风雨操场地能供热和制冷系统技术方案

本发明专利技术涉及地热利用和空调技术领域，具体涉及一种风雨操场的地能供热和制冷系统，包括依次串联的地热采集装置、水源热泵和空调末端；通过热能采集装置吸收集热井中水体的热量为水源热泵稳定供能，多个集热井和回灌井之间汇集的充足的水源，通过地层进行热交换，经集热井的过滤器过滤后进入集热井内后，直接进入水源热泵交换热量，再通过空调末端中风机盘管将热量输入到风雨操场内的各处，实现与风雨操场内部的冷热交换，满足风雨操场的供热和制冷需求，同时换热效率高、造价低廉。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及地热利用和空调
，具体涉及一种风雨操场的地能供热和制冷系统。
技术介绍
随着国民经济及体育事业的发展，物质文化生活水平的不断提高，各地都争先建设大型的体育馆，条件有限的地方也基本上开始有自己的风雨操场，不少场馆更是开始向全天候开放型发展，以保证体育教学、课余训练和竞赛以及群体活动的正常进行。风雨操场作为一种易于普及的体育场馆形式，在各地大行其道。风雨操场作为人员聚集，活动量比较大的公共场所，场内环境的舒适性是一个不容忽视的问题，空调通风系统是保证场馆使用过程中舒适性的重要设施。现有的风雨操场，夏天一般都通过空调设施释放冷气降温，但风雨操场空间大，体积大的特点，使得场馆空调的装机容量是很大，投入和能耗也不小。冬天则多用锅炉取暖，但锅炉式的暖气装置不但占地面积大、投资费用多，大量的燃煤使用还极大的污染环境，且操作人工劳动强度大。水源热泵具有节能环境、运行稳定可靠等优点，很适合用于给风雨操场这种大型场馆供热和制冷。但水源热泵对地下水源条件的要求比较高：闭式的水源热泵不需要复杂的过滤装置，采用前端换热器与水体换热后，再用于水源热泵工作，换热效率低；开式的水源热泵，直接驱动水体进行循环换热，热利用率较高，但前端换热装置需设置较为复杂的水体过滤装置，投资较大，维护复杂。因此，如何寻找一种换热效率高、造价低廉的途径，来建立为风雨操场等大型场馆供热和制冷的水源热泵系统，具有非常现实的意义。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供的一种风雨操场地能供热和制冷系统，直接提取地下水源中的热能，有效确保水源热泵的稳定运行，满足风雨操场的供热和制冷需求，同时换热效率高、造价低廉。本专利技术提供的风雨操场地能供热和制冷系统，包括依次串联的地热采集装置、水源热泵和空调末端。所述地热采集装置包括：依次通过管道串联的集热井、第一循环泵、第一供热盘管和回灌井，第一循环泵和第一供热盘管之间的管道上设置A控制阀，第一供热盘管和回灌井之间的管道上设置B控制阀。所述水源热泵包括依次串联成回路的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，所述蒸发器由第一供热盘管和第二供热盘管分别与蒸发盘管耦合而成，所述冷凝器由第一吸热盘管和第二吸热盘管分别与冷凝盘管耦合而成。所述空调末端包括依次通过管道首尾相连的第二循环泵、第一吸热盘管和风机盘管，第二循环泵和第一吸热盘管之间的管道上设置C控制阀，第一吸热盘管和风机盘管之间的管道上设置D控制阀。所述A控制阀的进水端和所述B控制阀的出水端之间并联所述第二吸热盘管，并在A控制阀的进水端和第二吸热盘管之间的管道上设置E控制阀，在B控制阀的出水端和第二吸热盘管之间的管道上设置F控制阀；所述C控制阀的进水端和所述D控制阀的出水端之间并联所述第二供热盘管，并在C控制阀的进水端和第二供热盘管之间的管道上设置G控制阀，在D控制阀的出水端和第二供热盘管之间的管道上设置H控制阀。