CN211041248U - 一种土壤源热泵与水流景观复合式热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种土壤源热泵与水流景观复合式热泵系统，复合式热泵系统包括土壤源热泵机组、室外埋管换热器和土壤源泵依次通过管路相连接构成土壤源侧回路；土壤源热泵机组、室内末端和空调泵依次通过管路相连接构成末端侧回路，土壤源侧回路和末端侧回路相对独立设置，水流景观补热系统通过管路与土壤源热泵机组并联在末端侧回路上；土壤源侧回路和末端侧回路分别通过管路与定压补水系统相连接。本实用新型将水流景观补热系统作为非供暖运行时土壤源热泵系统的热补充，水流景观补热系统将热能储存到室外埋管岩土体中，达到了室外埋管换热系统补热的目的，保证了整个土壤源热泵系统的正常、安全、高效运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及建筑供暖系统，尤其涉及一种土壤源热泵与水流景观复合式热泵系统。
背景技术
随着国家清洁能源的应用推广，在长江以北地区，越来越多的单供暖建筑选择土壤源热泵系统进行冬季供暖。
土壤源热泵系统是一种利用地下浅层地温资源的既可供热又可制冷的高效节能空调系统。土壤源分别在冬季作为热泵供暖的热源和夏季空调的冷源，即在冬季把地能中的热量“取”出来，通过热泵提高温位后，供给室内采暖；夏季则把室内的热量整合后通过热泵释放到地层土壤体中去。地下土壤体作为一个较大的能量储存体，冬季从土壤中提取出来，夏季时又将能量储存在土壤体中，循环利用，可谓取之不尽、用之不歇。
土壤源热泵系统优点不言而喻，但针对单体单供暖项目，没有夏季对地层岩土体的热储蓄，长期运行易使室外埋管岩土体形成冷堆积，影响土壤源热泵系统的能效比，甚者影响整个系统的正常运行。
实用新型内容
与现有技术相比，本实用新型提供了一种土壤源热泵与水流景观复合式热泵系统，以解决现有技术问题中的至少一种技术问题。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种土壤源热泵与水流景观复合式热泵系统，复合式热泵系统包括地热源泵机组、室内末端、室外埋管换热器、土壤源泵、空调泵、水流景观补热系统和定压补水系统，土壤源热泵机组、室外埋管换热器和土壤源泵依次通过管路相连接构成土壤源侧回路；土壤源热泵机组、室内末端和空调泵依次通过管路相连接构成末端侧回路，土壤源侧回路和末端侧回路相对独立设置，水流景观补热系统通过管路与土壤源热泵机组并联在土壤源侧回路上；土壤源侧回路和末端侧回路分别通过管路与定压补水系统相连接。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进：
优选的，地热源泵机组包括冷凝器和蒸发器，冷凝器自输出端至输入端的连接管路上依次设有室内末端和空调泵，蒸发器自输出端至输入端的连接管路上依次设有土壤源泵和室外埋管换热器。
优选的，水流景观补热系统包括景观储水池和设于所述景观储水池内的水隔补热管道，水隔补热管道的输出管路设置在土壤源泵与蒸发器的连接管路上，水隔补热管道的输入管路设置在室外埋管换热器与蒸发器的连接管路上，所述水流景观补热系统、室外埋管换热器和土壤源泵通过管路连接构成土壤源侧补热回路。
优选的，定压补水系统包括水箱和与水箱通过管路相连接的软水装置，水箱分别通过设有补水泵的管路与土壤源侧回路和末端侧回路相连接。
优选的，室内末端与空调泵的连接管路上设有末端侧定压泵，室外埋管换热器与土壤源泵的连接管路上设有土壤源侧定压泵，末端定压装置和土壤源侧定压泵分别通过管路并联后与水箱相连接。
