一种模块化集成地源热泵系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种模块化集成地源热泵系统，包括地源热泵主机模块、室外地能换热系统模块和地能使用模块；地源热泵主机模块由冷凝器、节流阀、蒸发器、换热器、换向阀和压缩机依次连接构成模块化集成地源热泵工作回路；所述地能使用模块包括生活用水分模块和地热、空调分模块；室外地能换热系统模块通过冷凝器与模块化集成地源热泵工作回路进行热交换；地热、空调分模块通过蒸发器与模块化集成地源热泵工作回路进行热交换；生活用水分模块通过换热器与模块化集成地源热泵工作回路进行热交换。本装置模块化安装具有运行可靠、使用寿命长等特点，体现建筑工业化特点，易实现工业化推广，具有较好的市场前景；一机多用，经济有效、运行成本低。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于环保建筑
，涉及热交换技术，具体涉及一种模块化集成地源热泵系统。
技术介绍
在自然界中，水总是由高处流向低处，热量也总是从高温传向低温。人们可以用水泵把水从低处抽到高处，实现水由低处向高处流动，热泵同样可以把热量从低温传递到高温。作为空调领域的后起之秀，地源热泵技术是集中央空调、采暖和生活热水三位一体的节能环保产品，该技术以其独特高效的节能环保效果解决了当今世界上普遍存在的能源浪费与环境污染等重大问题。地源热泵是一种利用浅层地热能源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等的能量）的既可供热又可制冷的高效节能系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低品位热能向高品位热能转移。一般在空调系统中，地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。通常地源热泵消耗1kWh的能量，用户可以得到4kWh以上的热量或冷量。然而，目前的地源热泵存在能源利用率低，安装麻烦，使用寿命短等缺点。
技术实现思路
专利技术目的：本技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种能源利用率高、安装方便、使用寿命长的模块化集成地源热泵系统。技术方案：本技术所述的一种模块化集成地源热泵系统，包括地源热泵主机模块、室外地能换热系统模块和地能使用模块；所述地源热泵主机模块包括冷凝器、节流阀、蒸发器、换热器、换向阀和压缩机，所述冷凝器、节流阀、蒸发器、换热器和换向阀依次连接构成循环回路，所述压缩机通过所述换向阀接入所述循环回路构成模块化集成地源热泵工作回路；所述地能使用模块包括生活用水分模块和地热、空调分模块；所述室外地能换热系统模块通过所述冷凝器与所述模块化集成地源热泵工作回路连接构成能量供应热交换循环体系；所述地热、空调分模块通过所述蒸发器与所述模块化集成地源热泵工作回路连接构成能耗热交换循环体系；所述生活用水分模块通过所述换热器与模块化集成地源热泵工作回路连接构成生活用水热交换循环体系。进一步地，为保证平衡供能，所述地热、空调分模块包括地热耗能回路和空调耗能回路，所述地热耗能回路和空调耗能回路为并联结构。进一步地，为提高热交换效率，所述冷凝器和蒸发器中采用螺旋状逆流换热套管。进一步地，所述螺旋状逆流换热套管包括外管和内管，所述内管穿设于所述外管中。进一步地，所述室外地能换热系统模块的的能源系统为地下水热泵系统或地表水热泵系统或土壤源热泵系统，提高了本装置的使用范围。有益效果：（1）本技术将地源热泵主机模块、室外地能换热系统模块、地能使用模块等多组模块化集成，模块化安装便捷、运行可靠、使用寿命长等特点，体现建筑工业化特点，易实现工业化推广，具有较好的市场前景；（2）利用丰富的地热资源，通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低品位热能向高品位热能转移，能源利用率高，经济效益持久性显著；（3）地能转化和使用过程中，采用套管逆流交换的换冷方式，确保高能量利用率；（4）本模块化集成地源热泵系统可供暖、制冷，还可提供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统，特别是对于同时有供热和供冷要求的建筑物，本装置经济有效、运行成本低；（5）模块化的创新理念应用，没有冷却塔、锅炉房和其它设备，省去了锅炉房，冷却塔占用的宝贵面积，产生附加经济效益，并改善了环境外部形象。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为本技术模块化集成地源热泵工作回路结构示意图；图3为本技术中螺旋状逆流换热套管的结构示意图；图4为本技术中螺旋状逆流换热套管中液体流向示意图；其中，1.地源热泵主机模块，2.室外地能换热系统模块，3.地源热泵地埋管分模块，4.循环水泵，5.生活用水分模块，6.