单井多埋管式地埋管空调系统技术方案

技术编号:41082741 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-25 10:37
本技术提供了一种单井多埋管式地埋管空调系统,空调系统包括井孔、分水器、集水器、热泵机组、空调末端设备,井孔设于具有地下水径流的区域,井孔内设有多件地埋管换热器;沿热泵机组的第一工作介质流向,热泵机组、分水器、地埋管换热器、以及集水器依次形成回路连接,且多件地埋管换热器并联;沿热泵机组的第二工作介质流向,热泵机组与空调末端设备形成回路连接。采用本技术,井孔所需的地温能可得到地下水有效补充,无需考虑冬夏季的冷热不平衡量,且单井换热效率高;满足了系统在以供暖为主或以供冷为主的区域的应用,并减少了系统占用地下空间,降低了对城市建设规划的影响。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及地埋管式土壤热源泵系统,具体涉及一种单井多埋管式地埋管空调系统


技术介绍

1、土壤源热泵系统是一种利用地下浅层地温资源,既可供热又可制冷的高效节能空调系统。土壤源在冬季作为热泵供暖的热源,把地能中的热量“取”出来,提高温位后,供给室内采暖;在夏季作为空调的冷源,把室内的热量整合后释放到地层土壤中去。其节能、高效、环保、可持续等优点非常明显。

2、但是,土壤源热泵系统也存在诸多局限性,例如:

3、1、地埋管换热系统是土壤源热泵系统的主要组成部分之一,其充当一个巨大的蓄能体,作为冬季的热源和夏季的冷源,适合应用于即有制冷需求又有供暖需求的建筑,但由于地埋管换热系统的设计需要计算全年冷热不平衡率,并在后期运行中保持相对冷热平衡,很难满足在以供暖为主或以供冷为主的区域应用。

4、2、地埋管换热器为3~6米间距,一般一个钻孔埋设一个单u或双u形竖直地埋管,项目越大需要的钻孔数量越多,占用地下空间越大,从而影响后期建设规划,特别是城市的长期发展规划。


技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题是:1、如何满足土壤源热泵系统在以供暖为主或以供冷为主的区域应用;2、如何减小土壤源热泵系统占用地下空间。

2、本技术解决上述技术问题的技术方案如下:

3、本技术提供了一种单井多埋管式地埋管空调系统,包括井孔、分水器、集水器、热泵机组、空调末端设备,所述井孔设于具有地下水径流的区域,井孔内设有多件地埋管换热器;沿热泵机组的第一工作介质流向,所述热泵机组、分水器、地埋管换热器、以及集水器依次形成回路连接,且多件地埋管换热器并联;沿热泵机组的第二工作介质流向,所述热泵机组与空调末端设备形成回路连接。

4、本技术的有益效果是:

5、1、通过将井孔设于具有地下水径流的区域,井孔所需的地温能可得到地下水有效补充,无需考虑冬夏季的冷热不平衡量,且利用地下水径流换热,单井换热效率高;

6、2、满足了系统在以供暖为主或以供冷为主的区域的应用,并减少了系统占用地下空间,降低了对城市建设规划的影响;

7、3、特别适用地下水丰富且为砂砾石地层区域,多用于为别墅、小型建筑等进行供暖或供冷;

8、4、管路安装方便,控制简单。

9、在上述技术方案的基础上,本技术还可以做如下改进。

10、进一步的,所述集水器至热泵机组的管路上还设有地源泵;所述空调末端设备至热泵机组的管路上还设有空调泵。

11、便于保证热泵机组的第一工作介质以及第二工作介质的动能,维持系统可靠工作。

12、进一步的,还包括第一阀门、第二阀门和第三阀门,所述热泵机组的第一工作介质出口及入口、以及第二工作介质出口及入口均设有至少一个第一阀门;第二阀门的一端通过管线连接在热泵机组至分水器的管路上,第二阀门的另一端通过管线连接在空调末端设备至热泵机组的管路上;第三阀门的一端通过管线连接在集水器至热泵机组的管路上,第三阀门的另一端通过管线连接在热泵机组至空调末端设备的管路上。

13、第一阀门、第二阀门和第三阀门可用于水路切换,在夏季初期和末期,需要的供冷量较少时,可关闭所有第一阀门,打开第二阀门、第三阀门,热泵机组不工作,利用浅层地温能直接供冷,节约电能,大大降低了系统运行费用。当需要热泵机组工作时,打开所有第一阀门,关闭第二阀门、第三阀门,热泵机组工作,便于进行大功率供热或供冷。