综上所述，本实用新型是一种新的复合式热泵系统，既当供暖建筑群内设计有水流景观补热系统时，采用土壤源热泵与水流景观补热系统相结合的单供暖系统，将水流景观补热系统作为非供暖运行时土壤源热泵室外埋管换热器的热补充。在设计在土壤源热泵系统中，将室外地埋部分和水流景观补热系统相连接，在春秋季较暖时间和夏季，水流景观补热系统中的水温经过较高环境温度、太阳光照射等方式得到提升，通过将室外埋管换热器内水流通过水泵，输送到水流景观补热系统中，通过较高环境温度、太阳光照射等提升水流景观补热系统中的水温，室外埋管换热器中的低温水经补热管路在循环泵的驱动下输送至水流景观补热系统储水区，与水流景观补热系统中高温水进行热传递，使得管路内水温升高，从而将热能储存到室外埋管岩土体中，达到了室外埋管换热系统补热的目的，保证了整个土壤源热泵系统的正常、安全、高效运行。
附图说明
图1为本实用新型工作原理示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、土壤源热泵机组；1-1、蒸发器；1-2、冷凝器；2、空调泵；3、土壤源泵；4、软水装置；5、水箱；6、末端侧定压泵；7、土壤源侧定压泵；8、室外埋管换热器；9、水流景观补热系统；10、室内末端。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
如图1所示，本实用新型涉及一种土壤源热泵与水流景观复合式热泵系统，复合式热泵系统包括土壤源热泵机组1、室内末端10、室外埋管换热器8、土壤源泵3、空调泵2、水流景观补热系统9和定压补水系统，土壤源热泵机组1、室外埋管换热器8和土壤源泵3依次通过管路相连接构成土壤源侧回路；土壤源热泵机组1、室内末端和空调泵2依次通过管路相连接构成末端侧回路，土壤源侧回路和末端侧回路相对独立设置，水流景观补热系统9通过管路与土壤源热泵机组1并联在土壤源侧回路上；土壤源侧回路和末端侧回路分别通过管路与定压补水系统相连接。
本实用新型是一种新的复合式热泵系统，既当供暖建筑群内设计有水流景观补热系统时，采用土壤源热泵与水流景观补热系统相结合的单供暖系统，将水流景观补热系统作为非供暖运行时土壤源热泵室外埋管换热器的热补充。在设计在土壤源热泵系统中，水流景观补热系统中的水温经过较高环境温度、太阳光照射等方式得到提升，通过将室外地埋部分和水流景观补热系统相连接，在春秋季较暖时间和夏季，将室外埋管换热器内水流通过水泵，输送到水流景观补热系统中，通过较高环境温度、太阳光照射等提升水流景观补热系统中的水温，室外埋管换热器中的低温水经补热管路在循环泵的驱动下输送至水流景观补热系统储水区，与水流景观补热系统中高温水进行热传递，使得管路内水温升高，从而将热能储存到室外埋管岩土体中，达到了室外埋管换热系统补热的目的，保证了整个土壤源热泵系统的正常、安全、高效运行。
在一些实施例中，本实用新型涉及一种土壤源热泵与水流景观复合式热泵系统，复合式热泵系统包括土壤源热泵机组1、室内末端10、室外埋管换热器8、土壤源泵3、空调泵2、水流景观补热系统9和定压补水系统，土壤源热泵机组1、室外埋管换热器8和土壤源泵3依次通过管路相连接构成土壤源侧回路；土壤源热泵机组1、室内末端和空调泵2依次通过管路相连接构成末端侧回路，土壤源侧回路和末端侧回路相对独立设置，水流景观补热系统9通过管路与土壤源热泵机组1并联在土壤源侧回路上。
具体的，土壤源热泵机组1包括冷凝器1-2和蒸发器1-1，水流景观补热系统9包括景观储水池(未在图中标出)和设于景观储水池内的水隔补热管道(未在图中标出)，水隔补热管道的输出管路设置在土壤源泵3与蒸发器1-1的连接管路上，水隔补热管道的输入管路设置在室外埋管换热器8与蒸发器1-1的连接管路上，水流景观内补热系统9的水温来源于太阳能或环境温度，如太阳光照射，环境温度提升均可较快提升景观储水池内水温。水隔补热管道位于景观储水池内，进行热传递可以有效防止土壤源热泵系统内水质被水流景观水污染(水流景观水与外界接触，可能会还有杂质，更甚者可能携带垃圾)；定压补水装置包括水箱5和与水箱5通过管路相连接的软水装置4，水箱分别通过设有补水泵的管路与土壤源侧回路和末端侧回路相连接。