[发明专利]采用带地下水库及水源热泵的储能式变温空调方法及专用设备

说明书

发明背景

技术领域

本发明涉及水源热泵空调系统，尤其是涉及一种采用带地下水库及水源热泵的储能式变温空调方法及专用设备。

现有技术描述

水源热泵系统是一种利用地下浅层地能，包括地下水、或地表水等的既可供热又可制冷的高效建筑节能空调系统，水源热泵技术利用地下水以及地表水源的过程当中，因存在打井和地下水回灌的高成本问题、地表水受环境温度影响较大、换热对水体生态环境的影响等问题，使其应用受到了一定的限制。

土壤埋管式水源热泵系统是通过埋设土壤换热器来实现载热介质与岩壤的换热，浅层埋管深度浅，受地表气温、太阳辐射等因素影响较大，系统稳定性低；深层的垂直埋管采用高承压聚乙烯塑料U型管，相应的相关材料费用与地孔钻掘费用大。土壤埋管式水源热泵系统对土壤换热器的材质及地质结构的要求比较高，在单位面积上地热换热能量级别低，系统投资较其它水源热泵方式要高，所以一般适用于温控标准较低、面积较小的居住类单体建筑，在温控可靠性与标准要求较高的大型空调工程中应用相对困难。

随着空调节能技术的进步，人们又对温控可靠性与标准要求较高的场合根据需要温控的特性提出在不同时间段内要求输出不同空调温度的变温空调节能运行模式，采用变温供暖与制冷时，要求输出温度保持平稳，并且系统运行的可靠性高，即当主要供暖与制冷的热泵发生故障时，系统仍能保证温控对象不受影响，适合这种应用场合的情况有高档宾馆、人工气候室、植物工厂甚至农用温室等要求较高温控可靠性与标准的大型空调工程，并要求系统带有储备热泵等，因而热泵功率要求大、设备投资也大。

由于水源热泵是一种间隙式工作的变功率输出设备，现有技术仅仅通过间隙式直接输送次级循环载热介质的换热方式提供空调冷热能量，即水源热泵在供暖与制冷运行的同时不能进行储能运行，因而不能实现可靠与稳定的连续输出，难以满足温控可靠性与标准要求较高场合的变温空调节能运行模式要求；此外，现有技术热源部分容量低、升温快也是导致输入温度变动大、设备功耗大的直接原因，对于采用现有的带地下水库的循环地热换热装置等进行变温空调运行时，也需要进一步增加水源性热源的地下储存容量，同时减少施工复杂性与影响占地面积，为此，还需要寻找一种能够降低变温空调运行水源热泵投资成本和提高系统运行可靠性的方法。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是提供一种带地下水库及水源热泵的储能式变温空调方法，该方法可以降低设备的投资及运行成本，提高空调系统的效率、可靠性和实现非间歇性的温度平稳连续输出。

相应地，为了取得上述目的，本发明提供一种采用地下水库及水源热泵的储能式变温空调方法，由经水源热泵从地下水库中采集冷热能量，将冷热能量分别储存在多个蓄能水箱组中，和在蓄能水箱组与空调负载间进行冷热能量交换的步骤所组成。

所述多个蓄能水箱组中的每一个蓄能水箱分别循环地与水源热泵的输出端和空调负载进行冷热量交换。

所述步骤(B)和步骤(C)同时或者分别进行。

所述多个蓄能水箱组与空调负载进行冷热能量的交换是连续无间歇的。

本发明还提供一种采用地下水库及水源热泵的储能式变温空调系统，由地下水库、与地下水库相连接的水源热泵，和与水源热泵相连接的空调负载，及多个相互并联的储能水箱等所组成，其特征是：每个储能水箱通过一个输入选通开关阀与所述水源热泵的输出端相连接，且每个储能水箱通过一个输出选通开关阀与所述变温空调负载相连接。

所述地下水库中设有吸热单元和散热单元，吸热单元和散热单元经选择与所述的水源热泵相连通。

所述地下水库是经非开挖的爆炸施工成形的地下水库、或者是由经非开挖水平钻进与顶管施工方式成形的地下埋管等所组成的地下水库。

所述地下埋管至少是从金属管、或塑料管、或玻璃纤维管、或钢筋混凝土预制管中选择至少其一所实现的。

所述地下埋管由内、外套管组成，其内套管与外套管之间设有保温材料。

所述地下水库由沿地层深度方向上的多层组成，每相邻两层之间的管壁间距为3米到8米。

本发明的以上和其他目的、特点及优点将通过以下的详细描述、附图和附属权利要求得到进一步的展现。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明实施例的采用地下水库和水源热泵的储能式变温空调系统的工作循环流程示意图。

图2是本发明一种带地下水库的水源热泵变温空调装置应用于一个设施农业的应用实施例。