一种多能互补与储能的地源热泵系统的制作方法

    技术2023-02-10  78


    本实用新型涉及地热利用技术领域,具体涉及一种多能互补与储能的地源热泵系统。



    背景技术:

    随着热泵技术的日益成熟,在很多地方都得到了很好的利用,尤其在地热资源富集区,通过开凿地热井提取地热能为热泵供能来实现生活环境供热,具有节能、高效、环保的优点。但是,目前传统的地源热泵系统利用地热能需要相应的场地钻孔,场地往往会成为系统推广的限制条件,造成系统推广实施困难。



    技术实现要素:

    针对现有技术的缺陷,本实用新型提供一种多能互补与储能的地源热泵系统,用于降低地埋管施工场地的限制要求,降低后期的运行费用,使系统能更好的推广实施。

    本实用新型提供了一种多能互补与储能的地源热泵系统,包括循环泵组、水池组和管道组;

    所述循环泵组包括第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵和第四循环泵;

    所述水池组包括第一水池、第二水池、第三水池和第四水池;

    所述管道组包括第一主管道、第二主管道、第三主管道和第四主管道;

    所述第一循环泵设置在所述第一主管道上,所述第一主管道上沿着所述第一循环泵的出水方向依次设有第五阀门和第六阀门,所述第五阀门和第六阀门之间的所述第一主管道上并联有第一支管道;

    所述第一支管道上设有冷凝器;

    所述第二循环泵设置在所述第二主管道上,所述第二主管道沿着所述第二循环泵的出水方向依次设有第一阀门、第二阀门、第九阀门和第十阀门,所述第二阀门和第九阀门之间的所述第二主管道上设有蒸发器,所述蒸发器与所述冷凝器连通;

    所述第三循环泵设置在所述第三主管道上,所述第三主管道沿着所述第三循环泵的进水方向依次设有第十一阀门、第十三阀门和第十四阀门,所述第三主管道沿着所述第三循环泵的出水方向设有第十二阀门,所述第三主管道的出水端连接于所述第二循环泵与所述第一阀门之间的所述第二主管道上,所述第三主管道的进水端连接于所述第九阀门与所述第十阀门之间的所述第二主管道上,所述第三主管道上并联有第二支管道和第三支管道;

    所述第二支管道的出水端与位于所述第三循环泵和第十二阀门之间的所述第三主管道连通,所述第二支管道的进水端与位于所述第十一阀门和第十三阀门之间的所述第三主管道连通,所述第二支管道沿着所述第二支管道的管身依次设有板式换热器和第十五阀门;

    所述第三支管道的进水端与位于所述第十三阀门和第十四阀门之间的所述第三主管道连通,所述第三支管道的出水端与位于所述第十四阀门和第三循环泵之间的第三主管道连通,所述第三支管道上依次并联有第一次支管道、第二次支管道、第三次管道和第四次管道,所述第四次管道上设有第十七阀门,所述第一次支管道上设有第十八阀门和第二十二阀门,所述第二次支管道上设有第十九阀门和第二十三阀门,所述第三次支管道上设有第二十阀门和第二十四阀门,所述第三支管道上设有第二十一阀门和第二十五阀门;

    所述第一水池设置在所述第一次支管道上并位于所述第十八阀门和第二十二阀门之间;

    所述第二水池设置在所述第二次支管道上并位于所述第十九阀门和第二十三阀门之间;

    所述第三水池设置在所述第三次支管道上并位于所述第二十阀门和第二十四阀门之间;

    所述第四水池设置在所述第三支管道上并位于所述第二十一阀门和第二十五阀门之间;

    所述第四循环泵设置在所述第四主管道上,所述第四主管道的出水端与所述第二主管道的进水端连通,所述第四主管道的进水端与所述第二主管道的出水端连通,所述第四主管道上还设有所述板式换热器;