水流景观补热系统9的输出管路和输入管路上均设有阀门，水流景观补热系统9、室外埋管换热器和土壤源泵通过管路连接构成土壤源侧补热回路；土壤源侧回路和末端侧回路分别通过管路与水箱5相连接。冷凝器1-2的输出端和输入端均设有安装有阀门的管路(阀门未在图中标出)，冷凝器1-2自输出端至输入端的连接管路上依次设有室内末端10和空调泵2，蒸发器1-1的输出端和输入端均设有安装有阀门的管路，蒸发器1-1自输出端至输入端的连接管路上依次设有土壤源泵3和室外埋管换热器8。本复合式热泵系统冬季通过打开土壤源热泵机组1的阀门(水流景观补热系统9的阀门处于关闭状态)，使得土壤源热泵机组1中的蒸发器1-1、室外埋管换热器8和土壤源泵3及相应管路组合成一个土壤源侧回路，土壤源热泵机组1中的冷凝器1-2、室内末端10和空调泵2及相应管路组合成一个末端侧回路，土壤源泵3将室外埋管换热器8从地能中“取”得热量由水做载体输送到土壤源热泵机组1中的蒸发器1-1，通过土壤源热泵机组1中的能量提取与交换，再加上土壤源热泵机组1本身工作由电能转化的热能，一起转化为高温热能，在空调泵2驱动下输送至室内末端10达到供暖效果；春夏秋三季，环境温度回暖，水流景观补热系统9中水受环境温度和阳光照射等影响温度升高，室外埋管换热器8的水温和水流景观补热系统9中水温度形成10℃左右的温差(室外埋管换热器8的水温低于水流景观补热系统9中水温)，开启土壤源泵3使得室外埋管换热器8的“冷水”在土壤源泵3的驱动下输送至水流景观补热系统9中，使“冷水”中的冷量释放到水流景观补热系统9中的水里，“冷水”的水温升高，在土壤源泵3的作用下回至室外埋管换热器8，进行热能补充，如此循环，直至将室外埋管换热器8处地能补充完成。
在一个或多个实施例中，本实用新型涉及一种土壤源热泵与水流景观补热系统复合式热泵系统，复合式热泵系统包括土壤源热泵机组1、室内末端10、室外埋管换热器8、土壤源泵3、空调泵2、水流景观补热系统9和定压补水系统，土壤源热泵机组1、室外埋管换热器8和土壤源泵3依次通过管路相连接构成土壤源侧回路；土壤源热泵机组1、室内末端和空调泵2依次通过管路相连接构成末端侧回路，土壤源侧回路和末端侧回路相对独立设置，水流景观补热系统9通过管路与土壤源热泵机组1并联在土壤源侧回路上。
具体的，土壤源热泵机组1包括冷凝器1-2和蒸发器1-1，水流景观补热系统9的输出管路设置在土壤源泵3与蒸发器1-1的连接管路上，水流景观补热系统9的输入管路设置在室外埋管换热器8与蒸发器1-1的连接管路上；定压补水装置包括水箱5和与水箱5通过管路相连接的软水装置4，水箱5分别通过设有补水泵的管路与土壤源侧回路和末端侧回路相连接。室内末端10与空调泵2的连接管路上设有末端侧定压泵6，室外埋管换热器8与土壤源泵3的连接管路上设有土壤源侧定压泵7，末端定压泵6和土壤源侧定压泵7分别通过管路并联后与水箱5相连接。水箱5与自来水补水管道之间设有软水装置。
在至少一个实施例中，某小区城郊小区项目，由住宅楼和小区旱地喷泉、壁泉两部分组成。由于该项目处于城郊，夏季用冷意向小，属于单供暖模式。因此本系统采用了土壤源热泵和旱地喷泉、壁泉两处水流景观补热系统为小区提供供暖需求。以室外埋管换热能力设计土壤源热泵机房设备，后以建筑冬季热负荷为需旱地喷泉、壁泉两处水流景观补热系统换的热负荷，采用本供暖方式的主要原因是小区业主制冷需求小，若制冷供暖模式则会使室外埋管换热器系统冷堆积，同时根据建筑整体设计的特点，水流景观补热系统补热系统给室外埋管换热器系统补热，解决了室外埋管系统的冷热不平衡的问题，最大限度的发挥了土壤源热泵系统的节能、高效、环保特点。
