一种浅层岩土的储能及温度恢复系统

摘要

本发明涉及一种浅层岩土的储能及温度恢复系统，包括热泵机组、埋地换热器、空调末端设备和热水保温存储装置，其中，埋地换热器与热泵机组相连；热水保温存储装置与热泵机组连接并构成第一回路；第一回路中还设有与热水保温存储装置串联的第一阀门；空调末端设备与热泵机组连接并购成第二回路；第二回路中还设有与空调末端设备串联的第二阀门；所述的热水保温存储装置和空调末端设备属于并联连接。本发明解决了传统地源热泵系统的热泵机组效率低下以及地下埋管过长的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及地源热泵技术领域，特别是涉及一种浅层岩土的储能及温度恢复系统。

背景技术

地源热泵技术利用地下换热盘管与土壤进行热交换，把大地作为热泵机组的低温热源和排热场所，节能效果显著，在国内最近几年得到了前所未有的发展。传统地源热泵系统如图1所示。

近年有研究证明，地源热泵在国内很大一部分区域都存在这样一个问题：由于地源热泵系统长时间运行，导致地下温度出现上升或者下降的情况，从而导致热泵机组运行效率的下降。为解决此问题，近年出现了一些新的系统形式。如冷却塔-地源热泵复合系统、锅炉-地源热泵复合系统和太阳能-土壤源热泵复合系统等。这类系统一方面解决了地源热泵系统长期运行引起的地下温度上升或者下降，从而导致运行效率下降的问题，另一方面一定程度上节约了凿洞成本。但是此类系统也存在明显的缺点，如：复合型地源热泵虽节省了一定的凿洞成本，但是由于引进了其它辅助设备，如冷却塔等，也带来了诸如耗电增加及维护费用的增加等问题；同时，如何安排这种复合型地源热泵的运行管理也比较复杂，在一定程度上限制了它们的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种浅层岩土的储能及温度恢复系统，解决传统地源热泵系统的热泵机组效率低下以及地下埋管过长的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种浅层岩土的储能及温度恢复系统，包括热泵机组、埋地换热器、空调末端设备和热水保温存储装置，所述的埋地换热器与所述的热泵机组相连；所述的热水保温存储装置与所述的热泵机组连接构成第一回路；所述的第一回路中还设有与所述的热水保温存储装置串联的第一阀门；所述的空调末端设备与所述的热泵机组连接购成第二回路；所述的第二回路中还设有与所述的空调末端设备串联的第二阀门；所述的热水保温存储装置和空调末端设备属于并联连接。

所述的浅层岩土的储能及温度恢复系统的埋地换热器埋于浅层岩土中。

所述的浅层岩土的储能及温度恢复系统的热泵机组设有四通换向阀装置。

所述的浅层岩土的储能及温度恢复系统在夏季夜间进行反工况运行，即运行制热工况。

有益效果

由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：由于及时地从地下取走了热量，使得浅层岩土的土壤温度场得到有效地恢复，从而热泵机组在白天运行时冷凝温度降低，制冷量增加，设备耗功率下降，热泵机组的COP提高，从而解决地源热泵系统由于长期运行所带来的埋地换热器周围岩土土壤热量累积导致热泵机组效率下降的问题。另一方面，本发明可以充分利用夜间峰谷电价的优势来制取热水，并储存起来用于不同的用途，从而使系统的经济性大大提高。本发明可根据建筑物的实际需求用于各种情况，如对于建筑分内、外区的，存储的热水可用于白天内区的供热；再如用于生活用热水的提供，或者用于地源热泵与溶液除湿复合系统溶液的再生等。

附图说明

图1是现有技术中传统地源热泵系统示意图；

图2是本发明的系统示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种浅层岩土的储能及温度恢复系统，如图2所示，包括热泵机组2、埋地换热器1、空调末端设备3和热水保温存储装置4，所述的埋地换热器1与所述的热泵机组2相连；所述的热水保温存储装置4与所述的热泵机组2连接构成第一回路；所述的第一回路中还设有与所述的热水保温存储装置4串联的第一阀门5；所述的空调末端设备3与所述的热泵机组2连接购成第二回路；所述的第二回路中还设有与所述的空调末端设备3串联的第二阀门6；所述的热水保温存储装置4和空调末端设备3属于并联连接。其中，埋地换热器1埋于浅层岩土中，热泵机组2设有四通换向阀装置。由于埋地换热器1埋于浅层岩土中，大大缩短了地下管路的长度，从而解决了工程实际中地下埋管的实际长度远大于系统所需要的长度，所引起的初投资过大的问题。

本发明区别于以往传统地源热泵及其他地源热泵复合系统的运行模式，即夏季运行制冷工况，制取空调用7℃冷水，冬季运行制热工况，制取空调用热水。本系统大致分为三种工况：

1)夏季白天运行工况：通过开启与空调末端设备3串联的第二阀门6，并关闭与热水保温存储装置4串联的第一阀门5，使得热泵机组2制取7℃的冷冻水，供应空调末端设备3，用以制冷和除湿。

2)夏季夜间运行工况：通过开启与热水保温存储装置4串联的第一阀门5，并关闭与空调末端设备3串联的第二阀门6，热泵机组2在四通换向阀装置的作用下反工况运行，即使得热泵机组2制取热水，并通过第一阀门5将热水送至热水保温存储装置4中，用以白天热水的需要。

3)冬季工况：与上述2)夏季夜间运行工况相同在此不再赘述。需要指出的是，冬季夜间运行时可利用峰谷电价的优势将足量热水存储于热水保温存储装置4中，用以白天热水的需要，如果白天热水需求量较大时，还可通过再次开机运行冬季工况制取更多的热水。

综上所述，本系统在夏季白天运行制冷工况，制取空调用冷水，同时，将循环水中的热量储存于浅层岩土下，夜间，通过热泵机组的四通换向阀装置，反工况运行冬季工况，利用白天储存于地下岩土层的热量通过热泵机组制取热水，并用热水保温装置将其储存起来，这样，不仅可以为用户提供热水，更重要的是能够将白天蓄存在地下的热量取出来，使地下温度能够恢复到接近于初始温度，即降低至冷凝温度，对地下温度场进行了有效的恢复，从而提高热泵机组的COP。