一种多水源互补联动的地源热泵系统技术方案

一种多水源互补联动的地源热泵系统，包括地热水循环及热交换循环，地热水循环及热交换循环在热泵机组内隔离换热，地热水循环包括由地热循环管路依次连通的除沙罐，板式换热罐，尾水混水装置及热泵机组；热交换循环包括由热交换循环管路依次连通的热水循环泵，空调系统分、集水器，热泵机组及板式换热罐；热交换循环管路还连接有人工湖取水管路以及市政中水管路；的地源热泵系统由PLC控制器控制人工湖取水管路、市政中水管路、热交换循环管路及地热水循环管路管路上的电磁阀通断。该地源热泵系统可利用多种水源对换热循环内水进行换热，并实现PLC控制器控制各管路通断，用以控制地源热泵系统根据不同季节采暖、制冷需求调峰使用。用。用。

【技术实现步骤摘要】
一种多水源互补联动的地源热泵系统


[0001]本技术属于机械装置领域，涉及一种地源热泵系统，尤其是一种多水源互补联动的地源热泵系统。

技术介绍

[0002]城市供暖与制冷一直是备受人们关注的问题。长期以来，供暖与制冷既消耗了大量煤炭、石油、电力等能源，又造成了严重的环境污染。冬季，我国北方城市大多使用燃煤、燃油锅炉进行供暖，大量的二氧化碳、二氧化硫、煤尘等污染物排放到大气中，造成了雾霾严重和大气严重污染。夏季，使用空调制冷，必然加剧环境温度的上升，造成热的恶性循环。
[0003]而地热是一种在合理利用条件下可再生的清洁能源。地热资源广泛用于城市居民采暖、生活热水等领域。为了充分利用资源，创造更多的价值，对地热资源的开发应做到一水多用、综合利用。现已开发的地热井，尾水排放温度多在40℃以上，仍含有大量的热能，如果能有效的加以利用，就会带来巨大的经济效益和社会效益。应用水源热泵能有效地回收利用这部分能源——即40℃左右的尾水，可以制取最高可达75℃的热水进行梯次利用，降低了回灌水温度，既符合环保要求，有节约利用了有限的不可再生的能源，是环保型城市替代传统供暖方式的最佳选择。
[0004]通过公开专利检索，发现涉及地源热泵系统的专利文献较多，下面给出与本申请相关的两篇公开专利文献，通过结构的比对可以充分体现本技术申请的创造性：
[0005]地源热泵系统(CN201120136605.5)公开了一种地源热泵系统，包括土壤换热装置和补热装置，所述土壤换热装置具有热介质入口和冷介质出口，补热装置包括冷凝器、蒸发器、压缩机和第一阀，冷凝器、蒸发器和压缩机通过管路顺次连通形成闭合回路，第一阀与压缩机并联，冷凝器具有热介质出口和冷介质入口，热介质出口与热介质入口连通，冷介质出口与所述冷介质入口连通。由于热泵系统结构简单，且补热装置中的各部件均为空调系统中常用的部件，价格相对较低，因此能够降低地源热泵系统的成本。同时，由于补热装置的控制相对简单，不需要专门的自动化控制设备，因此，与现有的地源热泵系统相比，本技术的地源热泵系统具有较高的运行可靠性。
[0006]一种太阳能光热与地源热泵结合系统(CN201120402886.4)公开了一种太阳能光热与地源热泵结合系统，其用于对室内采暖和向地下补充热量，其包括地源热泵主系统、太阳能光热辅助系统、室内采暖系统以及控制装置，太阳能光热辅助系统采用并联或串联的方式与所述地源热泵主系统连接，控制装置包括若干阀门以及用于自动控制所述若干阀门的控制单元，所述若干阀门设置在所述地源热泵主系统与所述太阳能光热辅助系统中。太阳能光热与地源热泵结合系统，将太阳能与地源热泵结合在一起能够“取长补短，合理补给”，保障地下温度场的热平衡，从而保障地源热泵系统能够持续高效运行。
[0007]综上，上述对比文献与本技术申请在地源热泵系统连接方式、该系统内连接设备结构及地源热泵之间梯次连接换热方式均不相同。

