著录项信息
专利名称 | 基于温湿度独立控制的地源热泵空调系统 |
申请号 | CN200810200429.X | 申请日期 | 2008-09-25 |
法律状态 | 权利终止 | 申报国家 | 暂无 |
公开/公告日 | 2009-02-11 | 公开/公告号 | CN101363649 |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | F24F3/044 | IPC分类号 | F24F3/044;F24F3/14;F24F3/16;F25B13/00;F25B30/06查看分类表>
|
申请人 | 上海交通大学 | 申请人地址 | 上海市闵行区东川路8***
变更
专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 上海交通大学 | 当前权利人 | 上海交通大学 |
发明人 | 翟晓强;余鑫;王如竹;杜慧芳 |
代理机构 | 上海交达专利事务所 | 代理人 | 王锡麟;王桂忠 |
摘要
本发明涉及一种基于温湿度独立控制的地源热泵空调系统,包括地下埋管换热器系统、热泵机组系统以及楼层空调机房内的空调机组,地下埋管换热器系统与热泵机组系统通过管道连接,热泵机组系统与空调机组通过管道连接;热泵机组的空调冷冻水集水器、分水器与空调机组的冷却盘管通过管道连接,空调机组冷却盘管前有一套转轮除湿系统。本发明在空调机组内采用温湿度独立控制,即转轮除湿系统用于降低空气湿度而不改变空气温度,冷却盘管用于降低空气温度而不改变空气湿度,温湿度独立控制有利与室内的温湿度控制,同时冷却盘管只需要负责冷却,而不需要除湿,因此进入冷却盘管的冷冻水温度就不需要很低,这就减轻了热泵机组的工作负担。
1.一种基于温湿度独立控制的地源热泵空调系统,其特征在于包括:地下埋管换热器系统、热泵机组系统以及楼层空调机房内的空调机组,地下埋管换热器系统与热泵机组系统通过管道连接,热泵机组系统与空调机组通过管道连接,其中:
所述地下埋管换热器系统包括:地下埋管换热器、地源侧集水器、地源侧分水器,地下埋管换热器通过管道和地源侧集水器、地源侧分水器连接,地源侧集水器、地源侧分水器一端与地下埋管换热器连接,另一端与热泵机组系统通过管道连接;
所述热泵机组系统包括:两台并联热泵机组,热泵机组包括蒸发器、冷凝器,空调冷冻水集水器、空调冷冻水分水器,蒸发器通过管道同时与地源侧集水器、地源侧分水器以及空调冷冻水集水器、空调冷冻水分水器连接,冷凝器通过管道与地源侧集水器、地源侧分水器连接,空调冷冻水集水器、空调冷冻水分水器与空调机组通过管道连接;
所述空调机组包括:混风段、过滤段、除湿段、冷却段、再热段、加湿段和送风段,混风段为空调机组最前端,有两个入风口,一个为新风入口,另一个入风口通过管道与房间接连,为回风入口,混风段在机组内部一端与过滤段连接,过滤段另一端与除湿段连接,除湿段另一端与冷却段连接,除湿段内设一套转轮除湿系统,冷却段另一端与再热段连接,冷却段内设一个换热盘管,为冷却盘管,再热段一端与冷却段连接,另一端与加湿段连接,再热段内设一个电加热器,加湿段另一端与送风段连接,送风段另一端通过管道与房间连接。
2.根据权利要求1所述的基于温湿度独立控制的地源热泵空调系统,其特征是,所述地下埋管换热器由多个埋管井并联组成,所有埋管采用同程式连接,最后通过管道和地源侧集水器、地源侧分水器连接。
3.根据权利要求1所述的基于温湿度独立控制的地源热泵空调系统,其特征是,所述热泵机组系统中空调冷冻水集水器、空调冷冻水分水器通过管道与空调机组中的冷却段连接,为冷却段内的冷却盘管在制冷工况时提供冷冻水冷却空气,在供热工况时提供热水加热空气。
4.根据权利要求1所述的基于温湿度独立控制的地源热泵空调系统,其特征是,所述转轮除湿系统包括除湿与再生两个过程,除湿过程中,经过过滤段的空气经过转轮进行除湿,再由送风风机将低湿空气送入冷却段;再生过程中,经过再热段加热的空气经过转轮对转轮内的介质进行加热再生,再经过再生风机排出。
技术领域
本发明涉及的是一种制冷和除湿技术领域的热泵空调系统,特别是一种基于温湿度独立控制的地源热泵空调系统。
背景技术
能源问题是人类发展面临的一个重大问题,能源和环境的协调发展成为趋势。土壤源热泵是一种有效的能源利用形式,它是利用土壤作为冷热源,通过换热介质,夏季向土壤散热,冬季从土壤吸热,再通过热泵机组向建筑制冷和供热。土壤源属于可再生能源,利用可再生能源作为建筑物制冷和供热的冷热源,既节能又环保。同时,建筑物的室内环境一般要求温湿度控制,现有的大部分除湿方式都是冷却除湿。
