【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源，尤其涉及一种中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统及控制方法。
技术介绍
1、地源热泵是利用地热能为建筑物供冷供热的常用技术。地埋管换热器在供冷季将热能传递到地下进行储存，在供暖季从土壤提取热能。浅层地埋管利用的一般是地下深度小于200m的地热能，可以用于制冷和供热，技术相对成熟，应用较广。在夏季，浅层地埋管的出水温度低于围护结构和空气温度，在利用浅层地热制冷时，仍需通过热泵提升能量品位，因此消耗大量电能。中深层地埋管的埋管深度通常能达到2000-3000m，底部温度更高，取热能力得到很大增强，但只能用于冬季供热。在冬季，中深层地埋管出水温度低于供暖末端所需供水温度，经热泵蒸发侧作用后，其回水仍保持较高的温度，地埋管的供回水温差较小，对地热的利用不够充分。
2、内嵌管式围护结构的概念是在墙体内埋管，利用循环水来传递热量。在夏季，内嵌管采用低于室内温度的冷水拦截进入室内的热量；在冬季，这种结构通过管道内高于室内温度的热水阻碍室内的热量散失和实现低温供热。但是，内嵌管的供水需要额外的冷热源实现。埋管结构的储热能力大，管道结构与循环水之间的传热面积大，即使温差较小，也能产生可观的热通量，这使得我们能够充分利用各种低品位能源。
3、目前在大多数地热能的利用中，仍需通过热泵提高其能量品位，对地热的直接利用较少，也存在地埋管回水温度夏季较低和冬季较高的问题，造成了地热能利用不充分。此外，采用深、浅地热能耦合建筑内嵌管系统也可以解决内嵌管系统的能源问题。
4、通过上述分析，现有技术存在的问
5、目前在大多数地热能的利用中，仍需通过热泵提高其能量品位，对地热的直接利用较少，也存在地埋管回水温度夏季较低和冬季较高的问题，造成了地热能利用不充分。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统及控制方法。
2、本专利技术是这样实现的，一种中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统包括：
3、地热能采集单元，所述地热能采集单元包括至中深层地埋管换热器和浅层地埋管换热器，所述地埋管换热器内设有介质通道；
4、辐射换热器，所述辐射换热器内设有介质通道，由内部流体通过辐射方式传热；
5、室内安装基体，所述室内安装基体内设有所述辐射换热器。
6、进一步，还包括围护结构内嵌管，所述围护结构内嵌管与所述辐射换热器和/或所述中深层地埋管换热器和/或所述浅层地埋管换热器连接；
7、外围护结构，所述外围护结构内设有所述围护结构内嵌管。
8、进一步，还包括热泵，所述热泵包括蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置，所述蒸发器与所述中深层地埋管换热器和/或所述浅层地埋管换热器连接，所述冷凝器与所述辐射换热器和/或所述围护结构内嵌管连接。
9、进一步，还包括地源侧循环泵，所述地源侧循环泵与所述中深层地埋管换热器和/或所述浅层地埋管换热器连接。
10、进一步，还包括用户侧循环泵，所述用户侧循环泵与所述热泵和/或所述辐射换热器和/或所述围护结构内嵌管连接。
11、进一步，所述中深层地埋管换热器对应设有管路旁通装置。
12、进一步，所述浅层地埋管换热器对应设有管路旁通装置。
13、本专利技术的另一目的在于提供一种中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统的控制方法，包括：
14、地热能采集：通过地源侧循环泵使流体介质分别流经中深层地埋管换热器和浅层地埋管换热器，采集地热能；
15、热泵系统运行：使流体介质从中深层地埋管换热器和/或浅层地埋管换热器进入热泵系统的蒸发器，进行热交换；热泵系统的压缩机压缩流体介质，使温度升高；高温流体介质进入热泵系统的冷凝器，通过冷凝释放热量；
16、建筑内嵌管传热：将冷凝后的流体介质通过用户侧循环泵输送至辐射换热器和/或围护结构内嵌管，利用辐射方式将热量传递至室内。
17、进一步，还包括以下步骤：
18、系统运行监测与校正：监测地热能采集过程中的流体温度和流量，监测热泵系统的运行状态，包括蒸发器和冷凝器的工作温度和压力；
19、反馈控制与调节：利用反馈控制系统监测室内温度和热量分布，根据实际需求调节用户侧循环泵的流量和压力；根据室内温度的变化，调整热泵系统的运行参数，优化热量输出；；
20、动态调整：通过管路旁通装置，根据室外环境温度和负荷变化，动态调整中深层地埋管换热器和浅层地埋管换热器的热量分配；
21、利用实时数据分析和预测模型，优化系统运行，提高能效，降低运行成本。
22、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
23、第一、本专利技术提供了一种中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统，该系统可以利用浅层和中深层地热实现夏季制冷和冬季供热；实现了地热能的直接利用，解决了地埋管出水需要热泵提升能量品位的问题，并为建筑内嵌管系统提供了一种稳定的能量来源；实现了地热能的梯级利用，为地热能的应用推广提供了思路。