技术实现思路

[0008]本技术的目的在于提供一种多水源互补联动的地源热泵系统，该地源热泵系统可利用多种水源对换热循环内水进行换热，并实现PLC控制器控制各管路通断，用以控制地源热泵系统根据不同季节采暖、制冷需求调峰使用，可对地热尾水进行多级换热，且将多级换热后不同温度的地热尾水用于采暖、生活用水等诸多方面。
[0009]一种多水源互补联动的地源热泵系统，包括地热水循环及热交换循环，所述地热水循环及热交换循环在热泵机组内隔离换热，所述地热水循环包括由地热循环管路依次连通的除沙罐，板式换热罐，尾水混水装置及热泵机组；所述热交换循环包括由热交换循环管路依次连通的热水循环泵，空调系统分、集水器，热泵机组及板式换热罐；所述地热水循环及热交换循环还在板式换热罐内隔离换热，其中热交换循环管路还连接有人工湖取水管路以及市政中水管路；所述的地源热泵系统由PLC控制器控制人工湖取水管路、市政中水管路、热交换循环管路及地热水循环管路上的电磁阀通断。
[0010]而且，所述热泵机组为多级热泵机组，其中多级热泵机组的多个第一进液口均与地热水循环的进水管连通，多级热泵机组的多个第一出液口均与地热水循环的出水管连通，且上级热泵机组的出液口通过连接管连通相邻的下级热泵机组的进液口，实现多级热泵机组之间依次连通；所述多级热泵机组的多个第二进液口均与热交换循环的进水管连通，多级热泵机组的多个第二出液口均与地热水循环的出水管连通。
[0011]而且，所述对应多级热泵机组第一进液口位置的地热水循环进水管上均设置有第一进液阀；所述对应多级热泵机组第一出液口位置的地热水循环出水管上均设置有第一出液阀；所述多个连接管上均设置有连接阀。
[0012]而且，所述尾水混水装置包括混水泵、混水阀门及电动调节阀，其中混水阀门两端连通地热水循环的进水管及出水管，混水泵设置在地热水循环出水管上，且混水泵为混水阀门混水提供动力；所述电动调节阀设置在混水阀门与地热水循环出水管连接处的下游位置。
[0013]而且，所述地热水循环管路、热交换循环管路、市政中水管路及人工湖取水管路上均设置有多个电磁阀，上述电磁阀均连接PLC控制器，该PLC控制器可根据各管路内的水温、流量参数控制各电磁阀通断。
[0014]而且，所述热交换循环的热水循环泵还连接有可为热交换循环管路补充软化水的补水箱。
[0015]而且，所述多级热泵机组的多个第二出液口还分别连接地热采暖及生活用水取热设备。
[0016]本技术的优点和经济效果是：
[0017]1、本技术的一种多水源互补联动的地源热泵系统，采用多水源互补联动运行，与 PLC控制器控制相结合，实现以城市中水(处理后的城市污水、工业废水等)、湖水、地热尾水等低品位的能源作为地源热泵系统的热、冷源，根据水温在冬季比大气温度高，而夏季比大气温度低的特点。冬季，利用热泵机组从湖水或中水中提取热能进行供暖，必要时利用高温的地源热水进行凋峰；夏季，利用热泵机组从湖水等水中提取冷能进行制冷。
[0018]2、本技术的地热水循环上设置了除沙罐，有利于对地源水进行初步净化，防止杂质进入到地热水循环管路内阻塞管路。
[0019]3、本技术的板式换热器，可对地源水进行初步换热，该板式换热器适用于地下温度与地表温度差距较大的工况，有利于地热水循环与热交换循环更充分的换热，进而提高换热效率，降低回灌水的温度。
[0020]4、本技术的混水阀门及电动调节阀，实现温度高、水量小的地源热水按比例流量与地热水循环内的人工湖水或市政中水进行混合，经多级热泵机组出液口排出的废水可通过混水阀门重新流入到多级热泵机组进液口，进行重新换热，而重新流入进液口的尾水流量由电动调节阀控制，该设计是为了防止地热水循环内水流速过大，而导致的换热效率下降，回灌水温度升高的问题发生。
[0021]5、本技术的补水箱，可在补水箱中加入软化水，防止热交换循环管路水中碳酸钙离子含量过高，进而附着在管壁内部，造成管道阻塞，同时在管路中补充软化水，用以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多水源互补联动的地源热泵系统，包括地热水循环及热交换循环，所述地热水循环及热交换循环在热泵机组内隔离换热，其特征在于：所述地热水循环包括由地热循环管路依次连通的除沙罐，板式换热罐，尾水混水装置及热泵机组；所述热交换循环包括由热交换循环管路依次连通的热水循环泵，空调系统分、集水器，热泵机组及板式换热罐；所述地热水循环及热交换循环还在板式换热罐内隔离换热，其中热交换循环管路还连接有人工湖取水管路以及市政中水管路；所述的地源热泵系统由PLC控制器控制人工湖取水管路、市政中水管路、热交换循环管路及地热水循环管路上的电磁阀通断。2.根据权利要求1所述的一种多水源互补联动的地源热泵系统，其特征在于：所述热泵机组为多级热泵机组，其中多级热泵机组的多个第一进液口均与地热水循环的进水管连通，多级热泵机组的多个第一出液口均与地热水循环的出水管连通，且上级热泵机组的出液口通过连接管连通相邻的下级热泵机组的进液口，实现多级热泵机组之间依次连通；所述多级热泵机组的多个第二进液口均与热交换循环的进水管连通，多级热泵机组的多个第二出液口均与地热水循环的出水管连通。3.根据权利要求2所述的一种多水源互补联动的地源热泵系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宝鑫，吕东，于林卉，何莉莎，张津奕，
申请(专利权)人：天津市建筑设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：