所述集热井和回灌井开设在风雨操场周边的地下，通过所述地热采集装置聚集集热井中水体的热量为所述水源热泵供能，经空调末端在风雨操场内进行冷热交换，达到风雨操场内冬暖夏凉的效果。供热时，A控制阀、B控制阀、C控制阀和D控制阀打开，E控制阀、F控制阀、G控制阀和H控制阀关闭；制冷时，A控制阀、B控制阀、C控制阀和D控制阀关闭，E控制阀、F控制阀、G控制阀和H控制阀打开，满足风雨操场的制冷和供热需求。进一步地，上述集热井和回灌井下段为井孔直径较小的裸井，裸井的上端安装过滤器，过滤器的上端安装固井管；让上述集热井和回灌井同时具备渗透、沉淀和储水的功能。进一步地，上述过滤器包括：从内到外依次套置的内管、外管、基础管、包网层和铁丝层，基础管和外管上均设有透水孔，内管与外管之间分为多个上下端开口的腔室，腔室中填充滤芯；提高过滤效果，保证井中水体的清洁，尤其是确保集热热井中的水体可以直接循环到上述水源热泵中进行热交换，换热效率高，同时省去了复杂的水体过滤装置，成本较低。进一步地，上述回灌井的井深小于所述集热井的井深，利用回灌井与集热井之间水位落差加快水体的渗透，减少第一循环泵的能耗。进一步地，上述集热井的井孔穿过土壤的细砂层和漂石层之后深入到砾岩层，集热井中过滤器位于漂石层，过滤器的下端口立于砾岩层上，过滤器的上端口和所述固井管通过丝扣连接，并在连接端面上设置密封圈，确保水体只能通过过滤器进入地热井，保证集热井中水体的清洁和恒温。进一步地，上述回灌井的井孔穿过土壤的细砂层到达漂石层，回灌井中的过滤器位于漂石层，过滤器的上端口和所述固井管通过丝扣连接，确保回灌井中水体的渗透回流能力。进一步地，上述过滤器与井孔之间填充与漂石层相同的土壤，有效固定过滤器的同时，为水体提供足够的渗透空间。进一步地，上述固井管与井孔之间浇筑水泥浆固定，确保井孔的稳固。进一步地，上述固井管的上端口用井盖密封，封闭的结构，能让井内的水体温度更加稳定，并保证水体的洁净。进一步地，上述集热井和回灌井均设置多个，单个井孔间的距离不小于40m，保证水体具有充足的渗透换热时间，为水源热泵提供充足且温度稳定的热交换介质。根据上述技术方案，本专利技术通过热能采集装置吸收集热井中水体的热量为水源热泵稳定供能，多个集热井和回灌井之间汇集的充足的水源，通过地层进行热交换，经集热井的过滤器过滤后进入集热井内后，直接进入水源热泵交换热量，再通过空调末端中风机盘管将热量输入到风雨操场内的各处，实现与风雨操场内部的冷热交换，满足风雨操场的供热和制冷需求，同时换热效率高、造价低廉。附图说明图1为本专利技术的结构原理示意图；图2为本专利技术集热井结构示意图；图3为本专利技术回灌井结构示意图；图4为本专利技术过滤器的结构示意图。附图标记：1-地热采集装置；2-水源热泵；3-空调末端；11-集热井；12-第一循环泵；13-回灌井；14～17-A、B、E、F控制阀；21-蒸发器；211-第一供热盘管；212-第二供热盘管；213-蒸发盘管；22-压缩机；23-冷凝器；231-第一吸热盘管；212-第二吸热盘管；213-冷凝盘管；24-膨胀阀；31-风机盘管；32-第二循环泵；33～36-C、D、G、H控制阀；111-过滤器；1111-基础管；1112-外管；1113-内管；1114-包网层；1115铁丝层；112-固井管；113-井盖；具体实施方式下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1至图4所示，本专利技术提供的风雨操场地能供热和制冷系统，包括依次串联的地热采集装置1、水源热泵2和空调末端3。地热采集装置1包括依次通过管道串联的集热井11、第一循环泵12、第一供热盘管211和回灌井13，第一循环泵12抽取集热井11中的清洁水体，送到第一供热盘管211换热后回灌到回灌井13，集热井11和回灌井13之间通过地层渗透保持水体动态平衡。