使用热泵以大地作为热源的空气调节系统技术方案

一种使用热泵以大地作为热源的空气调节系统，包括集热井，热泵和用户的换热盘管，集热井中设置一供水管和回水管，上部设有均流器、下部设有集流器，均流器的上方设有回水室，集流器的下方设有集水室，均流器和集流器之间填充卵石；热泵包括由第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器和第一膨胀阀组成的第一热泵，第一蒸发器、第一压缩机和第一膨胀阀之间的回路中并联蒸冷装置，第一蒸发器与放热盘管相耦合，第一冷凝器与用户换热盘管相耦合。蒸冷装置与第一热泵共同形成二次温度提升，扩大了低位能源的使用范围。在不同地质结构的情况下，利用本系统可以从土壤中提取更多的热量，使广泛利用各种土壤取热成为可能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用将低位能量提升到高位能量的热泵，以大地作为热源的空气调节系统。
技术介绍
在利用自然界的能源进行采暖时，普通的热泵为了采暖的目的，要提升热能，但是，这种热泵往往对低位能量的采集有苛刻的要求。如为了达到采暖所需的50℃左右的温度，往往要求低位能量采集的温度为15℃，当低位能量采集温度低于5℃时，该系统就不能达到采暖目的。自然界储量极大的低位热源如大地、江河湖海的温度都随着气温的变化而变化，尤其是北方需要采暖的地区，江河湖海的温度大部分都在5℃以下，因此，普通的热泵的应用范围大大受到影响。另外，在利用大地的能源作为采暖热源时，没有地下水的土壤中储存着大量的低位热能。但是由于土壤的传热速度很慢，制约着热泵的广泛使用。而当地下水集存在分层的砂土地中且朝着一定方向流动时。由于含水层是沿上下分别的不同的砂石层流动，难于获取其能量加以利用。
技术实现思路
本专利技术的目的是为解决上述问题，提供一种能够在较低温度下，特别是在5℃以下的低位能够使用热泵，利用土壤中储存的低位热能进行空气调节的系统。本专利技术的第二个目的是提供一种利用沙土地储存的低位热能进行空气调节的系统。本专利技术使用热泵以大地作为热源的空气调节系统，包括集热井，热泵和用户的换热盘管，在所述集热井中设置一供水管和回水管，在所述集热井的上部设有均流器、下部设有集流器，在所述均流器的上方设有回水室，在所述集流器的下方设有集水室，在所述均流器和集流器之间填充卵石；所述热泵包括由第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器和第一膨胀阀通过管道连接形成循环回路的第一热泵，在所述第一蒸发器、第一压缩机和第一膨胀阀之间的回路中并联一个蒸冷装置，所述蒸冷装置包括第二压缩机、由相互耦合在一起的第二蒸发器和第二冷凝器构成的蒸冷器和第二膨胀阀，在所述循环回路中具有换热介质，所述第一热泵中的第一蒸发器与集热井的供水管和回水管连成的回路中的放热盘管相耦合，第一蒸发器的出液端与第二压缩机、蒸冷器的第二冷凝器、第二膨胀阀和第一蒸发器的回液端依次连接成循环回路，蒸冷器的第二蒸发器的出液端与第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀阀及蒸冷器的第二蒸发器的回液端依次连接成另一循环回路，所述第一冷凝器与采暖用户的换热盘管相耦合。本专利技术一种使用热泵以大地作为热源的空气调节系统，包括集热井，热泵和用户的换热盘管，其中所述集热井中设置一井管，井管下部的壁上开有滤水网眼，集热井上部设有均流器，在均流器的上方设有回水室，集热井和井管之间填充卵石，井管内设有带潜水泵的供水管，集热井的上部设有回水管，所述供水管和回水管及换热器中的水侧盘管连成回路，所述换热器的水侧盘管与热交换盘管耦合，所述换热器的热交换盘管通过管道及回水泵和与第一蒸发器相耦合的放热盘管相连接，在所述集热井的侧壁位于砂土层的部位上密布有通孔，所述热泵包括由第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器和第一膨胀阀通过管道连接形成循环回路的第一热泵，在所述第一蒸发器、第一压缩机和第一膨胀阀之间的回路中并联一个蒸冷装置，所述蒸冷装置包括第二压缩机、由相互耦合在一起的第二蒸发器和第二冷凝器构成的蒸冷器和第二膨胀阀，在所述循环回路中具有换热介质，所述第一热泵中的第一蒸发器与换热器热泵侧的放热盘管相耦合，第一蒸发器的出液端与第二压缩机、蒸冷器的第二冷凝器、第二膨胀阀和第一蒸发器的回液端依次连接成循环回路，蒸冷器的第二蒸发器的出液端与第一压缩机、第一冷凝器、第一膨胀阀及蒸冷器的第二蒸发器的回液端依次连接成另一循环回路，所述第一冷凝器与采暖用户的换热盘管相耦合。本专利技术使用热泵以大地作为热源的空气调节系统，其中在所述蒸冷装置中，第二压缩机的进液端与蒸冷器的第二蒸发器的出液端之间并联第一阀门，在蒸冷器的第二蒸发器的出液端与第一压缩机和第一阀门的连接端之间串联第二阀门，第二膨胀阀的出液端与蒸冷器的第二蒸发器的回液端之间并联第三阀门，在第二膨胀阀的出液端与第三阀门和第一蒸发器的回液端的连接点之间串联第四阀门，当第一阀门和第三阀门在开启位置，第二阀门和第四阀门在关闭位置时，蒸冷装置不工作，只有第一热泵工作；当第一阀门和第三阀门在关闭位置，第二阀门和第四阀门在开启位置时，蒸冷装置与第一热泵共同工作。