地热、空调分模块，7.用水设备网，8.贮水塔，9.地热耗能回路，10.空调耗能回路，11.冷凝器，12.节流阀，13.蒸发器，14.换热器，15.换向阀，16.压缩机，17.螺旋状逆流换热套管。具体实施方式下面通过附图对本技术技术方案进行详细说明，但是本技术的保护范围不局限于所述实施例。实施例：一种模块化集成地源热泵系统，包括地源热泵主机模块1、室外地能换热系统模块2和地能使用模块；所述地源热泵主机模块包括冷凝器11、节流阀12、蒸发器13、换热器14、换向阀15和压缩机16，所述冷凝器11、节流阀12、蒸发器13、换热器14和换向阀15依次连接构成循环回路，所述压缩机16通过所述换向阀15接入所述循环回路构成模块化集成地源热泵工作回路；所述地能使用模块包括生活用水分模块5和地热、空调分模块6；所述生活用水分模块5包括用水设备网7和贮水塔8，所述贮水塔8上开设补给水入口，所述补给水入口连接外部水源；所述地热、空调分模块6包括地热耗能回路9和空调耗能回路10，所述地热耗能回路9和空调耗能回路10为并联结构；所述室外地能换热系统模块包括地源热泵地埋管分模块3和循环水泵4。所述室外地能换热系统模块2通过所述冷凝器11与所述模块化集成地源热泵工作回路连接构成能量供应热交换循环体系；所述地热、空调分模块6通过所述蒸发器13与所述模块化集成地源热泵工作回路连接构成能耗热交换循环体系；所述生活用水分模块5通过所述换热器14与所述模块化集成地源热泵工作回路连接构成生活用水热交换循环体系。本装置中，所述冷凝器11和蒸发器13中采用螺旋状逆流换热套管17，所述螺旋状逆流换热套管包括外管和内管，所述内管穿设于所述外管中；本装置中室外地能换热系统模块2的能源系统为地下水热泵系统或地表水热泵系统或土壤源热泵系统，本实施例中选用土壤源热泵系统，将地源热泵地埋管分模块3垂直埋入土壤中，通过循环水泵4驱动水循环，完成集成地源热泵系统与土壤的热量交换过程，达到地热有效利用的目的。本装置的具体运行过程如下：在制冷状态下，地源热泵主机模块1的压缩机15对内冷媒做功，使其进行汽-液转化的循环，通过蒸发器13内冷媒的蒸发将由地热、空调分模块6内的风机盘管循环所携带的热量吸收至冷媒中，在蒸发器13内冷媒循环的同时再通过冷凝器内冷媒的冷凝，由水路循环将冷媒所携带的热量吸收，最终由水路循环转移至地下水或土壤里。在制热状态下，地源热泵主机模块1的压缩机16对冷媒做功，并通过换向阀将冷媒流动方向换向。由地下的水路循环吸收地下水或土壤里的热量，通过冷凝器内冷媒的蒸发，将水路循环中的热量吸收至冷媒中，在冷媒循环的同时再通过蒸发器内冷媒的冷凝，由地热、空调分模块6内的风机盘管循环将冷媒所携带的热量吸收后供应给地热、空调分模块6供热，水路循环中剩余的热量由换热器14热交换给所述生活用水分模块5，最终残余的热量随水路循环转移至地表水、地下水或土壤里。本装置与常规空调技术相比有明显的优势，集成模块化的地源热泵系统是一种先进节能、无任何污染的制冷采暖空调方式，在建筑用能领域，是作为环保和节能所推的新技术应用项目。本装置利用可再生能源，符合可持续发展本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化集成地源热泵系统，其特征在于：包括地源热泵主机模块、室外地能换热系统模块和地能使用模块；所述地源热泵主机模块包括冷凝器、节流阀、蒸发器、换热器、换向阀和压缩机，所述冷凝器、节流阀、蒸发器、换热器和换向阀依次连接构成循环回路，所述压缩机通过所述换向阀接入所述循环回路构成模块化集成地源热泵工作回路；所述地能使用模块包括生活用水分模块和地热、空调分模块；所述室外地能换热系统模块通过所述冷凝器与所述模块化集成地源热泵工作回路连接构成能量供应热交换循环体系；所述地热、空调分模块通过所述蒸发器与所述模块化集成地源热泵工作回路连接构成能耗热交换循环体系；所述生活用水分模块通过所述换热器与模块化集成地源热泵工作回路连接构成生活用水热交换循环体系。

【技术特征摘要】
1.一种模块化集成地源热泵系统，其特征在于：包括地源热泵主机模块、室外地能换热系统模块和地能使用模块；所述地源热泵主机模块包括冷凝器、节流阀、蒸发器、换热器、换向阀和压缩机，所述冷凝器、节流阀、蒸发器、换热器和换向阀依次连接构成循环回路，所述压缩机通过所述换向阀接入所述循环回路构成模块化集成地源热泵工作回路；所述地能使用模块包括生活用水分模块和地热、空调分模块；
所述室外地能换热系统模块通过所述冷凝器与所述模块化集成地源热泵工作回路连接构成能量供应热交换循环体系；所述地热、空调分模块通过所述蒸发器与所述模块化集成地源热泵工作回路连接构成能耗热交换循环体系；所述生活用水分模块通过所述换热器与模块化集成地源热泵工作回路连接构成生活用水热交换循环体系。

【专利技术属性】
技术研发人员：黄益平，邱炜，鲁杰，徐义明，
申请(专利权)人：中建安装工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32