一种复合式地源热泵系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种复合式地源热泵系统，包括并联的地源热泵子系统、燃气锅炉子系统和电制冷冷水机组子系统以及用户侧循环泵和空调末端设备；地源热泵子系统包括依次连接的地埋管换热器、地源侧循环水泵和地源热泵，地温监测井设置在地埋管换热器周围；燃气锅炉子系统包括燃气锅炉；电制冷冷水机组子系统包括依次连接的冷却塔、冷却侧循环泵和电制冷冷水机组；用户侧循环泵和空调末端设备与地源热泵、燃气锅炉和电制冷冷水机组分别构成闭合回路。本实用新型专利技术综合了浅层地热能和燃气、电力的优点，实现了三者的优势互补，解决了地源热泵系统由于冬夏季冷热负荷不均所导致的土壤温度失衡问题，保证了地源热泵系统长期高效的运行。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及暖通空调
，特别涉及一种复合式地源热泵系统。
技术介绍
地源热泵系统基于设计负荷确定地埋管数量以及地源热泵机组数量和参数。该种设计方法存在较多弊端：地埋管数量众多，占地面积大，初投资过高；建筑冬夏两季负荷不平衡造成地源热泵冬夏两季向土壤中的取热量和排热量不平衡，导致土壤温度偏离设计值，使得土壤温度失衡；土壤温度失衡导致地源热泵系统能效下降甚至无法正常运行，降低地源热泵系统的使用年限。初投资高、土壤温度失衡、使用年限减少的弊端降低了地源热泵系统的节能效果和使用范围。造成现状的主要原因是无法基于土壤温度对地源热泵系统的供能量进行调节。为消除现有地源热泵系统的弊端，需要提出更佳的系统解决方案。
技术实现思路
本技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种复合式地源热泵系统，该系统能够对基于土壤温度对地源热泵系统的供能量进行调节，解决地源热泵系统由于冬夏季冷热负荷不均所导致的土壤温度失衡问题，保证地源热泵系统长期高效的运行。本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种复合式地源热泵系统，包括并联的地源热泵子系统、燃气锅炉子系统和电制冷冷水机组子系统以及用户侧循环泵和空调末端设备；所述地源热泵子系统包括地温监测井、地埋管换热器、地源侧循环水泵、地源热泵和第一电动两通阀；依次连接的所述地埋管换热器、所述地源侧循环水泵和所述地源热泵构成一个闭合回路，依次连接的所述地源热泵、所述用户侧循环泵和所述空调末端设备构成一个闭合回路，在连接所述地源侧循环水泵与所述用户侧循环泵的供水管路上设有所述第一电动两通阀；所述地温监测井设置在所述地埋管换热器周围；所述燃气锅炉子系统包括燃气锅炉和第二电动两通阀，依次连接的所述燃气锅炉、所述用户侧循环泵和所述空调末端设备构成一个闭合回路，在连接所述燃气锅炉与所述用户侧循环泵的供水管路上设有所述第二电动两通阀；所述电制冷冷水机组子系统包括冷却塔、冷却侧循环泵、电制冷冷水机组和第三电动两通阀，依次连接的所述冷却塔、所述冷却侧循环泵和所述电制冷冷水机组构成一个闭合回路，依次连接的所述电制冷冷水机组、所述用户侧循环泵和所述空调末端设备构成一个闭合回路，在连接所述电制冷冷水机组与所述用户侧循环泵的供水管路上设有所述第三电动两通阀。本技术具有的优点和积极效果是：一)长期高效，该系统综合了可再生能源(浅层地热能)和常规能源(燃气、电力)的优点，实现了二者的优势互补，解决了地源热泵系统由于冬夏季冷热负荷不均所导致的土壤温度失衡问题，保证了地源热泵系统长期高效的运行。二)控制合理，通过地温监测井的监测数据对系统的运行策略进行及时调整，做到控制有据可依。三)初投资低，通过可再生能源与常规能源的复合，使得该系统的初投资较常规可再生能源系统降低20％～40％。四)经济性好，系统运行能效高，能源消耗量少，节约运行费用。五)环境效益好，能源利用效率高，污染物排放量的少，环境效益明显。综上，本技术将燃气锅炉、电制冷冷水机组和地源热泵进行了有机的结合，实现了可再生能源和常规能源的综合利用，在解决土壤失衡的基础上，提升了能源利用效率、降低了系统初投资，具有较高的经济效益和环境效益，为再生能源和常规能源的综合利用提供了一种新的思路。附图说明图1为本技术的结构示意图。图中：1、地源热泵子系统，1-1、地温监测井，1-2、地埋管换热器，1-3、地源侧循环水泵；1-4、地源热泵，1-5、第一电动两通阀，2-1、燃气锅炉，2-2、第二电动两通阀，3-1、冷却塔，3-2、冷却侧循环泵，3-3、电制冷冷水机组，3-4、第三电动两通阀，4、用户侧循环泵，5、空调末端设备。