CN207422535U - 毛细管网土壤源热泵中央空调系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种毛细管网土壤源热泵中央空调系统，包括毛细管网、地埋管换热器、土壤源热泵机组，新风机组以及分集水器；低温热泵机组与新风机组相连，高温热泵机组与冷冻水分集水器相连，冷冻水侧分集水器分别与毛细管网进出水管路相连，地埋管换热器进出水分别与地源侧分集水器相连，地源侧集分水器分别与热泵机组的进出冷却水管路相连，地源侧分水器与空调侧分水器连接，地源侧集水器与空调侧集水器连接，湿度控制器与电动阀门接通。本实用新型利用地下土壤温度调节冷却水温度，从而提高热泵机组的COP，达到节能减排效果，并且在过渡季节，只需水泵提供动力，即可完成室内温度调节，比传统空调更节能。
Description
技术领域
本实用新型涉及采暖制冷空调系统，具体是一种毛细管网土壤源热泵中央空调系统。
背景技术
目前，建筑采暖、制冷消耗的能源占建筑能耗的70%左右，因此，需要一种清洁、高效、可持续利用的采暖制冷方式来达到节能的效果，并且随着暖通空调技术的不断应用与发展，居民对室内环境舒适度的要求也越来越高，不仅要考虑在采暖、制冷过程中能源的消耗，也考虑如何经济、快速、舒适的调节室内温度。
传统的中央空调系统，室内存在风机噪音，气流分布不均匀，风管长期运行会聚集灰尘、细菌等，影响室内空气品质，并且节能效果不佳。
CN101936580公开了一种毛细管网末端水源热泵中央空调系统，旨在实现能耗低、噪音小、健康安全的目的，但其存在的问题是：水源热泵存在大量抽取地下水，无法100%回灌，造成地面沉降的缺陷；在冬夏过渡季节，水源热泵无法充分发挥地下热能的作用，在不利用机组的情况下，不能实现室内的温度控制。
实用新型内容
为了解决以上问题，本实用新型提供一种毛细管网土壤源热泵中央空调系统，来实现室内环境的健康舒适与节能环保。
本实用新型解决其技术问题采用的技术方案是：
一种毛细管网土壤源热泵中央空调系统，包括地埋管换热器、毛细管网、低温热泵机组、高温热泵机组及新风机组，低温热泵机组一侧与新风机组进水口和新风机组出水口连接，低温热泵机组另一侧与地源侧分水器和地源侧集水器连接；高温热泵机组一侧与空调侧分水器和空调侧集水器连接，高温热泵机组另一侧与地源侧分水器和地源侧集水器连接；毛细管网进、出水管路分别与空调侧分水器和空调侧集水器连接；地埋管换热器进、出水管路分别与地源侧分水器和地源侧集水器连接；地源侧分水器与空调侧分水器之间设有连接支路，地源侧集水器与空调侧集水器之间设有连接支路。
基于上述技术方案的本实用新型，其设计原理是：
地埋管换热器将冷却水与地下土壤换热，调节冷却水温度，从而提高土壤源热泵机组的COP，土壤源热泵机组采用双机组形式，一个为低温热泵机组，夏季输出较低温度冷冻水（3-7℃），提供给新风机组；另一个为高温热泵机组，夏季输出较高温度冷冻水（18-20℃），提供给毛细管网管路；
毛细管网管路以水为介质，实现冷热量的传递，毛细管网管路在立管、各区、各网片之间采用同程式+集分水器（口径DN25）原则，每一个分水支路最大供应面积控制在25m2，毛细管网内流速控制在0.04m/s-0.06m/s之间，毛细管网敷设在顶棚和墙面，毛细管网只承担室内显热负荷；
新风机组通过循环的冷冻水对新鲜空气进行降温除湿，将室内湿度降下来，主要承担室内的湿负荷，同时在室内安装有露点保护器，若毛细管网水温低于室内空气露点温度，通过调节阀门来控制毛细管内水量的大小；
地源侧分、集水器与空调侧分、集水器直接串联，只需水泵提供动力，将地源侧循环水与空调侧循环水混合，将室内空气以水为介质与地下土壤进行热量交换。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
（1）没有常规空调方式的风机噪声和强吹风，柔和安静、健康卫生，并且辐射换热方式比对流换热舒适度强，人体体感舒适；
（2）有效利用低品位能源并提高机组COP，冬季供暖热水温度为30-40℃，夏季供冷冷水温度为18-20℃；
（3）普通地板采暖热惯性一般为6小时左右，毛细管网热惯性约为0.5小时，便于分区分时智能温控，不但舒适性强，而且有利于节能；
（4）毛细管网单位面积散热量大，轻薄、柔软、荷载小，方便与装饰层结合安装，可以因地制宜的安装在地面、墙面、顶棚，灵活的安装形式，适用于各建筑不同功能分区的使用需求；
（5）在过渡季节，可以直接将地下土壤作为冷热源，不需要启动制冷（热）机组，节能效果显著。
附图说明
图1是本实用新型实施例的结构示意图；
图中：1-地埋管换热器；2-毛细管网；3-低温热泵机组；44-高温热泵机组；5-地源侧分水器；6-地源侧集水器；7-空调侧分水器；8-空调侧集水器；9-新风机组进水口；10-新风机组出水口；11-低温热泵机组冷却水水泵；12-高温热泵机组冷却水水泵；13-过渡季水泵；14-温湿度探头；15-湿度控制器；16-电动阀门。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作详细说明。