综上所述，本复合式热泵系统主要由土壤源热泵机组1通过土壤源泵3和室外埋管换热器8将土壤中的能量提取出来，作为热泵供暖的热源，即在冬季把地能中的热量“取”出来，通过土壤源热泵机组提高温位后，通过空调泵2输送给室内采暖。当春夏秋三季，温度回暖时，水流景观补热系统9中水受环境温度和阳光照射等影响温度升高，室外埋管换热器8的水温低于水流景观补热系统9中水温超过10℃时，开启地源泵3，使得室外埋管换热器8的“冷水”在地源泵3的驱动下输送经过水流景观补热系统9，冬季寄存在地能中的冷释放到水流景观补热系统9，将水流景观补热系统9中水热量补充到室外埋管岩土体中，从而给岩土体进行补热存储，作为第二年土壤源热泵系统供热的热源，周而复始，保证系统的安全、节能、正常运行。本供暖系统冬季末端侧出水温度为40℃～45℃。
本实用新型解决了单供暖模式下土壤源热泵系统的土壤冷热平衡问题，将土壤源热泵和景观相结合，节能环保，为利用土壤源热泵系统单供暖提供了新的思路，取代了以往燃煤、燃气供暖带来的环境污染等问题，使得单供暖楼体更加节能、环保，使得单体单供暖系统更加实用、可行。
本系统补热时室外埋管换热器8中的水即为水流景观补热系统9中水隔补热管的水，水只作为载体，不用再添加水处理设备，除使美化建筑群环境外，还间接使用了环保的太阳能进行地能补热，一举多得。
土壤源热泵系统与水流景观复合式热泵系统的冷热平衡需要精准计算设计，因此，我们设计通过热泵机组上的显示屏观察出室外埋管换热器和水流景观补热系统内水温度的变化，当有春夏秋三季环境温度回暖，室外埋管换热器的水温低于水流景观补热系统中水温10℃以上时，即开启土壤源侧水泵，进行热补充，直至土壤冷热达到平衡。通过合理设计、合理使用可最大限度的降低系统的冷堆积，充分发挥土壤源热泵系统与水流景观复合式热泵系统的安全、节能、高效、环保、可靠性。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种土壤源热泵与水流景观复合式热泵系统，其特征在于，所述复合式热泵系统包括地热源泵机组、室内末端、室外埋管换热器、土壤源泵、空调泵、水流景观补热系统和定压补水系统，所述土壤源热泵机组、室外埋管换热器和土壤源泵依次通过管路相连接构成土壤源侧回路；所述土壤源热泵机组、室内末端和空调泵依次通过管路相连接构成末端侧回路，所述土壤源侧回路和末端侧回路相对独立设置，所述水流景观补热系统通过管路与土壤源热泵机组并联在土壤源侧回路上；所述土壤源侧回路和末端侧回路分别通过管路与定压补水系统相连接。
2.根据权利要求1所述一种土壤源热泵与水流景观复合式热泵系统，其特征在于，所述地热源泵机组包括冷凝器和蒸发器，所述冷凝器自输出端至输入端的连接管路上依次设有室内末端和空调泵，所述蒸发器自输出端至输入端的连接管路上依次设有土壤源泵和室外埋管换热器。
3.根据权利要求2所述一种土壤源热泵与水流景观复合式热泵系统，其特征在于，所述水流景观补热系统包括景观储水池和设于所述景观储水池内的水隔补热管道，所述水隔补热管道的输出管路设置在土壤源泵与蒸发器的连接管路上，所述水隔补热管道的输入管路设置在室外埋管换热器与蒸发器的连接管路上，所述水流景观补热系统、室外埋管换热器和土壤源泵通过管路连接构成土壤源侧补热回路。
4.根据权利要求1所述一种土壤源热泵与水流景观复合式热泵系统，其特征在于，所述定压补水系统包括水箱和与所述水箱通过管路相连接的软水装置，所述水箱分别通过设有补水泵的管路与土壤源侧回路和末端侧回路相连接。
5.根据权利要求4所述一种土壤源热泵与水流景观复合式热泵系统，其特征在于，所述室内末端与空调泵的连接管路上设有末端侧定压泵，所述室外埋管换热器与土壤源泵的连接管路上设有土壤源侧定压泵，所述末端定压泵和土壤源侧定压泵分别通过管路并联后与水箱相连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200717 |
|
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