專利名稱：豎直地埋管式地源熱泵冷卻水空調(diào)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于能源和空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種豎直地埋管式地源熱泵冷卻水空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
地下埋管換熱的地源熱泵系統(tǒng)，被稱為21世紀(jì)的一項(xiàng)以節(jié)能和環(huán)保為特征的最具有發(fā)展前途的空調(diào)技術(shù)。地?zé)釗Q熱器有水平和豎直兩種布置方式，由于豎直埋管地?zé)釗Q熱器具有占地少、工作性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，因此受到廣泛關(guān)注?，F(xiàn)在工程上常見的地?zé)釗Q熱器的鉆孔直徑為100-200mm,鉆孔深度為40-200mm,目前使用的地?zé)釗Q熱器,供水管和回水管之間都存在熱短路(或叫熱回流)，由于地下鉆孔的直徑與造價(jià)有關(guān)，孔徑一般都較小，所以豎直U型管支管間存在熱短路，根據(jù)理論計(jì)算的結(jié)果DN25的管道5度溫差下熱短路造成的熱量損失約在10-20W/米，這是一個(gè)相當(dāng)大的比例，它對(duì)換熱率效、供回水溫差及地埋換熱器的發(fā)展等問題起著嚴(yán)重的障礙作用，特別是對(duì)深埋管換熱器的發(fā)展影響更大?！の覈L江三角地區(qū)系統(tǒng)的夏季冷負(fù)荷一般比冬季熱負(fù)荷大，且夏季使用時(shí)間長，造成對(duì)地下散熱量遠(yuǎn)大于散冷量，因此導(dǎo)致了地下散冷量與散熱量的不平衡，地下溫度上升，影響了系統(tǒng)長期穩(wěn)定，高效的運(yùn)行。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的問題是提供一種克服熱短路，能夠調(diào)節(jié)地下散熱量與散冷量平衡，避免地下溫度上升，保證地埋管換熱系統(tǒng)長期穩(wěn)定、高效地運(yùn)行的豎直地埋管式地源熱泵冷卻水空調(diào)系統(tǒng)，尤其適合長江三角地區(qū)系統(tǒng)的夏季冷負(fù)荷比冬季熱負(fù)荷大的地區(qū)。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種豎直地埋管式地源熱泵冷卻水空調(diào)系統(tǒng)，包括豎直地埋管、集水器、分水器、循環(huán)水泵、地源熱泵機(jī)組、冷卻塔、補(bǔ)水定壓系統(tǒng)；所述豎直地埋管為多個(gè)U型管采用同程式連接，所述U型管在供水管有熱短路的部分管段外加套管，所述套管兩端設(shè)封閉堵頭，供水管與套管之間采用空氣層，并且隔一定距離設(shè)墊片防內(nèi)外管接觸；所述供水管的部分管段的外表面有防輻射換熱的面層；所述補(bǔ)水定壓系統(tǒng)包括加藥裝置和變頻泵，兩個(gè)相并聯(lián)的變頻泵一側(cè)與加藥裝置相連，另一側(cè)分別與集水器、分水器相連；所述地源熱泵機(jī)組包括蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹閥，并構(gòu)成回路；所述豎直地埋管的供水管路與集水器相連，所述集水器與循環(huán)水泵相連，所述循環(huán)水泵與地源熱泵機(jī)組相連，所述地源熱泵機(jī)組與分水器相連，所述分水器與豎直地埋管的回水管路相連，所述冷卻塔一端與循環(huán)水泵和集水器相連，另一端與地源熱泵機(jī)組和分水器相連。絕熱原理根據(jù)傳熱學(xué)原理，當(dāng)空氣在常溫常壓下厚度為0-8. 6mm左右的空間內(nèi)，能夠完全防止自然對(duì)流，使空氣層呈現(xiàn)為純粹氣體導(dǎo)熱的狀態(tài)。由于氣體是所有物質(zhì)中導(dǎo)熱系數(shù)最弱的，非常小，空氣在O. 023ff/mK左右，而交聯(lián)聚苯乙烯管的導(dǎo)熱系數(shù)為
O.35-0. 48ff/mK,因此采用3mm的空氣層就能把DN25的交聯(lián)聚苯乙烯管熱阻提高到原來的20倍左右，即由原來的10-20W/mK的熱損降為O. 5_lW/mK的熱損，在工程上已經(jīng)達(dá)到了絕熱排除熱短路的目的。而在5度溫差下內(nèi)外管間輻射換熱在2W/mK左右的數(shù)量級(jí)，可以采用鋁箔等防輻射換熱面層把它降到可忽略。內(nèi)外管都有足夠的承壓能力，解決了承壓保護(hù)問題。進(jìn)一步，所述防輻射換熱的面層為鋁箔。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是由于采用上述技術(shù)方案，冷卻塔的使用作為豎直地埋管換熱的補(bǔ)充，在制冷高峰期地源側(cè)水循環(huán)溫度溫度過高時(shí)啟動(dòng)冷卻塔散熱；冬季利用豎直地埋管換熱器換熱，夏季優(yōu)先利用豎直地埋管換熱，在冷卻水溫度過高的情況下啟動(dòng)冷卻塔散熱，將冷卻塔并聯(lián)到豎直地埋管的兩端可以調(diào)節(jié)對(duì)地下散冷量與散熱量的平衡，避免地下溫度的上升，保證換熱系統(tǒng)長期穩(wěn)定、高效的運(yùn)行；采用克服熱短路的豎直地埋管，減少熱損失；具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，加工成本低等優(yōu)點(diǎn)。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖中I、豎直地埋管2、集水器3、分水器4、循環(huán)水泵5、地源熱泵機(jī)組 6、冷卻塔7、套管8、空氣層9、墊片10、堵頭11、加藥裝置12、變頻泵13、蒸發(fā)器14、冷凝器15、壓縮機(jī)16、膨脹閥