24、本专利技术提出了一种中深层和浅层地热耦合内嵌管的梯级利用系统，包括：(1)地热能采集单元，包括浅层地埋管换热器和中深层地埋管换热器，所述换热器与热泵、辐射换热单元、内嵌管系统均可单独连通，也可串联；(2)热泵单元，包括蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置，用于提升地热能能量品位；(3)辐射换热器；(4)建筑内嵌管系统。
25、第二，本专利技术提供的地热能耦合系统，主要用于建筑的能源供应。系统包括不同层次的地埋管换热器(中深层和浅层)、辐射换热器、室内安装基体、围护结构内嵌管、外围护结构、热泵以及地源侧和用户侧循环泵。这种设计的目的是有效地利用地热能，通过一系列相互连接的组件实现高效的能量转换和使用。
26、技术问题与解决方案：
27、传统建筑使用的能源系统往往依赖单一的能源来源，效率不高，且不能充分利用可再生能源。此外，传统系统可能不足以应对建筑在不同季节和不同时间的能源需求波动。
28、本专利技术通过整合中深层与浅层地热资源，利用地热能的稳定性和可再生特性，优化能源使用效率。系统中的地埋管换热器负责从不同深度的地层中收集地热能，通过热泵系统进行能量的提取或排放。辐射换热器和围护结构内嵌管进一步提高了能量的传递效率，同时降低了能量损失。
29、显著的技术进步：
30、1.能源效率提高：通过使用地热能，减少了对化石燃料的依赖，降低了能源消耗和运行成本。
31、2.系统的可适应性：结合中深层和浅层地埋管换热器，系统能更好地适应不同环境和季节变化，保证能源供应的连续性和稳定性。
32、3.环境友好：使用可再生地热资源，减少了温室气体排放，对环境的负面影响较小。
33、这种系统不仅提高了建筑能源的使用效率，还对环境保护和可持续发展做出了贡献。本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统，其特征在于，还包括围护结构内嵌管，所述围护结构内嵌管与所述辐射换热器和/或所述中深层地埋管换热器和/或所述浅层地埋管换热器连接；
3.根据权利要求2所述中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统，其特征在于，还包括热泵，所述热泵包括蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置，所述蒸发器与所述中深层地埋管换热器和/或所述浅层地埋管换热器连接，所述冷凝器与所述辐射换热器和/或所述围护结构内嵌管连接。
4.根据权利要求3所述中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统，其特征在于，还包括地源侧循环泵，所述地源侧循环泵与所述中深层地埋管换热器和/或所述浅层地埋管换热器连接。
5.根据权利要求4所述中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统，其特征在于，还包括用户侧循环泵，所述用户侧循环泵与所述热泵和/或所述辐射换热器和/或所述围护结构内嵌管连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统，其特征在于，所述中深层地埋管
7.根据权利要求1-5任一项所述的中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统，其特征在于，所述浅层地埋管换热器对应设有管路旁通装置。
8.一种如权利要求1所述系统的中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统的控制方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统的控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统，其特征在于，还包括围护结构内嵌管，所述围护结构内嵌管与所述辐射换热器和/或所述中深层地埋管换热器和/或所述浅层地埋管换热器连接；
3.根据权利要求2所述中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统，其特征在于，还包括热泵，所述热泵包括蒸发器、压缩机、冷凝器、节流装置，所述蒸发器与所述中深层地埋管换热器和/或所述浅层地埋管换热器连接，所述冷凝器与所述辐射换热器和/或所述围护结构内嵌管连接。
4.根据权利要求3所述中深层与浅层地热耦合建筑内嵌管系统，其特征在于，还包括地源侧循环泵，所述地源侧循环泵与所述中深层地埋管换热器和/或所述浅层地埋管...
【专利技术属性】
技术研发人员：王枭，董洪伟，王之敬，
申请(专利权)人：中国长江电力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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