    位于所述第一循环泵与所述第五阀门之间的所述第一主管道上通过第四支管道与位于所属第二阀门与所述蒸发器之间的第二主管道连通,位于所述第五阀门与所述第一支管道之间的所述第一主管道通过第五支管道与位于所述第二阀门与所述第一阀门之间的第二主管道连通,位于所述第六阀门出水端的所述第一主管道通过第六支管道与位于所述蒸发器与所述第九阀门之间的所述第二主管道连通,位于所述第六阀门与所述第一支管道的之间的所述第一主管道上通过第七支管道与位于所述第九阀门与所述第三主管道之间的所述第二主管道连通。

    在上述技术方案中,本实用新型还可以做如下改进。

    优选的技术方案,其附加技术特征在于:所述第四支管道上设有第四阀门。

    优选的技术方案,其附加技术特征在于:所述第五支管道上设有第三阀门。

    优选的技术方案,其附加技术特征在于:所述第六支管道上设有第七阀门。

    优选的技术方案,其附加技术特征在于:所述第七支管道上设有第八阀门。

    优选的技术方案,其附加技术特征在于:所述第四次支管道上设有第十七阀门。

    优选的技术方案,其附加技术特征在于:所述第三支管道的出水端设有第十六阀门。

    优选的技术方案,其附加技术特征在于:所述第一水池为蓄冷水池,所述第二水池、第三水池和第四水池为蓄冷蓄热水池。

    与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:本实用新型通过设置循环泵组、水池组和管道组,通过利用峰谷电价政策,在晚上谷电时通过地源热泵系统将冷热水制备完成储存在水池组中,在白天峰电时,不开机或少开机循环泵组,通过水池组中冷热水进行优先制冷供暖,从而减少循环泵台数及地埋管数量,降低埋管施工场地的限制要求,降低后期的运行费用,使系统能更好的推广实施。

    附图说明

    为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

    图1是本实用新型实施例的一种多能互补与储能的地源热泵系统的结构示意图。

    图中,各个标记的表示含义如下:

    1、第一阀门;2、第二阀门;3、第三阀门;4、第四阀门;5、第五阀门;6、第六阀门;7、第七阀门;8、第八阀门;9、第九阀门;10、第十阀门;11、第十一阀门;12、第十二阀门;13、第十三阀门;14、第十四阀门;15、第十五阀门;16、第十六阀门;17、第十七阀门;18、第十八阀门;19、第十九阀门;20、第二十阀门;21、第二十一阀门;22、第二十二阀门;23、第二十三阀门;24、第二十四阀门;25、第二十五阀门;26、第一循环泵;27、第二循环泵;28、第三循环泵;29、第四循环泵;30、第一水池;31、第二水池;32、第三水池;33、第四水池;34、第一主管道;35、第二主管道;36、第三主管道;37、第四主管道;38、第一支管道;39、第二支管道;40、第三支管道;41、第四支管道;42、第五支管道;43、第六支管道;44、第七支管道;45、冷凝器;46、蒸发器;47、板式换热器。

    具体实施方式

    为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效,兹例举以下实施例,并详细说明如下:

    请参阅图1,本实施例提供了一种多能互补与储能的地源热泵系统,包括循环泵组、水池组和管道组;

    所述循环泵组包括第一循环泵26、第二循环泵27、第三循环泵28和第四循环泵29;

    所述水池组包括第一水池30、第二水池31、第三水池32和第四水池33;

    所述管道组包括第一主管道34、第二主管道35、第三主管道36和第四主管道37;

    所述第一循环泵26设置在所述第一主管道34上,所述第一主管道34上沿着所述第一循环泵26的出水方向依次设有第五阀门5和第六阀门6,所述第五阀门5和第六阀门6之间的所述第一主管道34上并联有第一支管道38;

    所述第一支管道38上设有冷凝器45;

    所述第二循环泵27设置在所述第二主管道35上,所述第二主管道35沿着所述第二循环泵27的出水方向依次设有第一阀门1、第二阀门2、第九阀门9和第十阀门10,所述第二阀门2和第九阀门9之间的所述第二主管道35上设有蒸发器46,所述蒸发器46与所述冷凝器45连通;