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)用新型一種豎直地埋管式地源熱泵冷卻水空調(diào)系統(tǒng)，包括豎直地埋管I、集水器2、分水器3、循環(huán)水泵4、地源熱泵機(jī)組5、冷卻塔6、補(bǔ)水定壓系統(tǒng)；所述豎直地埋管I為多個(gè)U型管采用同程式連接，所述U型管在供水管有熱短路的部分管段外加套管7，所述套管7兩端設(shè)封閉堵頭10，供水管與套管7之間采用空氣層，并且隔一定距離設(shè)墊片9防內(nèi)外管接觸；所述供水管的部分管段的外表面有防輻射換熱的面層，所述防輻射換熱的面層為鋁箔；所述補(bǔ)水定壓系統(tǒng)包括加藥裝置11和變頻泵12，兩個(gè)相并聯(lián)的變頻泵12 —側(cè)與加藥裝置11相連，另一側(cè)分別與集水器2、分水器3相連；所述地源熱泵機(jī)組包括蒸發(fā)器13、冷凝器14、壓縮機(jī)15、膨脹閥16，并構(gòu)成回路；所述豎直地埋管I的供水管路與集水器2相連，所述集水器2與循環(huán)水泵4相連，所述循環(huán)水泵4與地源熱泵機(jī)組5相連，所述地源熱泵機(jī)組5與分水器3相連，所述分水器3與豎直地埋管I的回水管路相連，所述冷卻塔6 —端與循環(huán)水泵4和集水器2相連，另一端與地源熱泵機(jī)組5和分水器3相連。本實(shí)例的工作過程在冬季，豎直地埋管I內(nèi)的水源介質(zhì)，吸收地下的熱源，通過循環(huán)水泵4打入地源熱泵機(jī)組5進(jìn)行熱量交換，地源熱泵機(jī)組5將熱量傳遞給用戶，散熱完的水源介質(zhì)又流回豎直地埋管I內(nèi)，跟土壤進(jìn)行熱量交換，如此循環(huán)往復(fù)。在夏季，優(yōu)先采用豎直地埋管I進(jìn)行換熱，在冷卻水溫度過高時(shí)，則冷卻塔6配合豎直地埋管I進(jìn)行換熱，通過地源熱泵機(jī)組5將冷量傳遞給用戶，吸收完熱量的冷卻水介質(zhì)又流回豎直地埋管I跟土壤進(jìn)行換熱，如此循環(huán)往復(fù)。采用本實(shí)用新型在炎熱的長江三角地區(qū)不但能平衡冬夏負(fù)荷，而且能克服熱短路，減少熱量損失，運(yùn)行平穩(wěn)、高效、使用壽命長。以上對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。·
權(quán)利要求1.豎直地埋管式地源熱泵冷卻水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于包括豎直地埋管、集水器、分水器、循環(huán)水泵、地源熱泵機(jī)組、冷卻塔、補(bǔ)水定壓系統(tǒng)； 所述豎直地埋管為多個(gè)U型管采用同程式連接，所述U型管在供水管有熱短路的部分管段外加套管，所述套管兩端設(shè)封閉堵頭，供水管與套管之間采用空氣層，并且隔一定距離設(shè)墊片；所述供水管的部分管段的外表面有防輻射換熱的面層； 所述補(bǔ)水定壓系統(tǒng)包括加藥裝置和變頻泵，兩個(gè)相并聯(lián)的變頻泵一側(cè)與加藥裝置相連，另一側(cè)分別與集水器、分水器相連； 所述地源熱泵機(jī)組包括蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機(jī)、膨脹閥，并構(gòu)成回路； 所述豎直地埋管的供水管路與集水器相連，所述集水器與循環(huán)水泵相連，所述循環(huán)水泵與地源熱泵機(jī)組相連，所述地源熱泵機(jī)組與分水器相連，所述分水器與豎直地埋管的回水管路相連，所述冷卻塔一端與循環(huán)水泵和集水器相連，另一端與地源熱泵機(jī)組和分水器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的豎直地埋管式地源熱泵冷卻水空調(diào)系統(tǒng)，其特征在于所述防輻射換熱的面層為鋁箔。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種豎直地埋管式地源熱泵冷卻水空調(diào)系統(tǒng)，包括豎直地埋管、集水器、分水器、循環(huán)水泵、地源熱泵機(jī)組、冷卻塔、補(bǔ)水定壓系統(tǒng)；豎直地埋管為多個(gè)U型管采用同程式連接，U型管在供水管有熱短路的部分管段外加套管，套管兩端設(shè)封閉堵頭，供水管與套管之間采用空氣層，并且隔一定距離設(shè)墊片；補(bǔ)水定壓系統(tǒng)包括加藥裝置和變頻泵。本實(shí)用新型的有益效果是冷卻塔的使用作為豎直地埋管換熱的補(bǔ)充，在制冷高峰期地源側(cè)水循環(huán)溫度溫度過高時(shí)啟動(dòng)冷卻塔散熱，冬季利用豎直地埋管換熱器換熱；采用克服熱短路的豎直地埋管，減少熱損失；具有結(jié)構(gòu)簡單，維修方便，加工成本低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)F25B30/06GK202692304SQ20122037032
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月30日
發(fā)明者宮琦瑋, 杜桂瑗, 李雷, 郭海波, 白雪 申請(qǐng)人:中國機(jī)房設(shè)施工程有限公司