CN203615646U - 一种蓄热型地源热泵装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种蓄热型地源热泵装置。现在常用的地源热泵的结构设计不够合理，能源利用率较低。本实用新型包括地下埋管、蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀、用户端、工质流动回路管、工质流动阀、蒸发器连接管和冷凝器连接管，蒸发器、压缩机、工质流动阀、冷凝器和节流阀依次安装在工质流动回路管上，地下埋管通过蒸发器连接管连接在蒸发器上，其特点是：还包括蓄热室、旁路管、旁路阀和蓄热室连接管，旁路管的两端均连接在工质流动回路管上，旁路管的两端分别位于工质流动阀的两侧，蓄热室和旁路阀均安装在旁路管上，蓄热室和用户端之间通过蓄热室连接管连接。本实用新型能提高可再生能源的利用率，减少煤炭等化石燃料的使用。

Description

一种蓄热型地源热泵装置

技术领域

本实用新型涉及一种蓄热型地源热泵装置，是一种供能系统，属于一种可再生能源高效利用技术领域。

背景技术

近年来，地源热泵系统由于其具有系统能效比和自动化程度高，可同时满足采暖、空调、及热水供应的需求，得到了广泛的应用。

现在常用的地源热泵包括地下埋管、水路循环管、空调主机以及用户端；其中，空调主机由压缩机、冷凝器、蒸发器和膨胀阀四部分组成，通过让液态工质（制冷机或者冷媒）不断完成：蒸发-压缩-冷凝-节流-再蒸发的热力循环过程，从而将环境里的热量转移到水路循环管中的水中，或者将水路循环管中的热量转移到环境里。

但是，目前广泛应用的地源热泵技术大多采用昼夜同步运行的模式，由于办公建筑的供能特点，供暖和空调负荷主要集中在白天上班时间，其它时间断冷热负荷较小，如果采用地源热泵同步运行作为热源或者冷源，则由于白天是用电高峰时段，电价较高，势必会造成供热和制冷成本较高。如公开号为CN 10275916 A的中国专利中公开的一种地源热泵及其储能的方法，公开号为CN 101634468 A的中国专利中公开的地源热泵蓄热供热的方法，以及公开号为CN 102997362 A的中国专利中公开的一种新型联合供能系统等专利，都针对地源热泵提出了蓄能方法，但都只是在用户端前一环节进行蓄热水，不仅在冷凝环节热量损失，而且蓄水池体积庞大，使原本简单灵活的地源热泵系统占地面积增加，投资成本也升高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，能够进一步提高可再生能源的利用率，减少煤炭等化石燃料的使用，达到节能减排的目的，同时相对于蓄热水池，可以大大缩小蓄热箱体的占地面积的蓄热型地源热泵装置。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案是：该蓄热型地源热泵装置包括地下埋管、蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀、用户端、工质流动回路管、工质流动阀、蒸发器连接管和冷凝器连接管，所述蒸发器、压缩机、工质流动阀、冷凝器和节流阀依次安装在工质流动回路管上，所述地下埋管通过蒸发器连接管连接在蒸发器上，所述用户端通过冷凝器连接管连接在冷凝器上，其结构特点在于：还包括蓄热室、旁路管、旁路阀和蓄热室连接管，所述旁路管的两端均连接在工质流动回路管上，该旁路管的两端分别位于工质流动阀的两侧，所述蓄热室和旁路阀均安装在旁路管上，所述蓄热室和用户端之间通过蓄热室连接管连接。

作为优选，本实用新型所述蓄热室包括蓄热室保温层、数根安装有相变材料的蓄热管、工质进口、工质出口、供热换热器、进水口、出水口和取热换热器，所述取热换热器、数根蓄热管和供热换热器从上往下依次安装在蓄热室保温层中，所述工质进口和工质出口分别连接在供热换热器的两端，该工质进口和工质出口均连接在旁路管上，所述进水口和出水口分别连接在取热换热器的两端，该进水口和出水口均连接在蓄热室连接管上。

作为优选，本实用新型所述压缩机、旁路阀和蓄热室依次排列。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和效果：结构简单，设计合理，能进一步提高可再生能源的利用率，减少煤炭等化石燃料的使用，达到节能减排的目的，同时相对于蓄热水池，可以大大缩小蓄热箱体的占地面积。蓄热室的加入，不影响原地源热泵蒸发-压缩-冷凝-节流-再蒸发的热力循环过程，仅在工质流动回路管上开通旁路管，靠阀门调节地源热泵和相变蓄热系统的运行工况。

本实用新型利用低谷电驱动地源热泵，进行热量储存。在白天峰电时段，由相变蓄热系统对用户端进行供热，或者相变蓄热系统和原地源热泵系统同时供热。

本实用新型蓄热室中的蓄热管通常是交叉叠放的，也就是说相变材料封装于蓄热管中交叉叠放，并设有供热换热器和取热换热器，热泵工质经压缩机压缩成高温高压气体通入供热换热器，对相变材料进行充热，工质降温后再经冷凝器形成回路；冷水或冷空气流经取热换热器与相变材料进行热交换后，直接给用户端供热水或暖气。蓄热管中的相变材料包括有机相变材料、无机水合盐相变材料以及复合相变材料，相变温度范围60-100℃，相变储热材料储能密度高，是传统显热储能介质（水）在相同温度变化范围内的4-20倍，且储能温度范围广，可满足不同的应用要求。

