一种冷热源交换系统及交换方法技术方案

本发明专利技术公开了一种冷热源交换系统及交换方法，其中，所述冷热源交换系统包括太阳能制热系统，冷却塔辅助补冷系统和地源热泵系统，太阳能制热系统包括太阳能热水箱、太阳能循环系统泵、太阳能集热板、第一换热器；冷却塔辅助补冷系统包括冷冻水泵、系统分水器、系统集水器、闭式定压管、补水泵、补水箱、冷却塔、冷却水泵和第二换热器；地源热泵系统满液式地源热泵机组、地埋管分水器、地埋管集水器、地埋管水泵。本发明专利技术采用冷热源交换系统及交换方法利用可再生能源，热泵充分利用了地下土壤作为蓄热体，进行能量循环利用；具有经济效益，地地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效性和经济性；环境效益显著。显著。显著。

【技术实现步骤摘要】
一种冷热源交换系统及交换方法


[0001]本专利技术涉及一种冷热源交换系统及交换方法，属于冷热源交换系统及交换方法领域。

技术介绍

[0002]能源危机和环境污染已经成为人们最为关注的两大问题，现有建筑空调冷热源系统， 主要采用燃油，燃油锅炉，冷水机组等，其系统主要利用不可再生能源，不环保。且冷热 源系统的控制调节不够简洁方便。