14、进一步的,所述第二阀门的另一端通过管线连接在空调泵至热泵机组的管路上;所述第三阀门的一端通过管线连接在地源泵至热泵机组的管路上。

15、地源泵、空调泵在任何工况下均可发挥作用,保证了系统的可靠运行。

16、进一步的,所述热泵机组的第一工作介质和第二工作介质均采用软水。

17、防止结构和腐蚀,系统使用寿命长。

18、进一步的,还包括软化水设备,软化水设备的出口连接有低位水箱,低位水箱的出口连接有定压设备,定压设备的出口连接在空调泵与空调末端设备之间的管路上。

19、便于为空调末端设备进行补水定压,维持空调末端设备的工作压力,保证释热及释冷效率高,且热泵机组内的换热效率高。

20、进一步的,所述软化水设备的出口还通过支路连接有高位水箱,高位水箱的出口连接在集水器至地源泵的管路上。

21、高位水箱利用高度差给地埋管换热器补水,便于维持地埋管换热器的工作压力,换热效率高;且无需定压水泵,节约了设备投资,提高了经济效益。

22、进一步的,所述井孔设于富水区并延伸至砂砾石地层,且井孔内回填有与井孔原地层岩性相同的回填料。

23、砂砾石地层的地下水径流速度大,单井换热效率高;通过回填料,保持井孔内的径流流速与钻井前一致,便于补充井孔内的地温能。

24、进一步的,所述地埋管换热器沿竖向布置,多件地埋管换热器沿井孔的内侧壁均匀分布,且至少有一件地埋管换热器位于井孔正对地下水径流方向的一侧。

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【技术保护点】

1.一种单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:包括井孔(1)、分水器(3)、集水器(4)、热泵机组(5)、空调末端设备(6),所述井孔(1)设于具有地下水径流的区域,井孔(1)内设有多件地埋管换热器(2);沿热泵机组(5)的第一工作介质流向,所述热泵机组(5)、分水器(3)、地埋管换热器(2)、以及集水器(4)依次形成回路连接,且多件地埋管换热器(2)并联;沿热泵机组(5)的第二工作介质流向,所述热泵机组(5)与空调末端设备(6)形成回路连接。

2.根据权利要求1所述的单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:所述集水器(4)至热泵机组(5)的管路上还设有地源泵(7);所述空调末端设备(6)至热泵机组(5)的管路上还设有空调泵(8)。

3.根据权利要求2所述的单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:还包括第一阀门(9)、第二阀门(10)和第三阀门(11),所述热泵机组(5)的第一工作介质出口及入口、以及第二工作介质出口及入口均设有至少一个第一阀门(9);第二阀门(10)的一端通过管线连接在热泵机组(5)至分水器(3)的管路上,第二阀门(10)的另一端通过管线连接在空调末端设备(6)至热泵机组(5)的管路上;第三阀门(11)的一端通过管线连接在集水器(4)至热泵机组(5)的管路上,第三阀门(11)的另一端通过管线连接在热泵机组(5)至空调末端设备(6)的管路上。

4.根据权利要求3所述的单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:所述第二阀门(10)的另一端通过管线连接在空调泵(8)至热泵机组(5)的管路上;所述第三阀门(11)的一端通过管线连接在地源泵(7)至热泵机组(5)的管路上。

5.根据权利要求1所述的单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:所述热泵机组(5)的第一工作介质和第二工作介质均采用软水。

6.根据权利要求5所述的单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:还包括软化水设备(12),软化水设备(12)的出口连接有低位水箱(13),低位水箱(13)的出口连接有定压设备(14),定压设备(14)的出口连接在空调泵(8)与空调末端设备(6)之间的管路上。

7.根据权利要求6所述的单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:所述软化水设备(12)的出口还通过支路连接有高位水箱(15),高位水箱(15)的出口连接在集水器(4)至地源泵(7)的管路上。

8.根据权利要求1所述的单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:所述井孔(1)设于富水区并延伸至砂砾石地层,且井孔(1)内回填有与井孔(1)原地层岩性相同的回填料。

9.根据权利要求1所述的单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:所述地埋管换热器(2)沿竖向布置,多件地埋管换热器(2)沿井孔(1)的内侧壁均匀分布,且至少有一件地埋管换热器(2)位于井孔(1)正对地下水径流方向的一侧。

10.根据权利要求9所述的单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:地埋管换热器(2)有3件。

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【技术特征摘要】

1.一种单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:包括井孔(1)、分水器(3)、集水器(4)、热泵机组(5)、空调末端设备(6),所述井孔(1)设于具有地下水径流的区域,井孔(1)内设有多件地埋管换热器(2);沿热泵机组(5)的第一工作介质流向,所述热泵机组(5)、分水器(3)、地埋管换热器(2)、以及集水器(4)依次形成回路连接,且多件地埋管换热器(2)并联;沿热泵机组(5)的第二工作介质流向,所述热泵机组(5)与空调末端设备(6)形成回路连接。

2.根据权利要求1所述的单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:所述集水器(4)至热泵机组(5)的管路上还设有地源泵(7);所述空调末端设备(6)至热泵机组(5)的管路上还设有空调泵(8)。

3.根据权利要求2所述的单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:还包括第一阀门(9)、第二阀门(10)和第三阀门(11),所述热泵机组(5)的第一工作介质出口及入口、以及第二工作介质出口及入口均设有至少一个第一阀门(9);第二阀门(10)的一端通过管线连接在热泵机组(5)至分水器(3)的管路上,第二阀门(10)的另一端通过管线连接在空调末端设备(6)至热泵机组(5)的管路上;第三阀门(11)的一端通过管线连接在集水器(4)至热泵机组(5)的管路上,第三阀门(11)的另一端通过管线连接在热泵机组(5)至空调末端设备(6)的管路上。

4.根据权利要求3所述的单井多埋管式地埋管空调系统,其特征在于:所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭海明周新河
申请(专利权)人:中国煤炭地质总局水文地质局
类型:新型
国别省市:

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