    所述第三循环泵28设置在所述第三主管道36上,所述第三主管道36沿着所述第三循环泵28的进水方向依次设有第十一阀门11、第十三阀门13和第十四阀门14,所述第三主管道36沿着所述第三循环泵28的出水方向设有第十二阀门12,所述第三主管道36的出水端连接于所述第二循环泵27与所述第一阀门1之间的所述第二主管道35上,所述第三主管道36的进水端连接于所述第九阀门9与所述第十阀门10之间的所述第二主管道35上,所述第三主管道36上并联有第二支管道39和第三支管道40;

    所述第二支管道39的出水端与位于所述第三循环泵28和第十二阀门12之间的所述第三主管道36连通,所述第二支管道39的进水端与位于所述第十一阀门11和第十三阀门13之间的所述第三主管道36连通,所述第二支管道39沿着所述第二支管道39的管身依次设有板式换热器47和第十五阀门15;

    所述第三支管道40的进水端与位于所述第十三阀门13和第十四阀门14之间的所述第三主管道36连通,所述第三支管道40的出水端与位于所述第十四阀门14和第三循环泵28之间的第三主管道36连通,所述第三支管道40上依次并联有第一次支管道、第二次支管道、第三次管道和第四次管道,所述第四次管道上设有第十七阀门17,所述第一次支管道上设有第十八阀门18和第二十二阀门22,所述第二次支管道上设有第十九阀门19和第二十三阀门23,所述第三次支管道上设有第二十阀门20和第二十四阀门24,所述第三支管道40上设有第二十一阀门21和第二十五阀门25;

    所述第一水池30设置在所述第一次支管道上并位于所述第十八阀门18和第二十二阀门22之间;

    所述第二水池31设置在所述第二次支管道上并位于所述第十九阀门19和第二十三阀门23之间;

    所述第三水池32设置在所述第三次支管道上并位于所述第二十阀门20和第二十四阀门24之间;

    所述第四水池33设置在所述第三支管道40上并位于所述第二十一阀门21和第二十五阀门25之间;

    所述第四循环泵29设置在所述第四主管道37上,所述第四主管道37的出水端与所述第二主管道35的进水端连通,所述第四主管道37的进水端与所述第二主管道35的出水端连通,所述第四主管道37上还设有所述板式换热器47;

    位于所述第一循环泵26与所述第五阀门5之间的所述第一主管道34上通过第四支管道41与位于所属第二阀门2与所述蒸发器46之间的第二主管道35连通,位于所述第五阀门5与所述第一支管道38之间的所述第一主管道34通过第五支管道42与位于所述第二阀门2与所述第一阀门1之间的第二主管道35连通,位于所述第六阀门6出水端的所述第一主管道34通过第六支管道43与位于所述蒸发器46与所述第九阀门9之间的所述第二主管道35连通,位于所述第六阀门6与所述第一支管道38的之间的所述第一主管道34上通过第七支管道44与位于所述第九阀门9与所述第三主管道36之间的所述第二主管道35连通。

