[发明专利]一种集成相变储能模块的地源热泵及供暖系统

说明书

本发明涉及一种集成相变储能模块的地源热泵及供暖系统，包括机组本体、设于机组本体内的蒸发器、膨胀阀、压缩机以及相变冷凝器，相变冷凝器包括冷凝器本体、设于冷凝器本体内的两个换热盘管以及填充于冷凝器本体内的相变材料。本发明将传统的地源热泵装置与相变储能模块集成为一体，承担了一部分的建筑负荷，从而削减了系统的峰值负荷，使得系统主机容量降低，也减少埋管的数量，从而降低了一次投资费用，与此同时，在冷凝器本体内加入了相变材料，充分利用相变材料的相变过程，降低了机组对室内末端负荷变化的敏感性，使得回水温度达到机组停止运行的温度的时间变长，从而拉大了其启停周期，降低了其启停频率，有利于机组的长期稳定运行。

技术领域

本发明涉及热泵系统供能和可再生能源利用领域，尤其涉及一种集成相变储能模块的地源热泵及供暖系统。

背景技术

建筑行业是能源消费的三大领域之一，也是造成直接和间接碳排放的主要责任领域之一。为了实现2030碳达峰，2060碳中和的目标，就必须要实现能源转型，将以化石能源为基础的碳基能源转变为以可再生能源为基础的零碳能源。零碳能源结构的特点就是通过电能的转换，为建筑供能，因此，热泵将成为实现电力高效转热的最佳途径。对于大型公共建筑等应用场景，地源热泵由于其体量大，使用安全稳定，成为主要的供能方式。

近年来，地源热泵系统虽然在我国的应用越来越广泛，但由于其本身技术特性限制，以及地质、气候条件的限制，长期的不合理运行会导致土壤温度的失衡，机组的频繁启停等，不利于机组的长期稳定运行。此外，由于地源热泵体量较大，因此白天峰值负荷较大，进一步会加重电网的负担。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种集成相变储能模块的地源热泵及供暖系统，将热泵与相变蓄能技术相结合，不仅可以通过夜间蓄热白天释热实现负荷的重新分配，从而使土壤充分恢复其热性能，提高机组效率，还可以实现机组负荷的削峰填谷，减少运行费用。

本发明是通过以下技术方案予以实现：

一种集成相变储能模块的地源热泵，其特征在于，包括机组本体、设于机组本体内的蒸发器、膨胀阀、压缩机以及相变冷凝器，所述相变冷凝器包括冷凝器本体、设于冷凝器本体内的两个换热盘管以及填充于冷凝器本体内的相变材料。

根据上述技术方案，优选地，所述冷凝器本体内设有弱渗透薄膜，所述弱渗透薄膜位于两换热盘管之间。

根据上述技术方案，优选地，靠近用户侧的所述换热盘管位于靠近机组侧的换热盘管的上方。

根据上述技术方案，优选地，所述相变冷凝器内设有温度传感器。

根据上述技术方案，优选地，所述换热盘管为螺旋状结构。

本专利还公开了一种供暖系统，包括上述集成相变储能模块的地源热泵、位于集成相变储能模块的地源热泵一侧的地热交换器以及位于集成相变储能模块的地源热泵另一侧的用户供水端和用户回水端。

根据上述技术方案，优选地，所述用户供水端包括与相变冷凝器的出水口相连通的供水管路，所述供水管路上设有阀门。

根据上述技术方案，优选地，所述用户回水端包括与相变冷凝器的进水口相连通的回水管路，所述回水管路上设有水泵和膨胀水箱。

本发明的有益效果是：

本发明将传统的地源热泵装置与相变储能模块集成为一体，承担了一部分的建筑负荷，从而削减了系统的峰值负荷，使得系统主机容量降低，也减少埋管的数量，从而降低了一次投资费用；与此同时，在冷凝器本体内加入了相变材料，充分利用相变材料的相变过程，降低了机组对室内末端负荷变化的敏感性，使得回水温度达到机组停止运行的温度的时间变长，从而拉大了其启停周期，降低了其启停频率，有利于机组的长期稳定运行。

附图说明

图1是集成相变储能模块的地源热泵的结构示意图。