[发明专利]复合式地源热泵装置

说明书

本发明公开了复合式地源热泵装置，包括并联的地源热泵子系统、燃气锅炉子系统和电制冷冷水机组子系统以及用户侧循环泵和空调末端设备；地源热泵子系统包括依次连接的地埋管换热器、地源侧循环水泵和地源热泵，地温监测井设置在地埋管换热器周围；燃气锅炉子系统包括燃气锅炉；电制冷冷水机组子系统包括依次连接的冷却塔、冷却侧循环泵和电制冷冷水机组；用户侧循环泵和空调末端设备与地源热泵、燃气锅炉和电制冷冷水机组分别构成闭合回路。本发明综合了浅层地热能和燃气、电力的优点，实现了三者的优势互补，解决了地源热泵系统由于冬夏季冷热负荷不均所导致的土壤温度失衡问题，保证了地源热泵系统长期高效的运行。

技术领域

本发明涉及暖通空调技术领域，具体涉及复合式地源热泵装置。

背景技术

地源热泵系统基于设计负荷确定地埋管数量以及地源热泵机组数量和参数。该种设计方法存在较多弊端:地埋管数量众多，占地面积大，初投资过高;建筑冬夏两季负荷不平衡造成地源热泵冬夏两季向土壤中的取热量和排热量不平衡，导致土壤温度偏离设计值，使得土壤温度失衡;土壤温度失衡导致地源热泵系统能效下降甚至无法正常运行，降低地源热泵系统的使用年限。

初投资高、土壤温度失衡、使用年限减少的弊端降低了地源热泵系统的节能效果和使用范围。造成现状的主要原因是无法基于土壤温度对地源热泵系统的供能量进行调节。为消除现有地源热泵系统的弊端，需要提出更佳的系统解决方案。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供复合式地源热泵装置，该系统能够对基于土壤温度对地源热泵系统的供能量进行调节，解决地源热泵系统由于冬夏季冷热负荷不均所导致的土壤温度失衡问题，保证地源热泵系统长期高效的运行。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:复合式地源热泵装置，包括并联的地源热泵子系统、燃气锅炉子系统和电制冷冷水机组子系统以及用户侧循环泵和空调末端设备;所述地源热泵子系统包括地温监测井、地埋管换热器、地源侧循环水泵、地源热泵和第一电动两通阀；依次连接的所述地埋管换热器、所述地源侧循环水泵和所述地源热泵构成一个闭合回路，依次连接的所述地源热泵、所述用户侧循环泵和所述空调末端设备构成一个闭合回路，在连接所述地源侧循环水泵与所述用户侧循环泵的供水管路上设有所述第一电动两通阀；所述地温监测井设置在所述地埋管换热器周围；所述燃气锅炉子系统包括燃气锅炉和第二电动两通阀，依次连接的所述燃气锅炉、所述用户侧循环泵和所述空调末端设备构成一个闭合回路，在连接所述燃气锅炉与所述用户侧循环泵的供水管路上设有所述第二电动两通阀；所述电制冷冷水机组子系统包括冷却塔、冷却侧循环泵、电制冷冷水机组和第三电动两通阀，依次连接的所述冷却塔、所述冷却侧循环泵和所述电制冷冷水机组构成一个闭合回路，依次连接的所述电制冷冷水机组、所述用户侧循环泵和所述空调末端设备构成一个闭合回路，在连接所述电制冷冷水机组与所述用户侧循环泵的供水管路上设有所述第三电动两通阀。

本发明具有的优点和积极效果是：

—)长期高效，该系统综合了可再生能源(浅层地热能)和常规能源(燃气、电力）的优点，实现了二者的优势互补，解决了地源热泵系统由于冬夏季冷热负荷不均所导致的土壤温度失衡问题，保证了地源热泵系统长期高效的运行。

二)控制合理，通过地温监测井的监测数据对系统的运行策略进行及时调整，做到控制有据可依。

三)初投资低，通过可再生能源与常规能源的复合，使得该系统的初投资较常规可再生能源系统降低20%〜40%。

四)经济性好，系统运行能效高，能源消耗量少，节约运行费用。

五)环境效益好，能源利用效率高，污染物排放量的少，环境效益明显。