很明显，本实用新型与现有的地源热泵系统相比较，能够有效的结合地源热泵，有效的减小占地面积，具有更好的经济性，低谷电驱动地源热泵产生的热量用于峰电时段，实现削峰填谷。

附图说明

图1是本实用新型实施例中蓄热型地源热泵装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例中蓄热室的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图并通过实施例对本实用新型作进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。

实施例。

参见图1至图2，本实施例中的蓄热型地源热泵装置包括地下埋管1、蒸发器2、压缩机3、蓄热室4、冷凝器5、节流阀6、用户端7、工质流动回路管8、工质流动阀9、旁路管10、旁路阀11、蒸发器连接管12、冷凝器连接管13和蓄热室连接管14。

本实施例中的蒸发器2、压缩机3、工质流动阀9、冷凝器5和节流阀6依次安装在工质流动回路管8上，地下埋管1通过蒸发器连接管12连接在蒸发器2上，用户端7通过冷凝器连接管13连接在冷凝器5上。

本实施例中的旁路管10的两端均连接在工质流动回路管8上，该旁路管10的两端分别位于工质流动阀9的两侧，蓄热室4和旁路阀11均安装在旁路管10上，也就是说蓄热室4和旁路阀11串联安装在旁路管10上，该蓄热室4和旁路阀11串联后，与工质流动阀9之间为并联关系。本实施例中的蓄热室4和用户端7之间通过蓄热室连接管14连接。压缩机3、旁路阀11和蓄热室4依次排列。

本实施例中的蓄热室4包括蓄热室保温层401、数根安装有相变材料的蓄热管402、工质进口403、工质出口404、供热换热器405、进水口406、出水口408和取热换热器407，取热换热器407、数根蓄热管402和供热换热器405从上往下依次安装在蓄热室保温层401中，工质进口403和工质出口404分别连接在供热换热器405的两端，该工质进口403和工质出口404均连接在旁路管10上，进水口406和出水口408分别连接在取热换热器407的两端，该进水口406和出水口408均连接在蓄热室连接管14上。

本实施例中的蓄热型地源热泵装置不仅能够削峰填谷，节能减排，而且大大降低运行成本，提高可再生能源利用率。该蓄热型地源热泵装置利用低谷电驱动地源热泵，工质在蒸发器2中吸收地下热源后蒸发，经压缩机3压缩成高温高压气体，进入供热换热器405将热量转移到蓄热管402的相变材料中储存起来，而工质降温后再经冷凝器形成循环回路。在白天峰电时段，使用生活用水（空气）进入取热换热器407，将相变材料储存的热量转移到生活用水（空气）供给用户端。相变蓄热系统加入，不影响原地源热泵蒸发-压缩-冷凝-节流-再蒸发的热力循环过程，而是从地源热泵的远离出发，在经蒸发、压缩成高温高压的冷媒（制冷机）流通的管道上开通旁路，靠节流阀调节地源热泵和蓄热系统的运行工况，因此相变蓄热系统和原地源热泵系统也同时供热。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本实用新型结构所作的举例说明。凡依据本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种蓄热型地源热泵装置，包括地下埋管、蒸发器、压缩机、冷凝器、节流阀、用户端、工质流动回路管、工质流动阀、蒸发器连接管和冷凝器连接管，所述蒸发器、压缩机、工质流动阀、冷凝器和节流阀依次安装在工质流动回路管上，所述地下埋管通过蒸发器连接管连接在蒸发器上，所述用户端通过冷凝器连接管连接在冷凝器上，其特征在于：还包括蓄热室、旁路管、旁路阀和蓄热室连接管，所述旁路管的两端均连接在工质流动回路管上，该旁路管的两端分别位于工质流动阀的两侧，所述蓄热室和旁路阀均安装在旁路管上，所述蓄热室和用户端之间通过蓄热室连接管连接。

2.根据权利要求1所述的蓄热型地源热泵装置，其特征在于：所述蓄热室包括蓄热室保温层、数根安装有相变材料的蓄热管、工质进口、工质出口、供热换热器、进水口、出水口和取热换热器，所述取热换热器、数根蓄热管和供热换热器从上往下依次安装在蓄热室保温层中，所述工质进口和工质出口分别连接在供热换热器的两端，该工质进口和工质出口均连接在旁路管上，所述进水口和出水口分别连接在取热换热器的两端，该进水口和出水口均连接在蓄热室连接管上。

3.根据权利要求1所述的蓄热型地源热泵装置，其特征在于：所述压缩机、旁路阀和蓄热室依次排列。

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