[实用新型]一种利用采暖末端免费供冷的地源热泵采暖系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种地源热泵采暖系统，属于供热空调技术领域。

背景技术

我国建筑采暖能耗巨大，在占社会总能耗22%~25%的建筑能耗中，约有40%用于建筑采暖。其中，北方城镇地区采用热网集中供热或小区集中供热的能耗约占建筑采暖总能耗的60%。随着建筑面积的快速增加，采暖需求也会大幅度增长。因此，采暖节能是我国建筑节能的重中之重。

北方城镇采暖主要为基于化石燃料燃烧的集中采暖方式，不仅能效低而且污染大。燃煤锅炉的平均效率仅为65%，即使是对于效率在90%以上的燃气锅炉，采暖的一次能源效率也是低于100%的。近年来，地源热泵系统得到了非常广泛的应用，因其被看作是一种可再生能源利用技术。但是，地源热泵系统存在冬季取热和夏季排热的不平衡，长年运行会导致土壤温度的逐年下降；对于仅供热的地源热泵系统，只存在冬季取热，则土壤温度的下降会更加严重。这样就造成机组性能的大幅衰减，甚至根本无法正常运行，供热的可靠性得不到较好的保障。对于吸收式热泵，在相同条件下，由于从土壤的取热量较小，土壤温度的下降量要明显小于电热泵。但是吸收式热泵系统的长年运行也无法彻底解决土壤温度下降和热泵供热性能衰减的问题。目前解决地源热泵系统土壤热不平衡问题常用的解决方案中，加大埋管间距占地面积大且缓解能力有限；锅炉辅助热源能效低；太阳能补热可靠性差。因此，地源热泵系统土壤热不平衡和性能衰减是保障北方地区供热可靠性和节能运行亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提出了一种利用采暖末端免费供冷的地源热泵采暖系统，该系统充分利用现有的采暖末端和地下自然冷源，给建筑提供免费供冷。对于没设空调的建筑，可以提供额外的冷量；对于设有采暖和空调两套系统的建筑，则可以减小空调系统的冷负荷。并且，采暖末端供冷还能将室内余热蓄存于地下，实现对土壤的补热，从而有效的缓解地温的降低和地源热泵供热系统的性能衰减。对于配有补热设备的系统，则还可以减小补热设备的容量，节省初投资。

本实用新型的技术方案如下：

一种利用采暖末端免费供冷的地源热泵采暖系统，该系统包括地源热泵机组、用户侧水泵、采暖末端、地源侧水泵和地下换热系统；所述地源热泵机组的用户侧出口通过用户侧水泵与采暖末端的入口相连，地源热泵机组的用户侧入口与采暖末端的出口相连；所述地下换热系统的出口通过地源侧水泵与地源热泵机组的地源侧入口相连，地下换热系统的入口与地源热泵机组的地源侧出口相连；其特征在于：在地源侧水泵出口和采暖末端入口之间增加了免费供冷供水管路，在采暖末端的出口与地下换热系统的入口之间增加了免费供冷回水管路，并在免费供冷供水管路上设有第二阀门；所述的地下换热系统、免费供冷供水管路、采暖末端和免费供冷回水管路构成了采暖末端免费供冷环路。

所述的一种利用采暖末端免费供冷的地源热泵采暖系统，其特征在于：所述采暖末端采用暖气片、辐射板或风机盘管。所述地下换热系统为地埋管换热器或地下水井。所述地源热泵机组为电热泵或吸收式热泵。

本实用新型与现有系统相比，具有以下优点及有益效果：①充分利用了现有的采暖末端和地下自然冷源实现免费供冷；②通过采暖末端的免费供冷实现了对土壤的季节性补热，从而有效的缓解地温的降低和地源热泵供热系统的性能衰减；③对于设有采暖和空调两套系统的建筑，可以减小空调系统的冷负荷；④对于配有补热设备的系统，还可以减小补热设备的容量，减少初投资。

总的来说，本实用新型是一个节能环保的供热系统。特别适用于冬季有供热需求但是夏季对空调要求不高或者不设空调的建筑；对于采暖和空调系统分开的建筑，采暖末端供冷可以用来减小空调系统的冷负荷；对于配有补热设备的系统，则还可以减小补热设备的容量，减少初投资。

附图说明

图1为本实用新型公开的一种利用采暖末端免费供冷的地源热泵采暖系统的结构示意图。

图2为本实用新型的冬季供热模式的示意图。

图3为本实用新型的采夏季免费供冷模式的示意图。

图中：1-地源热泵机组；2-用户侧水泵；3-采暖末端；4-第一阀门；5-地源侧水泵；6-地下换热系统；7-第二阀门；8-免费供冷供水管路；9-免费供冷回水管路。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的结构、原理和工作过程做进一步的说明。