[发明专利]具有热平衡主动恢复功能的土壤源燃气热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，尤其涉及一种具有热平衡主动恢复功能的土壤源燃气热泵系统。

背景技术

地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的高效节能环保的新型空调技术。地源热泵是利用地下土壤巨大的蓄热蓄冷能力，通过深埋于建筑物周围或底板下的管路系统，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，使地下岩土体与建筑物完成热交换的一种技术。地源热泵空调系统主要分为三个部分：室外地埋管换热系统、热泵机组系统和室内采暖空调末端系统。通过室外地埋管换热系统，冬季，热泵机组从地下岩土体中吸收热量，向建筑物供暖；夏季，热泵机组从室内吸收热量并转移释放到地地下岩土体中，实现建筑物空调制冷。由于地埋管换热系统为热泵机组提供的冷源水和热源水的温度接近地下温度，在夏季低于室外空气温度，在冬季高于室外空气温度，所以地源热泵相较传统的风冷热泵空调系统，能效比更高，能够显著节约能源。 

地埋管换热器的热平衡和温度恢复问题，对于整个地源热泵空调系统的节能效果和经济效益，有着关键性的影响。现有的地源热泵地埋管换热器，在运行当中极易出现向地下排热或取热的不平衡问题，导致地下土壤出现热积聚或冷积聚，地下温度无法恢复合理的范围，地埋管换热器的供回水温度在供冷季偏高、在供暖季偏低，从而严重降低现有地源热泵系统的运行效率，甚至导致系统失效。在当前有关地源热泵的研究和实践中，如何使地源热泵地埋管换热器排热和取热平衡，恢复所在地下土壤的温度场是亟待解决的关键问题。

燃气水源热泵:燃气水源热泵采用燃气发动机驱动压缩机，采用地下水、地表水、污水等作为冷热源，具有较高的节能效果，其优点为：①燃气发动机驱动的热泵机组相对于传统热泵机组，能更充分利用燃料，具有较高的一次能源利用率。②燃气发动机驱动的压缩机可以连续改变转速，实现制冷量的连续调节，而且制冷压缩机的性能系数保持不变，因此燃气-—水源热泵的变负荷调节能力很强。③由于天然气是清洁燃料，在燃烧过程中不产生灰渣，燃烧后的排放物较少，能够减少温室气体及大气污染物的排放量。④发展燃气空调，可以弥补城市在夏季燃气用量的低谷，起到调峰作用。⑤冬季运行时，利用燃气发动机废热除霜，可以减少甚至免除制冷剂逆向流动融霜，提高了热泵机组供热质量及运行可靠性，提高了热泵机组的制热性能系数。能够在更低的环境温度下运行，适用于我国绝大部分地区。⑥比空气源热泵具有更高的能效比。

电驱动水源热泵与地埋管换热器组合形成的土壤源热泵系统已得到广泛应用，土壤源热泵系统中水源热泵机组使用的水源为经地埋管换热器与土壤进行换热后的循环水。

水源燃气热泵的缺点：1、地下水源燃气热泵不易通过政府审批，极易破坏、污染地下水资源，地下水量、水质不易达标，回灌难度大；2、地表水源燃气热泵在建筑项目附近不易找到全年稳定、丰富、水质温度适宜的地表水资源，且地表水的温度一般与室外空气温度比较接近，机组运行效率不高。

太阳能热水集热器：吸收太阳辐射并将产生的热能传递到水以制取热水的装置。常用的有平板型集热器和真空管集热器。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有热平衡主动恢复功能的土壤源燃气热泵系统，以解决现有的地源热泵地埋管换热器，在运行当中极易出现向地下排热或取热的不平衡，导致地下土壤出现热积聚或冷积聚，地下温度无法恢复合理的范围的问题，进而提高地源热泵系统的运行效率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现：