通過太空輻射制冷器帶走部分熱量后流入地埋管換熱器繼續(xù)向土壤放熱； 若整個系統(tǒng)是夜間停止供冷的間歇運行條件時，僅地埋管循環(huán)水泵和輻射制冷器循環(huán)水泵聯(lián)合運行，將土壤中積聚的熱量通過太空輻射制冷器排除。
【文檔編號】F25B27/00GK103925735SQ201410123527
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】滿意, 楊文斐, 張珊珊, 方肇洪 申請人:山東中瑞新能源科技有限公司