一种中深层地源热泵与空气源热泵耦合的能源系统技术方案

技术编号:43501568 阅读:9 留言:0更新日期:2024-11-29 17:06
本技术公开了一种中深层地源热泵与空气源热泵耦合的能源系统,包括中深层地源热泵机组和空气源热泵机组,所述中深层地源热泵机组、中深层地热井水换热机组、中深层地热井换热器和所述中深层地热井水循环泵构成中深层地热井水循环系统;所述中深层地源热泵机组、中深层地源热泵负荷侧循环泵、负荷侧分水器、热末端和负荷侧集水器构成中深层地源热泵供热循环系统;所述空气源热泵机组、所述负荷侧分水器、所述热末端、所述负荷侧集水器和空气源热泵负荷侧循环泵构成空气源热泵供热/供冷循环系统。本技术能够适用寒冷及严寒地区,能效高、成本低。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及建筑物的暖通空调系统,特别是一种中深层地源热泵与空气源热泵耦合的能源系统


技术介绍

1、建筑物的暖通空调系统的能耗一直是建筑能耗的重要组成部分,据相关统计研究发现,供暖及空调的能耗占建筑总能耗的30%以上,医院、车站机房、酒店等类型的建筑,供暖及空调能耗占比可高达40-50%。合理地设置供暖及空调的冷热源,是一项重要的、经济、环保的措施,也是国家大力提倡的发展方向。

2、中深层地热是指埋深在1500-4000m之间的、储存于地下水或岩石体中的热能。目前常用的中深层地热井井深为2000-3000m,一般情况下,该深度的地热井兼顾了技术的成熟性与经济性。

3、中深层地热的提取,分为取水型与取热不取水型。取水型中深层地热的单井取热量大,经济性好,但受到地质条件的限制较多,且对地下环境的影响也较大,特别是在地热水回灌不好时,地热井长期运行对地下环境的潜在危害较大。取热不取水型的中深层地热井,是在井内安装同轴套管式换热器,通过换热介质将地下热量输送至机房。虽然已经有了较多的工程案例,但中深层地热技术仍处于快速发展的进程中,相比其他的能源形式,其单位取热量的成井费用仍很高,工程建设的初投资很高。另外,与浅层地热井相比,中深层地热井只能用于从地下提取热量,不能用于夏季排热。

4、中深层地热在冬季制热时,具有明显的节能优势。部分地质条件优良的地区,地下岩层温度很高,地热井换热器的出水温度能达到40℃-50℃,这种相对高品质的热源,可以将冬季制热的费用大大降低,是一种非常有发展前景的能源形式。>

5、与中深层地热技术相比,利用空气能的空气源热泵技术,已经是一种非常成熟与廉价的可再生能源技术,具有初投资低、配置灵活的特点。但空气源热泵的能效受室外气象条件的影响很大。

6、室外温度较高时,空气源热泵的制热效果很好,但室外温度降低时,其制热量及能效均会断崖式下跌,因此单独以空气源热泵供热时,经常需要配置冗余机组,以提高供暖的保障率。另外,实际运行中,寒冷及严寒地区的空气源热泵在供暖季的整体运行能效并不高。因此空气源热泵也是一种优势、劣势均比较明显的能源形式。


技术实现思路

1、本技术为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种能够适用寒冷及严寒地区的中深层地源热泵与空气源热泵耦合的能源系统,能效高、成本低。

2、本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:一种中深层地源热泵与空气源热泵耦合的能源系统,包括中深层地源热泵机组和空气源热泵机组,所述中深层地源热泵机组、中深层地热井水换热机组、中深层地热井换热器和中深层地热井水循环泵构成中深层地热井水循环系统;所述中深层地源热泵机组、中深层地源热泵负荷侧循环泵、负荷侧分水器、热末端和负荷侧集水器构成中深层地源热泵供热循环系统;所述空气源热泵机组、所述负荷侧分水器、所述热末端、所述负荷侧集水器和空气源热泵负荷侧循环泵构成空气源热泵供热/供冷循环系统;所述负荷侧分水器的空气源热泵供热/供冷循环入口处和所述负荷侧集水器的空气源热泵供热/供冷循环出口处各自设有一个空气源热泵系统开闭阀;所述负荷侧分水器的中深层地源热泵供热循环入口处和所述负荷侧集水器的中深层地源热泵供热循环出口处各自设有一个中深层地源热泵系统开闭阀。

3、所述中深层地源热泵机组采用纯供热机组。

4、本技术具有的优点和积极效果是:

5、1)可以兼顾中深层地源热泵初投资高运行费低与空气源热泵系统初投资低运行费高的特点。中深层地源热泵和空气源热泵可以根据具体工程的实际条件合理搭配,综合考虑初投资及运行成本,调整两种能源形式所占的比重,以达到寿命周期内的最佳经济性。

6、2)采用两种能源形式互为补充,互为备用。中深层地源热泵起到了空气源热泵辅助热源的作用,节省了空气源热泵系统的辅热(如电辅热)投资,而空气源热泵起到了中深层地热井冗余井的作用,保证了中深层地热井可以在日间进行热量恢复。

7、3)可以保证两种能源形式在运行时均处于各自的高效区间内,解决中深层地热井连续运行时供热量衰减严重的问题,与空气源热泵低温运行时供热量不足及及能效衰减严重的问题。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种中深层地源热泵与空气源热泵耦合的能源系统,其特征在于,包括中深层地源热泵机组和空气源热泵机组,

2.根据权利要求1所述的中深层地源热泵与空气源热泵耦合的能源系统,其特征在于,所述中深层地源热泵机组采用纯供热机组。

【技术特征摘要】

1.一种中深层地源热泵与空气源热泵耦合的能源系统,其特征在于,包括中深层地源热泵机组和空气源热泵机组,

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【专利技术属性】
技术研发人员:章荣兵董福海柯柳斌张斌王丽文陆义杨成斌刘小林
申请(专利权)人:天津大学建筑设计规划研究总院有限公司
类型:新型
国别省市:

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