一种地下储能—地源热泵联合建筑供能系统技术方案

本发明专利技术为一种地下储能—地源热泵联合建筑供能系统。该系统包括三个子系统：储冷供冷系统、储热供热系统和空调机房系统；储冷供冷系统包括风盘、储冷埋管管群、储冰池、冷区循环水泵、直供冷端进口阀、直供冷端出口阀、储冰池进口阀、储冰池出口阀、储冷区进口阀、储冷区出口阀、地表水进口阀、地表水出口阀和连接管路；储热供热系统包括地板采暖、储热埋管管群、太阳能集热器、储蜡池、热区循环水泵、直供热端进口阀、直供热端出口阀、储蜡池进口阀、储蜡池出口阀、储热区进口阀、储热区出口阀、集热进口阀、集热出口阀和连接管路。本发明专利技术为双末端、单独冷、热源，可避免冬夏季负荷差异引起的地温场不平衡问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体一种为别墅建筑提供冷、热能的跨季节储、供能系统。
技术介绍
当前，在能源供应紧张且温室效应日趋严重的情况下，发展可再生能源利用技术迫在眉睫。尤其是在建筑用能领域，新能源的利用更是得到广泛关注，比如太阳能、风能、地热能的利用。在可再生能源利用方面，目前应用最多的当属浅层地热能利用方面的地源热泵技术。该技术是一种利用地下土壤作为热泵低位热源，通过输入少量的高品位能源(如电能)，实现热量从低温位向高温位转移的热泵系统。同时，地下储能可有效利用自然界的冷、热源，将其进行跨季节储存来满足时令季节的用能需求。当下，地下蓄能和土壤源热 泵集成系统的研究对提高不可再生能源的利用效率、加大可再生能源(例如地热能和太阳能)利用程度、减低空调冷热源排放C02引起的温室效应都起到了积极的作用，对缓解我国电力供应紧张的局面及解决能源与环境的问题产生着重要影响。目前常用的有地源热泵技术及和太阳能利用相结合的太阳能-热泵技术。但相应的储冷技术发展和应用较少，并且在储能方面上，储能效率低也成为遏制储能技术发展运用的瓶颈。但事实上，降低建筑环境营造系统的能源消耗大致从两个方面来实现第一，尽可能在满足用户基本需要的前提下，降低建筑内环境参数与诸多能利用的自然环境间的差；第二，如何通过能量的储存与转化进一步利用自然界环境状态在时间上的变化来营造适宜的生活环境。因此，构建一种储能与地源热泵联合的建筑供能系统，通过充分进行跨季节的自然能量存储，来满足冬夏季的用能需求是十分有意义的。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是提供一种系统，主要以土壤为对象，依靠冬冷夏储、夏热冬用的地下储能技术，结合太阳能集热、地表水储冷和空调机组辅助的作用，通过合理调配达到满足建筑供冷、热的需求。该系统可在很大程度上减少电耗，利用自然资源满足用能需求，创造舒适的生活环境。提出的新的地下储能设想，与现有的地源热泵系统相比，可充分利用自然资源，较大程度上减少地源侧冷、热量损失，提高机组性能系数。并且系统各部分调节灵活，独立性强，针对别墅建筑有较好的适用性。本专利技术所解决的高效率利用自然能源满足建筑供能问题，提供一种地下储能一地源热泵联合建筑供能系统。该系统包括三个子系统储冷供冷系统、储热供热系统和空调机房系统。