技术实现思路

[0003]针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是获得一种冷热源交换系统及交换方法。
[0004]为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的冷热源交换系统及交换方法的技术方案如下：
[0005]一种冷热源交换系统，包括太阳能制热系统，冷却塔辅助补冷系统和地源热泵系统，太 阳能制热系统包括太阳能热水箱、太阳能循环系统泵、太阳能集热板、第一换热器；冷却 塔辅助补冷系统包括冷冻水泵、系统分水器、系统集水器、闭式定压管、补水泵、补水箱、 冷却塔、冷却水泵和第二换热器；地源热泵系统满液式地源热泵机组、地埋管分水器、地 埋管集水器、地埋管水泵。
[0006]优选地，冷热源交换系统还包括若干截止阀、若干温控阀和生活用水循环泵。
[0007]优选地，截止阀设有8个，分别设置在冷却塔辅助补冷系统和地源热泵系统的连接管路 上。
[0008]更优选地，截止阀分别设在满液式地源热泵机组的两侧管路上。
[0009]优选地，温控阀设有2个，分别设在第二换热器的进水管路和出水管路上。
[0010]在夏季，阀门1、4、7、8开，水泵全开；此时满液式地源热泵机组开始制冷，并向地 下开始散热，并将满液式地源热泵机组的冷凝热通过换热器1进行预热太阳能制热系统中 热水，阀门9、10由地埋管内水温控制，当水温高于37℃时，9、10开，当水温低于32℃ 时，9、10关。
[0011]在冬季阀门2、3、5、6开，其他阀门都关，冷却塔侧水泵关闭；满液式地源热泵机组 开始向地里取热供暖，太阳能制热系统开启，进行辅助制取生活用水。
[0012]一种根据上述冷热源交换系统的交换方法，冷热源交替系统根据热水供应量计算太阳能 制热系统的集热器数量，根据冬季供暖需要和冬季从土壤中可吸收和排放的热量计算供热 量，根据夏季冷负荷计算冷却塔设计数量。
[0013]优选地，冷却水量和冷却水供、回水温度及温差便可以选择冷却塔，冷却水量取决于冷 水机组冷凝器的散热量和冷却水供、回水温差按热平衡公式计算如下：
[0014]其中Q为冷凝器散热量，W为冷却水量，Δt为冷却水供、回水温差，c 为水的比热。
[0015]优选地，太阳能系统所需的集热器面积计算公式为其中Ac 为直接系统集热器面积，Qw为日平均用水量，C为水的定压比热容，ρ
r
为水的密度，t
end
—水箱内水的终止温度℃，t
L
为水的初始温度℃，J
T
为太阳集热器采光面积日平均太阳 辐照量，KJ/
㎡
，f为太阳能保证率，η
L
为管路及水箱热损，η
cd
为集热器全日集热效率。
[0016]与现有技术相比，本专利技术采用冷热源交换系统及交换方法具有如下技术效果：
[0017]利用可再生能源，热泵充分利用了地下土壤作为蓄热体，进行能量循环利用；具有经济 效益，地地能温度较恒定的特性，使得热泵机组运行更可靠、稳定，也保证了系统的高效 性和经济性；环境效益显著；冬季，省去了作为大气污染源的锅炉，全年采用地热和太阳 能，大大减轻了制热对大气造成的污染问题，可有效改善城市中的大气污染；系统多用， 应用范围广，可制冷、供热，还可供生活热水；节约机房面积，降低系统维护费用。用一 套系统代替两套系统，大大节省建筑空间；在同等条件下，采用此系统的建筑物能够减少 相应的维护费用；采用8个截止阀和2个温控阀控制系统运行，简化了系统的运行调节， 使系统一直高效节能运行。
[0018]与单纯的地源热泵相比，具有如下特点：
[0019]①
在冬冷夏热地区，全年冷负荷大于热负荷，若以夏季冷负荷设计埋管会大大增加初投 资，冬季埋管容量过大，浪费能源。若用冷却塔辅助地源热泵，地下埋管换热器的长度按 照冬季较小的负荷来确定，可以减少埋管尺寸，降低安装费用。
[0020]②
若单纯使用地源热泵系统，长期运行后，埋管周围土壤温度升高，夏季埋管内流动 介质与周围土壤的温差降低，换热器能力减弱，影响系统性能和运行特性；若采用冷却塔 辅助地源热泵系统，夏季未能由埋管承担的排热量由冷却塔来承担，减少土壤不平衡。这 种系统形式的初投资主要是增加了冷却塔的费用，但是却大大减少了地下埋管的费用，且 对环境也有一定保护作用。
[0021]③
采用太阳能辅助制热，可减少系统在冬季供暖水温低，供暖不足情况。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的冷热源交换系统图；
[0023]图2为本专利技术的冷热源交换的地埋管平面布置图；
[0024]附图标记
[0025]1‑
8、截止阀；9
‑
10、温控阀；11、太阳能热水箱；12、生活用水循环泵；13、第一换 热器；14、太阳能系统循环泵；15、太阳能集热板；16、地埋管分水器；17、地埋管集水 器；18、地埋管水泵；19、满液式地源热泵机组；20、系统分水器；21、系统集水器；22、 闭式定压管；23、补水泵；24、补水箱；25、冷冻水泵；26、第二换热器；27、冷却水泵； 28、冷却塔。
具体实施方式
[0026]下面结合实施例对本专利技术提供的冷热源交换系统及交换方法作进一步详细、完整地说 明。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0027]下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的实验 材料如无特殊说明，均为市场购买得到。
[0028]本实施例中的冷热源交换系统分为三个子系统，分别为太阳能制热系统，冷却塔辅助 补冷系统，地源热泵系统。
[0029]在夏季，阀门1、4、7、8开，水泵全开；此时满液式地源热泵机组开始制冷，并向地 下开始散热，并将满液式地源热泵机组的冷凝热通过换热器1进行预热太阳能制热系统中 热水，阀门9、10由地埋管内水温控制，当水温高于37℃时，9、10开，当水温低于32℃ 时，9、10关。
[0030]在冬季阀门2、3、5、6开，其他阀门都关，冷却塔侧水泵关闭；满液式地源热泵机组 开始向地里取热供暖，太阳能制热系统开启，进行辅助制取生活用水。
[0031]实施例1
[0032]本工程为张家界地区某综合医院，夏季冷负荷为4433kW，冬季热负荷为3548kW。
[0033]一、地源热泵选型
[0034]本工程地埋管的深度确定为80m。
[0035]在供冷季节，输入系统的所有能量都必须释放到地下，这些能量包括系统热负荷、系 统耗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种冷热源交换系统，其特征在于，所述冷热源交换系统包括太阳能制热系统，冷却塔辅助补冷系统和地源热泵系统，太阳能制热系统包括太阳能热水箱、太阳能循环系统泵、太阳能集热板、第一换热器；冷却塔辅助补冷系统包括冷冻水泵、系统分水器、系统集水器、闭式定压管、补水泵、补水箱、冷却塔、冷却水泵和第二换热器；地源热泵系统满液式地源热泵机组、地埋管分水器、地埋管集水器、地埋管水泵。2.根据权利要求1所述的冷热源交换系统，其特征在于，冷热源交换系统还包括若干截止阀、若干温控阀和生活用水循环泵。3.根据权利要求2所述的冷热源交换系统，其特征在于，截止阀设有8个，分别设置在冷却塔辅助补冷系统和地源热泵系统的连接管路上。4.根据权利要求3所述的冷热源交换系统，其特征在于，截止阀分别设在满液式地源热泵机组的两侧管路上。5.根据权利要求2所述的冷热源交换系统，其特征在于，温控阀设有2个，分别设在第二换热器的进水管路和出水管路上。6.根据权利要求5所述的冷热源交换系统，其特征在于，在夏季，阀门1、4、7、8开，水泵全开；此时满液式地源热泵机组开始制冷，并向地下开始散热，并将满液式地源热泵机组的冷凝热通过换热器1进行预热太阳能制热系统中热水，阀门9、10由地埋管内水温控制，当水温高于37℃时，9、10开，当水温低于32℃时，9、10关。7.根据权利要求5所述的冷热源交换系统，其特征在于，在冬季阀门...

【专利技术属性】
技术研发人员：向海，麻俊成，
申请(专利权)人：湘潭智联技术转移促进有限责任公司，
类型：发明
国别省市：