集热井11和回灌井13的下段为井孔直径较小的裸井，裸井的上端安装过滤器111，过滤器111的上端安装固井管112，固井管112上端用井盖113密封；回灌井13的井深小于集热井11。如图2所示，集热井11的井孔穿过土壤的细砂层和漂石层之后深入到砾岩层，其过滤器111位于漂石层，过滤器111的下端口立于砾岩层上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风雨操场地能供热和制冷系统，其特征在于，包括依次串联的地热采集装置、水源热泵和空调末端；所述地热采集装置包括：依次通过管道串联的集热井、第一循环泵、第一供热盘管和回灌井，第一循环泵和第一供热盘管之间的管道上设置A控制阀，第一供热盘管和回灌井之间的管道上设置B控制阀；所述水源热泵包括依次串联成回路的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，所述蒸发器由第一供热盘管和第二供热盘管分别与蒸发盘管耦合而成，所述冷凝器由第一吸热盘管和第二吸热盘管分别与冷凝盘管耦合而成；所述空调末端包括依次通过管道首尾相连的第二循环泵、第一吸热盘管和风机盘管，第二循环泵和第一吸热盘管之间的管道上设置C控制阀，第一吸热盘管和风机盘管之间的管道上设置D控制阀；所述A控制阀的进水端和所述B控制阀的出水端之间并联所述第二吸热盘管，并在A控制阀的进水端和第二吸热盘管之间的管道上设置E控制阀，在B控制阀的出水端和第二吸热盘管之间的管道上设置F控制阀；所述C控制阀的进水端和所述D控制阀的出水端之间并联所述第二供热盘管，并在C控制阀的进水端和第二供热盘管之间的管道上设置G控制阀，在D控制阀的出水端和第二供热盘管之间的管道上设置H控制阀。...

【技术特征摘要】
1.一种风雨操场地能供热和制冷系统，其特征在于，包括依次串联的地热采集装置、水源热泵和空调末端；所述地热采集装置包括：依次通过管道串联的集热井、第一循环泵、第一供热盘管和回灌井，第一循环泵和第一供热盘管之间的管道上设置A控制阀，第一供热盘管和回灌井之间的管道上设置B控制阀；所述水源热泵包括依次串联成回路的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，所述蒸发器由第一供热盘管和第二供热盘管分别与蒸发盘管耦合而成，所述冷凝器由第一吸热盘管和第二吸热盘管分别与冷凝盘管耦合而成；所述空调末端包括依次通过管道首尾相连的第二循环泵、第一吸热盘管和风机盘管，第二循环泵和第一吸热盘管之间的管道上设置C控制阀，第一吸热盘管和风机盘管之间的管道上设置D控制阀；所述A控制阀的进水端和所述B控制阀的出水端之间并联所述第二吸热盘管，并在A控制阀的进水端和第二吸热盘管之间的管道上设置E控制阀，在B控制阀的出水端和第二吸热盘管之间的管道上设置F控制阀；所述C控制阀的进水端和所述D控制阀的出水端之间并联所述第二供热盘管，并在C控制阀的进水端和第二供热盘管之间的管道上设置G控制阀，在D控制阀的出水端和第二供热盘管之间的管道上设置H控制阀。2.根据权利要求1所述的风雨操场地能供热和制冷系统，其特征在于，所述集热井和回灌井下段为井孔直径较小的裸井，裸井的上端安装过滤器，过滤器的上端安装固井管。3.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘艺辉，
申请(专利权)人：湖南中大经纬地热开发科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43