所述储冷供冷系统I包括风盘、储冷埋管管群、储冰池、冷区循环水泵、直供冷端进口阀、直供冷端出口阀、储冰池进口阀、储冰池出口阀、储冷区进口阀、储冷区出口阀、地表水进口阀、地表水出口阀和连接管路；所述储冷埋管管群流出端顺次与储冷区出口阀、冷区循环水泵、地表水进口阀、地表水、地表水出口阀和储冷埋管管群流入端通过管路相连接；所述储冰池流出端顺次与储冰池出口阀、冷区循环水泵、直供冷端进口阀、风盘流入端、风盘流出端、直供冷端出口阀、储冰池进口阀和储冰池流入端通过管路相连接；所述储冰池内冰源通过在最冷季机械取冰的方式，将冰块堆置池中实现；所述储冷埋管管群流出端顺次与储冷区出口阀、冷区循环水泵、直供冷端进口阀、风盘流入端、风盘流出端、直供冷端出口阀、储冷区进口阀和储冷埋管管群流入端通过管路相连接。所述储热供热系统II包括地板采暖、储热埋管管群、太阳能集热器、储蜡池、热区循环水泵、直供热端进口阀、直供热端出口阀、储蜡池进口阀、储蜡池出口阀、储热区进口阀、储热区出口阀、集热进口阀、集热出口阀和连接管路；所述储热埋管管群流出端顺次与集热进口阀、太阳能集热器、集热出口阀、热区循环水泵、储热区进口阀和储热埋管管群流入端通过管路相连接；所述储热埋管管群流出端同时顺次与储热区出口阀、直供热端进口阀、地板采暖流入端、地板采暖流出端、直供热端出口阀、热区循环水泵、储热区进口阀和储热埋管管群流入端通过管路相连接。所述储蜡池流出端顺次与储蜡池出口阀、直供热端进口阀、地板采暖流入端、地板采暖流出端、直供热端出口阀、热区循环水泵、储蜡池进口阀和储蜡池流入端通过管路相连接；所述储蜡池流出端同时顺次与储蜡池出口阀、储热区出口阀、集热进口阀、太阳能集热器、集热出口阀、热区循环水泵、储蜡池进口阀和储蜡池流入端 通过管路相连接。所述空调机房系统III包括热泵机组、地源侧循环水泵、末端侧循环水泵、地源侧排热进口阀、地源侧排热出口阀、末端供冷进口阀、末端供冷出口阀、地源侧取热进口阀、地源侧取热出口阀、末端供热进口阀、末端供热出口阀；所述热泵机组用户侧出流端顺次与末端侧循环水泵、末端供冷进口阀、风盘流入端、风盘流出端、末端供冷出口阀和热泵机组用户侧入流端管路相连接，构成封闭循环；所述热泵机组地源侧出流端顺次与地源侧循环水泵、地源侧排热出口阀、储冷区出口阀、储冷埋管管群流入端、储冷埋管管群流出端、地源侧排热进口阀和热泵机组地源侧入流端管路相连接，构成封闭循环。所述热泵机组用户侧出流端顺次与末端侧循环水泵、末端供热进口阀、地板采暖流入端、地板采暖流出端、末端供热出口阀和热泵机组用户侧入流端管路相连接，构成封闭循环；所述热泵机组地源侧出流端顺次与地源侧循环水泵、地源侧取热出口阀、储热区进口阀、储热埋管管群流入端、储热埋管管群流出端、储热区出口阀、地源侧取热进口阀和热泵机组地源侧入流端管路相连接，构成封闭循环。所述的储冰池或储蜡池采用砖块水泥砌起，池子体积、埋管深度根据用户负荷来确定，池体顶部距地面I米以上，并覆盖以保温材料。所述的储冷埋管管群在储冰池外侧呈环状布置，埋管管群顶部距地面I米以上，并覆盖以保温材料。所述的储热埋管管群在储蜡池外侧呈环状布置，埋管管群顶部距地面I米以上，并覆盖以保温材料。所述的储冰池周围有适宜的地表水源或人工砌成地表储水池。所述供冷系统的一部分负荷由储冰池和储冷埋管管群分别提供，另一部分负荷由地源热泵供冷系统提供；所述供热系统的一部分负荷由储蜡池和储热埋管管群分别提供，另一部分负荷由地源热泵供热系统提供。本专利技术的有益效果为I)该系统包括双末端(风盘、地板采暖)、单独冷、热源(储冷埋管管群、储热埋管管群)，可避免冬夏季负荷差异引起的地温场不平衡问题。2)充分利用季节性的自然冷量和热量，其来源广泛，数量可观。