本专利技术使用热泵以大地作为热源的空气调节系统，其中所述低位能量输入侧的放热盘管的回液端串联第五阀门，用户侧的换热盘管的回液端串联第八阀门，在第五阀门的进液端与第八阀门的出液端之间并联第六阀门，在第五阀门的出液端与第八阀门的进液端之间并联第七阀门，在输入侧的放热盘管的出液端串联第十二阀门，在输出侧的换热盘管的出液端串联第九阀门，在第十二阀门的出液端与第九阀门的进液端并联第十一阀门，在第十二阀门的进液端与第九阀门的出液端之间并联第十阀门。本专利技术使用热泵以大地作为热源的空气调节系统，其中所述第一压缩机和第一冷凝器的回液之间串连热水器加热管。本专利技术使用热泵以大地作为热源的空气调节系统的优点和积极效果在于在传统的热泵系统中，并联一个热泵，使低位能量经过两次提升，从而使5℃以下的低位能源广泛用于采暖成为可能。而且扩大了低位能源的使用范围。在不同地质结构的情况下，利用本热泵可以从土壤中提取更多的热量，提取热量大将意味着生产成本的降低和占地面积的减小。对广泛使用各种土壤取热成为可能。本专利技术使用热泵以大地作为热源的空气调节系统的其他细节和特点可通过阅读下文结合附图详加描述的实施例即可清楚明了。附图说明图1是以大地作为热源的空气调节系统第一实施例的示意图；图2是以大地作为热源的空气调节系统第二实施例的示意图。具体实施例方式图1是以大地作为热源的空气调节系统第一实施例的示意图，其中上部热泵部分可根据需要增减阀门，以增减本热泵的工作状况。其中第一热泵1，如图中双直线所包含的装置，但不包括其中点划线部分所包含的装置，包括第一蒸发器16、第一压缩机12、第一冷凝器17和第一膨胀阀14，它们通过管道连接形成制热循环回路，其中在第一蒸发器16、膨胀阀14和压缩机12之间的回路中并联一个蒸冷装置2，图中点划线包围的部分，蒸冷装置2包括第二压缩机21、蒸冷器22和第二膨胀阀23。所述蒸冷器22由第二蒸发器25和第二冷凝器24相互耦合而成。第一热泵1中的蒸发器16与集热井5的放热回路的放热盘管15相耦合。第一蒸发器16的出液端与第二压缩机21、蒸冷器22的第二冷凝器24、第二膨胀阀23和第一蒸发器16的回液端依次连接成循环回路，蒸冷器22的第二蒸发器25的出液端与第一压缩机12、第一冷凝器17、第一膨胀阀14及蒸冷器22的第二蒸发器25的回液端依次连接成循环回路，能量输出侧的换热盘管18与第一冷凝器17耦合并与采暖用户连接。至此在低位能源和采暖用户之间建立了一个实际上由两个热泵串联使用，共同完成二次温度的提升，使低位能源能够用于采暖的系统。如图1所示，还包括集热井5，在集热井5中设置一供水管51和回水管52，在供水管51的上部设有均流器53，在供水管51的下部设有集流器54，均流器53和集流器54均为多孔板，井壁和供水管51之间填充卵石55，供水管51和回水管52通过泵56分别与和热泵的第一蒸发器16耦合的放热盘管15连接。当泵56将通过与第一蒸发器16耦合的放热盘管15的水降温后输送到均流器53中时，均流器53中的水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用热泵以大地作为热源的空气调节系统，包括集热井，热泵和用户的换热盘管，其特征在于在所述集热井（５）中设置一供水管（５１）和回水管（５２），在所述集热井（５）的上部设有均流器（５３）、下部设有集流器（５４），在所述均流器（５３）的上方设有回水室，在所述集流器（５４）的下方设有集水室，在所述均流器（５３）和集流器（５４）之间填充卵石（５５）；所述热泵包括由第一蒸发器（１６）、第一压缩机（１２）、第一冷凝器（１７）和第一膨胀阀（１４）通过管道连接形成循环回路的第一热泵，在所述第一蒸发器（１６）、第一压缩机（１２）和第一膨胀阀（１４）之间的回路中并联一个蒸冷装置（２），所述蒸冷装置（２）包括第二压缩机（２１）、由相互耦合在一起的第二蒸发器（２５）和第二冷凝器（２４）构成的蒸冷器（２２）和第二膨胀阀（２３），在所述循环回路中具有换热介质，所述第一热泵（１）中的第一蒸发器（１６）与集热井（５）的供水管（５１）和回水管（５２）连成的回路中的放热盘管（１５）相耦合，第一蒸发器（１６）的出液端与第二压缩机（２１）、蒸冷器（２２）的第二冷凝器（２４）、第二膨胀阀（２３）和第一蒸发器（１６）的回液端依次连接成循环回路，蒸冷器（２２）的第二蒸发器（２５）的出液端与第一压缩机（１２）、第一冷凝器（１７）、第一膨胀阀（１４）及蒸冷器（２２）的第二蒸发器（２５）的回液端依次连接成另一循环回路，所述第一冷凝器（１７）与采暖用户的换热盘管（１８）相耦合。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐生恒，
申请(专利权)人：北京北控恒有源科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]