[发明专利]热泵反季节蓄能装置及其蓄能方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热泵反季节蓄能装置及其蓄能方法，属于地下水供热技 术领域。

背景技术

水源热泵技术是利用地球表面浅层水源中吸收的太阳能和地热能而形成 的低温低位热能资源，采用热泵原理，通过少量的高位电能输入，实现低位 热能向高位热能转移的一种技术。目前利用地下蓄能水池的空调系统，主要 由地下蓄水池、电锅炉以及水源热泵构成，在夜间低谷电时段将电能转化为 热能，储存在蓄能水池中，解决24小时建筑采暖。

但地下蓄能水池将承重地桩打在地下岩石层上，蓄能水池各面都采用钢 筋混凝土结构，池内四周及底板内侧敷设防水保温层，顶板下方采用承重梁 保证上方的覆土承重要求，因此种结构的地下蓄能水池存在以下问题。

1)、受力点多、结构复杂。

由于蓄能水池建于地下，并采用钢筋混凝土的刚性结构，受到地下水浮 力、自身重力、承重地桩支撑力、四周立面外侧土壤压力、内侧池内水压力、 地面覆土压力以及由于不同点沉降速度不同形成的剪切力、地震波影响所形 成的横向及纵向剪切力等，使得地下蓄能水池的受力计算非常复杂，考虑的 安全因素很多，安全系数较大，结构和配筋要求都很高。

2)、单位体积蓄能水池造价高昂。

由于地下蓄能水池复杂的结构及受力特点，导致蓄能水池的建设费用居 高不下，通常情况下，地下蓄能水池的造价在450元/m³～580元/m³左右，如 果遇到特殊的地质结构，则地下蓄能水池的建设成本还会不断增加。

3)、受地形及结构所限，蓄能水池体积受限。

受工程用地及蓄能水池自身特点的限制，地下蓄能水池的体积一般为数 千立方米，所能提供的空调系统蓄能量极为有限，一般只能满足一栋建筑或 相邻的几栋建筑的能量供应需求，无法满足区域化供能的要求。

4)、循环周期短、省钱不节能。

地下蓄能水池的供能方式一般以一天为一个循环周期，利用夜间的低谷 电价蓄能运行，使得运行电费有所节约，而运行耗电量却比常规系统更多， 是一个节钱但不节电的系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、受力易平衡，水体造价低廉，循环 周期长、节电节能的热泵反季节蓄能装置及其蓄能方法。

本发明为达到上述目的技术方案是：一种热泵反季节蓄能装置，包括蓄 能水池，水源热泵和空调器，水源热泵一端的进水口和出水口分别连接有进 水管和出水管，水源热泵另一端的供水口和回水口分别与供水管和回水管连 接，空调器接在供水管和回水管之间，其特征在于：所述蓄能水池的池底和 池壁铺设有柔性防水保温层，工质水体存储在蓄能水池内，工质水体的顶部 具有悬浮的绝热保温板，绝热保温板上面与蓄能水池上部的池壁构成表面平 衡水池，平衡水体存储在表面平衡水池内，且蓄能水池上具有使工质水体压 力与平衡水体压力相等的平衡机构，进水管和出水管的一端与工质水体相通， 水源热泵的进水口与进水管之间以其回水口与回水管之间连接有循环水泵。

本发明的热泵反季节蓄能方法，其特征在于：将工质水体存储于地表具 有柔性防水保温层的蓄能水池内，绝热保温板悬浮于工质水体上，平衡水体 存储于绝热保温板上面与蓄能水池上部构成的表面平衡水池内，工质水体的 压力与平衡水体的压力保持相等，工质水体通过进水管和出水管以及空调系 统中的循环水通过供水管和回水管分别与水源热泵相通，在夏季供冷时，通 过水源热泵在制冷同时，向蓄能水池中排放大于55℃的冷凝热水并存储，作 为冬季水源热泵的热源使用；在冬季供热时，通过水源热泵在供热的同时， 将蒸发器中低于5℃的冷水存储于蓄能水池中，待夏季时作为水源热泵的冷却 水使用或作为冷冻水直接使用。

本发明采用上述技术方案具有以下优点：

1)、受力易平衡、结构非常简单。

本发明将绝热保温板悬浮于工质水体和平衡水体之间，由于工质水体的 压力与平衡水体的压力保持相等，使得绝热保温板能够悬浮于水中，达到受 力平衡，加之蓄能水池的地表铺设有柔性防水保温层，故蓄能水池内的工质 水体的压力与周围土壤的支持力均能达到平衡，无需任何固定装置，不存在 沉降及其它力学不平衡问题，即使地震对此蓄能装置也没有很大影响。

2)、单位蓄能水池造价低廉。