[发明专利]应用于地源热泵的跨季节土壤蓄能装置

说明书

技术领域

本发明涉及地源热泵领域，具体地说，特别涉及到一种应用于地源热泵的跨季节土壤蓄能装置。

背景技术

地源热泵是一种利用地下浅层地热资源的高效节能环保型能源利用技术。通过输入少量的高品位电能，即可实现能量从低品位的冷热源向高品位能量的提升。夏季，可以利用地表浅层的土壤温度低于室外的特点，将土壤中的低品位能量取出，用于冷凝器的冷却或者直接降温（通过降低整个制冷系统的冷凝温度，达到提高系统效率的目的）；而在冬天利用地表浅层的土壤温度高于室外的特点，将土壤中的低品位热能取出，用于蒸发器的蒸发或者直接加热室内（通过提高整个制冷系统的蒸发温度，达到提高系统效率的目的）。

但在这个从地表浅层提取低品位能量，然后回灌到土壤中的做法，在系统长期运行中造成土壤温度场得不到有效的恢复，蒸发温度及冷凝温度波动较大，使地源热泵机组运行效率下降。同时，在选择制冷机组时，也会由于建筑自身，供冷与供热负荷的不平衡，造成地源热泵机组的容量过大等问题，如：在我国的南方地区，建筑物夏季所需冷负荷要远大于冬季所需热负荷，按照夏季冷负荷选择机组时，考虑到热泵机组的制热能力是制冷能力的1.1-1.3倍的基础上，会造成制热能力大大超出冬季热负荷要求，使系统容量过大，造成浪费；而对于冬季寒冷且热负荷大的我国北方地区，单独利用土壤源热泵系统，会造成冬季取热过剩而使地下土壤温度逐年降低，影响热泵的效率。

发明内容

本发明实际需要解决的技术问题是：针对现有技术中的不足，提供一种应用于地源热泵的跨季节土壤蓄能装置，以解决上述问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

应用于地源热泵的跨季节土壤蓄能装置，主要用于地源热泵系统，所述地源热泵系统具有夏季地源热泵和冷凝器、冬季地源热泵和蒸发器；所述夏季地源热泵通过降温管道与冷凝器连接，冬季地源热泵通过升温管道与蒸发器连接，所述降温管道和升温管道中均具有用于传导热量的液体介质，还包括土壤蓄能装置，所述土壤蓄能装置设置于土壤中，其包括若干毛细管组，所述毛细管组的入口端采用快接接头与入口管连通，毛细管组的出口端采用快接接头与出口管连通，所述入口管和出口管分别与热泵机组的冷冻水管连通。

进一步的，所述若干毛细管组由上到下的分层式分布于土壤中。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

采用毛细管管组，将低品位自然能量进行存储，然后在系统需要的时候将热能、冷量进行释放。其特点是跨季节蓄冷系统是利用大自然的冷、热源，除去过程中少量的水泵循环功外，无需任何商品能源。 

附图说明

图1为本发明所述的土壤蓄能装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

参见图1，本发明所述的应用于地源热泵的跨季节土壤蓄能装置，包括地源热泵系统，所述地源热泵系统具有夏季地源热泵和冷凝器、冬季地源热泵和蒸发器；所述夏季地源热泵通过降温管道与冷凝器连接，冬季地源热泵通过升温管道与蒸发器连接，所述降温管道和升温管道中均具有用于传导热量的液体介质，还包括土壤蓄能装置，所述土壤蓄能装置设置于土壤中，其包括由上到下的分层式分布于土壤中的若干毛细管组1，所述毛细管组1的入口端采用快接接头与入口管2连通，毛细管组1的出口端采用快接接头与出口管3连通，所述入口管2和出口管3分别与热泵机组的冷冻水管连通。

土壤蓄能装置按高度方向设置多个层，每个层中设置多组并联的毛细管组1，用于冷却（或加热）该层的土壤，冷却介质通过毛细管组1将冷量（或热量）传递给蓄冷槽中的土壤用于蓄冷（蓄热）。由于整土壤蓄能装置采用了由上到下的分层处理方式，实现了能量的逐层储存和利用，提高了换热效率。上下分层的布置方式，便于在供冷初期，首先利用上部的蓄冷供冷，用毕后再利用上部的土壤作为夜间蓄冷介质。

其运行原理主要为：将夏季地源热泵流过冷凝器的高温水，直接流过跨季节土壤蓄能装置，将其中的热量储存在蓄能装置中，用于冬季的供热；同时，将冬季地源热泵流过蒸发器的低温水，直接流过跨季节土壤蓄能装置，将其中的冷量储存在蓄能装置中，用于夏季的供冷。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。