参见图1，一种毛细管网土壤源热泵中央空调系统，由地埋管换热器1、毛细管网2、低温热泵机组3、高温热泵机组4、新风机组、水泵及分、集水器组成，低温热泵机组3一侧与新风机组进水口10和新风机组出水口9连接，低温热泵机组3另一侧与地源侧分水器5和地源侧集水器6连接；高温热泵机组4一侧与空调侧分水器7和空调侧集水器8连接，高温热泵机组4另一侧与地源侧分水器5和地源侧集水器6连接；毛细管网2进、出水管路分别与空调侧分水器7和空调侧集水器8连接；地埋管换热器1进、出水管路分别与地源侧分水器5和地源侧集水器6连接；地源侧分水器5与空调侧分水器7之间设有连接支路，地源侧集水器6与空调侧集水器8之间设有连接支路。
低温热泵机组3与新风机组出水口9、地源侧集水器6之间的连接管路上分别设置有低温热泵机组冷冻水水泵11。
高温热泵机组4与空调侧集水器8、地源侧集水器6之间的连接管路上分别设置有高温热泵机组冷冻水水泵12。
空调侧集水器8与地源侧集水器6之间的连接支路上设有过渡季水泵13。
室内的温湿度探头14与毛细管网2进水管口部的电动阀门16之间装有湿度控制器15。
夏季工况：
地埋管换热器1与地源侧分水器5和地源侧集水器6接通，地源侧分水器5与高温热泵机组4的冷却水进水口和低温热泵机组3的冷却水进水口接通，地源侧集水器6与高温热泵机组4的冷却水出水口和低温热泵机组3的冷却水出水口接通，高温热泵机组4的冷冻水进、出水口分别与空调侧集水器8、空调侧分水器7接通，低温热泵机组3的冷冻水进出水口分别与新风机组进水口9和新风机组出水口10连接，通过湿度控制器15监测毛细管网2温度，湿度控制器15调节电动阀门16的开启与闭合，保证毛细管网2温度不低于室内空气露点温度，以防结露。
冬季工况：
地埋管换热器1与地源侧分水器5和地源侧集水器6接通，地源侧分水器5与高温热泵机组4的冷却水进水口和低温热泵机组3的冷却水进水口接通，地源侧集水器6与高温热泵机组4的冷却水出水口和低温热泵机组3的冷却水出水口接通，高温热泵机组4的冷冻水进、出水口分别与空调侧集水器8、空调侧分水器7接通，低温热泵机组3的冷冻水进、出水口分别与新风机组进水口9和新风机组出水口10连接，高温热泵机组4与低温热泵机组3均为毛细管网2和新风机组提供35-40℃热水，为室内提供热量。
冬夏过渡季工况：
地埋管换热器1与地源侧分水器5、地源侧集水器6接通，地源侧分水器5与空调侧分水器7接通，地源侧集水器6与空调侧集水器8接通，毛细管网2进、出水口分别与空调侧分水器7和空调侧集水器8接通，过渡季水泵14提供动力，直接将室内空气通过介质水与地下土壤进行换热。
综上所述，本实用新型通过利用毛细管网2换热面积大、壁薄导热性好、换热均匀、水力损失小、无噪声的特点，以及土壤源热泵系统利用地下恒温土壤温度相对稳定的特性，通过深埋于建筑物周围的地埋管系统与建筑物内部完成热量传递，冬季从土壤中取热，向建筑物供暖；夏季向土壤排热，为建筑物制冷。毛细管网+土壤源热泵系统相结合，利用两者的优点来达到调节室内温度和节能减排的双重效果。
以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。
Claims (5)
1.一种毛细管网土壤源热泵中央空调系统，包括地埋管换热器（1）、毛细管网（2）、低温热泵机组（3）、高温热泵机组（4）及新风机组，其特征在于：低温热泵机组（3）一侧与新风机组进水口（10）和新风机组出水口（9）连接，低温热泵机组（3）另一侧与地源侧分水器（5）和地源侧集水器（6）连接；高温热泵机组（4）一侧与空调侧分水器（7）和空调侧集水器（8）连接，高温热泵机组（4）另一侧与地源侧分水器（5）和地源侧集水器（6）连接；毛细管网（2）进、出水管路分别与空调侧分水器（7）和空调侧集水器（8）连接；地埋管换热器（1）进、出水管路分别与地源侧分水器（5）和地源侧集水器（6）连接；地源侧分水器（5）与空调侧分水器（7）之间设有连接支路，地源侧集水器（6）与空调侧集水器（8）之间设有连接支路。
2.根据权利要求1所述的毛细管网土壤源热泵中央空调系统，其特征在于：低温热泵机组（3）与新风机组出水口（9）、地源侧集水器（6）之间的连接管路上分别设置有低温热泵机组冷冻水水泵（11）。
3.根据权利要求1所述的毛细管网土壤源热泵中央空调系统，其特征在于：高温热泵机组（4）与空调侧集水器（8）、地源侧集水器（6）之间的连接管路上分别设置有高温热泵机组冷冻水水泵（12）。
4.根据权利要求1所述的毛细管网土壤源热泵中央空调系统，其特征在于：空调侧集水器（8）与地源侧集水器（6）之间的连接支路上设有过渡季水泵（13）。
5.根据权利要求1所述的毛细管网土壤源热泵中央空调系统，其特征在于：室内的温湿度探头（14）与毛细管网（2）进水管口部的电动阀门（16）之间装有湿度控制器（15）。
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| CN107676905A (zh) * | 2017-11-21 | 2018-02-09 | 华北理工大学 | 毛细管网土壤源热泵中央空调系统 |
| CN110926042A (zh) * | 2019-10-21 | 2020-03-27 | 西安科技大学 | 固流耦合协同降温的矿井地热开采利用装置及方法 |
| CN112344457A (zh) * | 2020-09-28 | 2021-02-09 | 安徽建筑大学 | 一种毛细管空调系统 |
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