经对现有技术的文献检索发现,中国发明专利名称为:一种地源热泵系统,申请号为:200510025163.6,该专利公开了一种地源热泵系统,由蒸发器、冷凝器、压缩机和膨胀阀构成,在冬季制热和夏季制冷过程中,分别切换阀门组,使室内循环水和井水分别按需要流经蒸发器或冷凝器,充分利用地表水体与环境空气的温差实现室内循环水温度的调节。该专利技术主要是针对室内温度控制,并没有进行温度和湿度的独立控制。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提供一种基于温湿度独立控制的地源热泵空调系统,采用热泵系统单独冷却,转轮除湿系统单独除湿,两者结合构成温湿度独立控制的空调系统,对于温度、湿度都便于控制。
本发明是通过以下技术方案实现的,本发明包括:地下埋管换热器系统,热泵机组系统以及楼层空调机房内的空调机组三部分。地下埋管换热器系统与热泵机组系统通过管道连接起来,热泵机组系统与空调机组通过管道连接起来。
所述地下埋管换热器系统包括:地下埋管换热器,地源侧集水器,地源侧分水器。地下埋管换热器由多个埋管井并联组成,所有埋管采用同程式连接。最后通过管道和地源侧集水器、地源侧分水器连接。地源侧集水器、地源侧分水器一端与地下埋管换热器连接,另一端与热泵机组系统通过管道连接。
所述热泵机组系统包括:两台并联的热泵机组,热泵机组包括蒸发器、冷凝器,空调冷冻水集水器、空调冷冻水分水器。蒸发器通过管道同时与地源侧集水器、地源侧分水器以及空调冷冻水集水器、空调冷冻水分水器连接,冷凝器通过管道同时与地源侧集水器、地源侧分水器以及空调冷却水集水器、空调冷却水分水器连接。空调冷冻水集水器、空调冷冻水分水器与空调机组的冷却段内的冷却盘管通过管道连接。
所述空调机组包括:混风段、过滤段、除湿段、冷却段、再热段、加湿段和送风段。混风段为空调机组最前端,有两个入风口,一个入风口没有连接部件,为新风入口,另一个入风口通过管道与房间接连,为回风入口,混风段在机组内部一端与过滤段连接;过滤段一端与混风段连接,另一端与除湿段连接;除湿段一端与过滤段连接,另一端与冷却段连接,除湿段内为转轮除湿设备;冷却段一端与除湿段连接,另一端与再热段连接,冷却段内为一个换热盘管,盘管内通过水流动与空气换热,夏季时,盘管用于冷却空气,称为冷却盘管;再热段一端与冷却段连接,另一端与加湿段连接,再热段内为一个电加热器;加湿段一端与再热段连接,另一端与送风段连接;送风段一端与加湿段连接,另一端通过管道与房间连接。制冷工况时,回风和新风在混风段混合后经过过滤段,过滤后经过除湿段内的转轮除湿,再经过冷却段内的冷却盘管冷却,再经再热段内的加热盘管再热,最后经过加湿段和送风段送入室内。
本发明在制冷工况时,热泵机组工作,热泵机组系统同时与地下埋管换热器系统和空调机组连接,将热量散入地下,热泵机组为空调机组提供冷冻水,冷冻水进入空调机组冷却段的冷却盘管内,与空气换热冷却空气,空气被冷却之前先经过除湿段内的转轮,由转轮进行除湿,除湿的过程中没有改变空气的温度,而在冷却的过程中,没有改变空气的湿度,因此空气的温度和湿度是独立控制的。经过冷却后的空气如果温度太低,还需要再热段的电加热对空气进行加热后送入室内。供热工况时,热泵机组工作,热泵机组系统与地下埋管换热器和空调机组连接,从土壤中吸收热量,热泵机组为空调机组提供热水,热水进入空调机组冷却段内的冷却盘管内,与空气换热加热空气,再经过加湿段提高空气湿度,送入室内。
本发明在空调机组内采用温湿度独立控制,即转轮除湿系统用于降低空气湿度而不改变空气温度,冷却盘管用于降低空气温度而不改变空气湿度,温湿度独立控制有利与室内的温湿度控制,同时冷却盘管只需要负责冷却,而不需要除湿,因此进入冷却盘管的冷冻水温度就不需要很低,这就减轻了热泵机组的工作负担。
附图说明
图1为本发明的系统结构示意图
图2为转轮除湿结构示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明:本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示,本实施例包括:地下埋管换热器系统1,热泵机组系统2,空调机组3。连接方式为:地下埋管换热器系统1与热泵机组系统2通过管道连接起来,热泵机组系统2与空调机组3通过管道连接起来。
