[发明专利]管桩式地源热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种地源热泵系统，尤其涉及地源热泵系统的低温热源端。

背景技术

目前，公知的地源热泵系统的低温热源端一般采用地下水系统和土壤埋管系统，这样的系统高效、节能、环保，已经得到国家的大力推广应用。地下水系统需要有丰富的地下水资源，缺水的地区无法应用；土壤埋管系统需要占用大面积的空地，不适合在高层建筑和占地面积小的建筑应用，大力推广受到局限。

我国许多地区地质松散，建筑物需要打桩。预应力混凝土管桩是由空心管(外径300mm-1000mm)、混凝土等组成，空心管深埋在地下，在其内部注入水后，可以用来替代地源热泵的土壤埋管系统，用来与大地进行换热。

与本技术最接近的现有技术为大连葆光节能空调申请的发明专利，专利号为：200510072544.X，名称为“利用混凝土管桩空心管替代冷却塔的中央空调系统”。该专利的方案为：把中央空调制冷机产生的带有冷凝热的水通过管道，排到空心地桩中散热，再通过另一管道把冷却后的水从空心管的底部抽取到制冷机中，从而对水进行循环使用。本方案只可在夏季制冷区域使用，不能在冬季供暖时利用。而且经过几年运行后，会破坏混凝土管桩所在区域的土壤热平衡，导致地下温度升高，会降低系统的效率，严重时系统不能正常工作。

发明内容

为了克服现有技术不能在冬季供热时利用，而且破坏混凝土管桩所在区域的土壤热平衡的问题，本方案设计了管桩式地源热泵系统。本方案的是这样实现的：把制热过程中地源热泵机组的蒸发器端低温热水通过管道排到深埋到地下的混凝土管桩的空心管中，低温热水通过管桩壁与大地换热，升温后的再被抽取到地源热泵机组的蒸发器端做为低温热源，从而实现地源热泵系统的供暖。夏季制冷时，将地源热泵机组的冷凝器端高温热水通过管道排到深埋到地下的混凝土管桩的空心管中，高温热水通过管桩壁与大地换热，温度下降后再被抽取到地源热泵机组的冷凝器端做为冷却水源，从而实现地源热泵系统的制冷。本系统冬夏两用，从而实现混凝土管桩所在区域的土壤热平衡，使系统保持长期的正常运行状态。

本发明的有益效果是：利用管桩式地源热泵系统能实现冬季供热，而且能夏季制冷，实现混凝土管桩所在区域的土壤热平衡，使系统保持长期的正常运行状态。同时解决了地下水系统的缺水问题和土壤埋管系统的占地面积大等问题，节能环保。

附图说明

图1为本方案的原理图。

图1中，1.回水管道，2.提水管道，3.混凝土管桩空心管，4.提水泵，5.蒸发器，6.冷凝器，7.循环水泵，8.风机盘管，9.风机盘管，10膨胀水箱，11.地源热泵机组。

具体实施方案

地源热泵系统一般包括低温热源端、地源热泵机组、散热末端。散热末端设备一般包括地板辐射或风机盘管。

把制热过程中地源热泵机组11的蒸发器5端7℃低温热水通过回水管道1排到深埋到地下的混凝土管桩空心管3中，低温热水通过混凝土管桩空心管3壁与大地换热，温度升到12℃后再被抽取到地源热泵机组11的蒸发器5端做为低温热源，从而实现地源热泵系统的供暖。

夏季制冷时，将地源热泵机组的冷凝器端高温热水通过管道排到深埋到地下的混凝土管桩的空心管中，高温热水通过管桩壁与大地换热，温度下降后再被抽取到地源热泵机组的冷凝器端做为冷却水源，从而实现地源热泵系统的制冷。

本发明还可以在系统中增加前置换热器，即混凝土管桩的空心管中的低温热水被抽到前置换热器中进行换热，然后再排回混凝土管桩的空心管中。冬季，前置换热器与地源热泵系统的蒸发器端相连。夏季，前置换热器与地源热泵系统的冷凝器端相连。

当然，本发明所涉及的低温热水温度不仅仅为上述的具体温度，还包括与地源热泵系统相匹配的其它温度值。