    请参阅图1,所述第四支管道41上设有第四阀门4。

    请参阅图1,所述第五支管道42上设有第三阀门3。

    请参阅图1,所述第六支管道43上设有第七阀门7。

    请参阅图1,所述第七支管道44上设有第八阀门8。

    请参阅图1,所述第四次支管道上设有第十七阀门17。

    请参阅图1,所述第三支管道40的出水端设有第十六阀门16。

    请参阅图1,所述第一水池30为蓄冷水池,所述第二水池31、第三水池32和第四水池33为蓄冷蓄热水池。

    本系统的具体工作原理如下,如图1所示为系统流程示意图,本系统的第一水池30为消防水池,作蓄冷水池使用。

    其中第一循环泵26为地源侧循环泵,第二循环泵27为主系统冷冻水泵,第三循环泵28为水池侧蓄冷/释冷/蓄热/释热共用水泵,第四循环泵29为用户侧释冷/释热水泵。

    第二阀门2至第九阀门9用于主机切换制冷/制热工况,当夏季制冷工况时,打开第二阀门2、第五阀门5、第六阀门6、第九阀门9,关闭第三阀门3、第四阀门4、第七阀门7、第八阀门8;冬季制热工况时,打开第三阀门3、第四阀门4、第七阀门7、第八阀门8,关闭第二阀门2、第五阀门5、第六阀门6、第九阀门9。

    第十八阀门18至第二十五阀门25用于切换四个水池工作状态。若第一水池30投入使用,则打开第十八阀门18、第二十二阀门22,关闭其余6个阀门;若第二水池31投入使用,则打开第十九阀门19、第二十三阀门23,关闭其余6个阀门;若第三水池32投入使用,则打开第二十阀门20、第二十四阀门24,关闭其余6个阀门;若第四水池33投入使用,则打开第二十一阀门21、第二十五阀门25,关闭其余6个阀门。

    夏季工况:主机进口温度11℃,出口温度5℃,对水池进行蓄冷;释冷时,水池通过板换制取12/7℃冷水对用户供冷。

    蓄冷时,主机切换为制冷工况,关闭第一阀门1、第十阀门10、第十四阀门14、第十五阀门15、第十七阀门17,打开第十一阀门11、第十二阀门12、第十三阀门13、第十六阀门16,第三循环泵28运行对相应水池进行蓄冷。释冷时,主机停止工作,打开第十四阀门14、第十五阀门15、第十七阀门17,关闭第十一阀门11、第十二阀门12、第十三阀门13、第十六阀门16。

    冬季蓄热工况,主机切换为制热工况,关闭第一阀门1、第十阀门10、第十三阀门13、第十五阀门15、第十六阀门16,打开第十一阀门11、第十二阀门12、第十四阀门14、第十七阀门17,第三循环泵28运行对相应水池进行蓄热。释热时,主机停止工作,打开第十三阀门13、第十五阀门15、第十六阀门16,关闭第十一阀门11、第十二阀门12、第十四阀门14、第十七阀门17。

    在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。

    此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。

    在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

    在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

    在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

    尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。


    技术特征:

    1.一种多能互补与储能的地源热泵系统,其特征在于:包括循环泵组、水池组和管道组;

    所述循环泵组包括第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵和第四循环泵;

    所述水池组包括第一水池、第二水池、第三水池和第四水池;

    所述管道组包括第一主管道、第二主管道、第三主管道和第四主管道;

    所述第一循环泵设置在所述第一主管道上,所述第一主管道上沿着所述第一循环泵的出水方向依次设有第五阀门和第六阀门,所述第五阀门和第六阀门之间的所述第一主管道上并联有第一支管道;

    所述第一支管道上设有冷凝器;

    所述第二循环泵设置在所述第二主管道上,所述第二主管道沿着所述第二循环泵的出水方向依次设有第一阀门、第二阀门、第九阀门和第十阀门,所述第二阀门和第九阀门之间的所述第二主管道上设有蒸发器,所述蒸发器与所述冷凝器连通;

    所述第三循环泵设置在所述第三主管道上,所述第三主管道沿着所述第三循环泵的进水方向依次设有第十一阀门、第十三阀门和第十四阀门,所述第三主管道沿着所述第三循环泵的出水方向设有第十二阀门,所述第三主管道的出水端连接于所述第二循环泵与所述第一阀门之间的所述第二主管道上,所述第三主管道的进水端连接于所述第九阀门与所述第十阀门之间的所述第二主管道上,所述第三主管道上并联有第二支管道和第三支管道;

    所述第二支管道的出水端与位于所述第三循环泵和第十二阀门之间的所述第三主管道连通,所述第二支管道的进水端与位于所述第十一阀门和第十三阀门之间的所述第三主管道连通,所述第二支管道沿着所述第二支管道的管身依次设有板式换热器和第十五阀门;