具体实施方式为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：请参阅图1，一种复合式地源热泵系统，包括并联的地源热泵子系统1、燃气锅炉子系统2和电制冷冷水机组子系统3以及用户侧循环泵4和空调末端设备5。所述地源热泵子系统1包括地温监测井1-1、地埋管换热器1-2、地源侧循环水泵、地源热泵1-3、地源热泵1-4和第一电动两通阀1-5；依次连接的所述地埋管换热器1-2、所述地源侧循环水泵1-3和所述地源热泵1-4构成一个闭合回路，依次连接的所述地源热泵1-4、所述用户侧循环泵4和所述空调末端设备5构成一个闭合回路，在连接所述地源侧循环水泵1-3与所述用户侧循环泵4的供水管路上设有所述第一电动两通阀1-5；所述地温监测井1-1设置在所述地埋管换热器1-2周围，用于监测地埋管换热器1-2的工作环境温度，监测数据通过信号线缆传至复合式地源热泵系统的监控机房，并为燃气锅炉子系统2和电制冷冷水机组子系统3的启停提供数据参考依据。所述燃气锅炉子系统2包括燃气锅炉2-1和第二电动两通阀2-2，依次连接的所述燃气锅炉2-1、所述用户侧循环泵4和所述空调末端设备5构成一个闭合回路，在连接所述燃气锅炉2-1与所述用户侧循环泵4的供水管路上设有所述第二电动两通阀2-2。所述电制冷冷水机组子系统3包括冷却塔3-1、冷却侧循环泵3-2、电制冷冷水机组3-3和第三电动两通阀3-4，依次连接的所述冷却塔3-1、所述冷却侧循环泵3-2和所述电制冷冷水机组3-3构成一个闭合回路，依次连接的所述电制冷冷水机组3-3、所述用户侧循环泵4和所述空调末端设备5-5构成一个闭合回路，在连接所述电制冷冷水机组3-3与所述用户侧循环泵4的供水管路上设有所述第三电动两通阀3-4。本技术的工作原理：冬季地源热泵子系统1和燃气锅炉子系统2联合供热，当地温监测井1-1的监测温度高于设定值，优先开启地源热泵子系统1供热，燃气锅炉子系统2调峰；供热负荷较低时，地源热泵子系统1单独供热，此时地源热泵子系统1中的地源侧循环水泵1-3、地源热泵1-4、第一电动两通阀1-5以及用户侧循环泵4开启，其他设备和电动阀门全都处于关闭状态；随着供热负荷的升高，燃气锅炉子系统2中的燃气锅炉2-1和第二电动两通阀2-2被打开，实现地源热泵子系统1和燃气锅炉子系统2联合供热，热量通过用户侧循环泵4输送至空调末端设备5。当地温监测井1-1的监测温度低于设定值，优先开启燃气锅炉子系统2供热，地源热泵子系统1调峰；供热负荷较低时，燃气锅炉子系统2单独供热，此时燃气锅炉子系统2中的燃气锅炉2-1和第二电动两通阀2-2以及用户侧循环泵4开启，其他设备和电动阀门全都处于关闭状态；随着供热负荷的升高，地源热泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合式地源热泵系统，其特征在于，包括并联的地源热泵子系统、燃气锅炉子系统和电制冷冷水机组子系统以及用户侧循环泵和空调末端设备；所述地源热泵子系统包括地温监测井、地埋管换热器、地源侧循环水泵、地源热泵和第一电动两通阀；依次连接的所述地埋管换热器、所述地源侧循环水泵和所述地源热泵构成一个闭合回路，依次连接的所述地源热泵、所述用户侧循环泵和所述空调末端设备构成一个闭合回路，在连接所述地源侧循环水泵与所述用户侧循环泵的供水管路上设有所述第一电动两通阀；所述地温监测井设置在所述地埋管换热器周围；所述燃气锅炉子系统包括燃气锅炉和第二电动两通阀，依次连接的所述燃气锅炉、所述用户侧循环泵和所述空调末端设备构成一个闭合回路，在连接所述燃气锅炉与所述用户侧循环泵的供水管路上设有所述第二电动两通阀；所述电制冷冷水机组子系统包括冷却塔、冷却侧循环泵、电制冷冷水机组和第三电动两通阀，依次连接的所述冷却塔、所述冷却侧循环泵和所述电制冷冷水机组构成一个闭合回路，依次连接的所述电制冷冷水机组、所述用户侧循环泵和所述空调末端设备构成一个闭合回路，在连接所述电制冷冷水机组与所述用户侧循环泵的供水管路上设有所述第三电动两通阀。...

【技术特征摘要】
1.一种复合式地源热泵系统，其特征在于，包括并联的地源热泵子系统、燃气锅炉
子系统和电制冷冷水机组子系统以及用户侧循环泵和空调末端设备；
所述地源热泵子系统包括地温监测井、地埋管换热器、地源侧循环水泵、地源热泵
和第一电动两通阀；依次连接的所述地埋管换热器、所述地源侧循环水泵和所述地源热
泵构成一个闭合回路，依次连接的所述地源热泵、所述用户侧循环泵和所述空调末端设
备构成一个闭合回路，在连接所述地源侧循环水泵与所述用户侧循环泵的供水管路上设
有所述第一电动两通阀；所述地温监测井设置在所述地埋管换热器周围；
所述燃气锅炉...

【专利技术属性】
技术研发人员：李锋，胡振杰，田喆，王建栓，
申请(专利权)人：天津大学建筑设计研究院，
类型：新型
国别省市：天津;12