3)埋管管群在储能池外侧呈环状布置，可较大程度上降低能量损失，提高储能效率。4)系统独立调配，控制切换灵活，供能方式多样，且和储能模式转换方便。5)冬季储热区的平均温度高于正常土壤表面，可用于建筑周围的路面融雪和栽培树木草皮，实现绿色景观的目的。附图说明图I为本专利技术地下储能-地源热泵联合建筑供能系统的组成结构示意图。具体实施例方式下面结合实施方式及其附图进一步叙述本专利技术本专利技术设计的地下储能-地源热泵联合建筑供能系统(参见图I)。该系统包括三个子系统储冷供冷系统I、储热供热系统II和空调机房系统III。所述储冷供冷系统I包括风盘I、储冷埋管管群9、储冰池4、冷区循环水泵51、直供冷端进口阀32、直供冷端出口阀31、储冰池进口阀33、储冰池出口阀34、储冷区进口阀35、储冷区出口阀37、地表水进口阀38、地表水出口阀36和连接管路；所述储冷埋管管群9流出端顺次与储冷区出口阀37、冷区循环水泵51、地表水进口阀38、地表水、地表水出口阀36和储冷埋管管群9流入端通过管路相连接；所述储冰池4流出端顺次与储冰池出口阀34、冷区循环水泵51、直供冷端进口阀32、风盘I流入端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地下储能一地源热泵联合建筑供能系统，其特征为该系统包括三个子系统储冷供冷系统、储热供热系统和空调机房系统； 所述储冷供冷系统包括风盘、储冷埋管管群、储冰池、冷区循环水泵、直供冷端进口阀、直供冷端出口阀、储冰池进口阀、储冰池出口阀、储冷区进口阀、储冷区出口阀、地表水进口阀、地表水出口阀和连接管路；所述储冷埋管管群流出端顺次与储冷区出口阀、冷区循环水泵、地表水进口阀、地表水、地表水出口阀和储冷埋管管群流入端通过管路相连接；所述储冰池流出端顺次与储冰池出口阀、冷区循环水泵、直供冷端进口阀、风盘流入端、风盘流出端、直供冷端出口阀、储冰池进口阀和储冰池流入端通过管路相连接；所述储冰池内冰源通过在最冷季机械取冰的方式，将冰块堆置池中实现；所述储冷埋管管群流出端顺次与储冷区出口阀、冷区循环水泵、直供冷端进口阀、风盘流入端、风盘流出端、直供冷端出口阀、储冷区进口阀和储冷埋管管群流入端通过管路相连接； 所述储热供热系统包括地板采暖、储热埋管管群、太阳能集热器、储蜡池、热区循环水泵、直供热端进口阀、直供热端出口阀、储蜡池进口阀、储蜡池出口阀、储热区进口阀、储热区出口阀、集热进口阀、集热出口阀和连接管路；所述储热埋管管群流出端顺次与集热进口阀、太阳能集热器、集热出口阀、热区循环水泵、储热区进口阀和储热埋管管群流入端通过管路相连接；所述储热埋管管群流出端同时顺次与储热区出口阀、直供热端进口阀、地板采暖流入端、地板采暖流出端、直供热端出口阀、热区循环水泵、储热区进口阀和储热埋管管群流入端通过管路相连接；所述储蜡池流出端顺次与储蜡池出口阀、直供热端进口阀、地板采暖流入端、地板采暖流出端、直供热端出口阀、热区循环水泵、储蜡池进口阀和储蜡池流入端通过管路相连接；所述储蜡池流出端同时顺次与储蜡池出口阀、储热区出口阀、集热进口阀、太阳...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐承英，杜红普，王华军，崔亚辉，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：