    所述第三支管道的进水端与位于所述第十三阀门和第十四阀门之间的所述第三主管道连通,所述第三支管道的出水端与位于所述第十四阀门和第三循环泵之间的第三主管道连通,所述第三支管道上依次并联有第一次支管道、第二次支管道、第三次管道和第四次管道,所述第四次管道上设有第十七阀门,所述第一次支管道上设有第十八阀门和第二十二阀门,所述第二次支管道上设有第十九阀门和第二十三阀门,所述第三次支管道上设有第二十阀门和第二十四阀门,所述第三支管道上设有第二十一阀门和第二十五阀门;

    所述第一水池设置在所述第一次支管道上并位于所述第十八阀门和第二十二阀门之间;

    所述第二水池设置在所述第二次支管道上并位于所述第十九阀门和第二十三阀门之间;

    所述第三水池设置在所述第三次支管道上并位于所述第二十阀门和第二十四阀门之间;

    所述第四水池设置在所述第三支管道上并位于所述第二十一阀门和第二十五阀门之间;

    所述第四循环泵设置在所述第四主管道上,所述第四主管道的出水端与所述第二主管道的进水端连通,所述第四主管道的进水端与所述第二主管道的出水端连通,所述第四主管道上还设有所述板式换热器;

    位于所述第一循环泵与所述第五阀门之间的所述第一主管道上通过第四支管道与位于所属第二阀门与所述蒸发器之间的第二主管道连通,位于所述第五阀门与所述第一支管道之间的所述第一主管道通过第五支管道与位于所述第二阀门与所述第一阀门之间的第二主管道连通,位于所述第六阀门出水端的所述第一主管道通过第六支管道与位于所述蒸发器与所述第九阀门之间的所述第二主管道连通,位于所述第六阀门与所述第一支管道的之间的所述第一主管道上通过第七支管道与位于所述第九阀门与所述第三主管道之间的所述第二主管道连通。

    2.根据权利要求1所述的一种多能互补与储能的地源热泵系统,其特征在于:所述第四支管道上设有第四阀门。

    3.根据权利要求1所述的一种多能互补与储能的地源热泵系统,其特征在于:所述第五支管道上设有第三阀门。

    4.根据权利要求1所述的一种多能互补与储能的地源热泵系统,其特征在于:所述第六支管道上设有第七阀门。

    5.根据权利要求1所述的一种多能互补与储能的地源热泵系统,其特征在于:所述第七支管道上设有第八阀门。

    6.根据权利要求1所述的一种多能互补与储能的地源热泵系统,其特征在于:所述第四次支管道上设有第十七阀门。

    7.根据权利要求1所述的一种多能互补与储能的地源热泵系统,其特征在于:所述第三支管道的出水端设有第十六阀门。

    8.根据权利要求1所述的一种多能互补与储能的地源热泵系统,其特征在于:所述第一水池为蓄冷水池,所述第二水池、第三水池和第四水池为蓄冷蓄热水池。

    技术总结
    本实用新型提供了一种多能互补与储能的地源热泵系统,包括循环泵组、水池组和管道组;所述循环泵组包括第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵和第四循环泵;所述水池组包括第一水池、第二水池、第三水池和第四水池;所述管道组包括第一主管道、第二主管道、第三主管道和第四主管道;所述第一循环泵设置在所述第一主管道上,所述第二循环泵设置在所述第二主管道上,所述第三循环泵设置在所述第三主管道上,所述第四循环泵设置在所述第四主管道上;本实用新型用于降低地埋管施工场地的限制要求,降低后期的运行费用,使系统能更好的推广实施。

    技术研发人员:王常委;杨伟;王玉超;郭艳方;蔡智解
    受保护的技术使用者:河南省昌通新能源有限公司
    技术研发日:2019.08.07
    技术公布日:2020.04.03

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