[实用新型]竖直地埋管式地源热泵热水及空调系统

说明书

技术领域

本实用新型属于热水及空调系统领域，尤其是涉及一种竖直地埋管式地源热泵热水及空调系统。

背景技术

能源问题是人类发展面临的一个重大问题，能源和环境的协调发展成为趋势。地源热泵系统是一种利用地下浅层地热资源(包括地下水、地下岩土或地表水等)，既可供热又可制冷的高效节能装置。其中地埋管地源热泵系统较少受环境条件的限制，因而正日益受到重视。它利用地下土壤温度相对稳定的特性，在投入少量高位能的基础上，通过埋在地下的地埋管换热器与大地进行冷热交换，实现夏季制冷、冬季供暖，还可以提供生活用热水。广泛应用于宾馆、商场、办公楼、学校、医院、住宅楼等场所。

在地源热泵空调系统全年运行过程中，冬季通过热泵从地下吸收热量后对建筑供热，同时地下埋管周围的温度降低，夏季通过热泵把建筑物中的热量传输给大地，对建筑物降温，同时地下埋管周围的温度升高。如果在一年中冬季从地埋管换热器中抽取的热量与夏季向地埋管换热器输入的热量平衡，则地埋管换热器在数年的长时间运行后，地下的年平均温度没有变化，对地埋管换热器的长期性能没有影响。但是，在很多情况下地埋管换热器全年的冷热负荷是不平衡的。例如在北方建筑物冬季的供暖负荷和供暖时间远大于夏季的空调负荷和空调时间，而在南方情况则相反。在这种情况下，地埋管换热器的吸热和放热不平衡，多余的热量(或冷量)就会在地下积累，引起地下年平均温度的变化，进而影响地埋管换热器的出力。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种结构简单、运行平稳、环保、热源利用效率高的竖直地埋管式地源热泵热水及空调系统，尤其适合地质不是很坚硬，可以打井钻孔得到充足地下热源的场所。

本实用新型的技术方案是：竖直地埋管式地源热泵热水及空调系统，包括地热能交换系统、补水定压系统、地源热泵机组和负载热交换系统，地源热泵机组的两端分别与地热能交换系统和负载热交换系统相连接并形成回路，两套补水定压系统分别与地热能交换系统和负载热交换系统相连，其中：

所述的地源热泵机组由两台并联的带热回收功能的热泵机组构成，地源热泵机组包括压缩机、冷凝器、蒸发器和节流装置，并且蒸发器和冷凝器经由压缩机和节流装置连接构成一个回路；

所述补水定压系统包括加药装置、补水箱、补水泵和定压罐，加药装置与补水箱相连，补水箱通过两套相并联的补水泵与定压罐相连并形成回路；

所述地热能交换系统包括竖直地埋管、源水分水器、源水集水器和源水水泵，竖直地埋管由多个U型地埋管并联组成，所有地埋管采用同程式连接，最后通过管道分别与源水集水器的一端和源水分水器的一端连接，源水集水器的另一端与源水水泵相连，源水水泵与地源热泵机组相连接，源水分水器的另一端与地源热泵机组直接相连接；

所述负载热交换系统包括用户使用终端、负载分水器、负载集水器和负载水泵，用户使用终端由多个水循环风机盘管换热器并联组成，所有盘管换热器采用同程式连接，最后通过管道分别与负载集水器的一端和负载分水器的一端连接，负载集水器的另一端与负载水泵相连，负载水泵与地源热泵机组相连接，负载分水器的另一端与地源热泵机组直接相连接。

地源热泵技术基本原理：

地源热泵热水机组以水或添加防冻剂的水溶液为媒介，通过吸收地下深处的能源(如地下水或地下土壤)，或通过风机盘管(夏季和春秋季节)中吸收空气中的能量，再经压缩机压缩制热后，通过换热装置将热量传递给水，来制取热水，热水通过水循环系统送入室内进行采暖或直接用于热水供应。夏季则通过把室内吸收的热量散发到热水中，从而把室内温度降低。

地源热泵是针对加强生态保护，改善环境污染，减少资源浪费，合理提高可再生能源利用率而产生的制冷、采暖的新技术，具有以下优点及积极效果：

1、利用可再生能源技术

地源热泵是利用了地表浅层地热资源作为冷热源，进行能量转换的制冷、采暖空调系统。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了约47％的太阳能，它不受地域、资源等限制，属可再生能源。

2、高效、节能

地表浅层地热资源的温度一年四季相对稳定，一般为10～25℃，冬季比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，是很好的热泵热源和空调冷源。这种温度特性使得地源热泵的制冷、制热能效系数可达4以上，而传统型空气源热泵制冷、制热能效系数通常为3左右。据统计设计安装良好的地源热泵系统，平均来说可以节约用户30～40％的供热、制冷空调的运行费用，运行经济。

3、运行平稳、可靠