所述地下埋管换热器系统1包括:地下埋管换热器5,地源侧集水器6,地源侧分水器7。地下埋管换热器5由多个埋管井并联组成,最后通过管道和地源侧集水器6、地源侧分水器7连接。地源侧集水器6、地源侧分水器7一端与地下埋管换热器5连接,另一端与热泵机组系统2通过管道连接。
所述热泵机组系统2包括:热泵机组8,两台热泵机组8并联。热泵机组包括蒸发器9,冷凝器10,空调冷冻水集水器11,空调冷冻水分水器12。蒸发器9通过管道同时与地源侧集水器6、地源侧分水器7以及空调冷冻水集水器11、空调冷冻水分水器12连接,冷凝器10通过管道与地源侧集水器6、地源侧集水器7连接。
所述空调机组3包括:混风段13,过滤段14,除湿段15,冷却段16,再热段17,加湿段18,送风段19。混风段13为空调机组最前端,有两个入风口,一个入风口没有连接东西,为新风入口,另一个入风口通过管道与房间接连,为回风入口,混风段13在机组内部一端与过滤段14连接;过滤段14一端与混风段13连接,另一端与除湿段15连接;除湿段15一端与过滤段14连接,另一端与冷却段16连接,除湿段15内设一套转轮除湿系统4;冷却段16一端与除湿段15连接,另一端与再热段17连接,冷却段16内为一个换热盘管,盘管内通过水流动与空气换热,夏季时,盘管用于冷却空气,称为冷却盘管;再热段17一端与冷却段16连接,另一端与加湿段18连接,再热段17内设一个电加热器;加湿段18一端与再热段17连接,另一端与送风段19连接;送风段19一端与加湿18段连接,另一端通过管道与房间连接。
制冷时冷却水通过地源侧分水器7进入地下埋管换热器5与土壤换热后通过地源侧集水器6进入热泵机组冷凝器10。热泵机组8为空调机组3提供冷冻水,冷冻水经过冷冻水分水器12进入空调机组冷却段16的冷却盘管内,与空气换热冷却空气,换热后的冷冻水从冷却段16内的冷却盘管流入冷冻水集水器11。空气被冷却之前先经过空调机组3的除湿段15内的转轮除湿系统4,由转轮除湿系统4进行除湿,除湿的过程中没有改变空气的温度,而在冷却段16冷却的过程中,没有改变空气的湿度,因此空气的温度和湿度是独立控制的。经过冷却后的空气如果温度太低,还需要再热段17的电加热对空气进行加热后送入室内。
供热工况时正好相反,即冷水通过地源侧分水器7进入地下埋管换热器5与土壤换热后通过地源侧集水器6进入热泵机组蒸发器9。热泵机组8为空调机组3提供热水,热水经过冷冻水分水器12进入空调机组冷却段16的冷却盘管内,与空气换热加热空气,换热后的热水从冷却段16内的冷却盘管流入冷冻水集水器11。被加热后的空气再经过加湿段18提高空气湿度,送入室内。
可以看到,这里制冷工况时采用温湿度独立控制,不仅便于控制室内的温度和湿度,而且空调机组3冷却段16内的冷却盘管只需要负责冷却,而不需要除湿,因此进入冷却盘管的冷冻水温度就不需要很低,这就减轻了热泵机组8的工作负担。
如图2所示,转轮除湿系统4包括除湿与再生两个工作过程,除湿过程中,经过过滤段14的空气20经过转轮21进行除湿,再由送风风机22将低湿空气23送入冷却段16。再生过程中,经过再生加热器24加热的空气经过转轮21对转轮内的介质进行加热再生,再经过再生风机25排出。
本实施例提出地源热泵这种节能环保的空调措施,满足建筑物夏季供冷以及冬季供热的要求。同时针对建筑物室内需要温湿度控制,提出转轮除湿技术,进行温湿度独立控制,使得热泵机组只需要负责冷却,而除湿的部分由转轮完成。空调机组中除湿段内的转轮除湿只降低空气湿度而不改变空气温度,冷却段内的冷却盘管只改变空气的温度而不改变空气湿度。在制冷工况时,热泵机组为空调机组冷却段提供冷冻水用于降低空气温度,空调机组内除湿段的转轮除湿系统用于降低空气湿度,两者相互独立,除湿的过程中不改变空气温度,冷却过程中不改变空气湿度。本实施例大大减轻了热泵机组的工作负担。
法律信息
- 2015-11-11
未缴年费专利权终止
IPC(主分类): F24F 3/044
专利号: ZL 200810200429.X
申请日:
授权公告日:
- 2010-06-09
- 2009-04-08
- 2009-02-11
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
| | 暂无 |
2004-12-23
| | |
2
| | 暂无 |
2004-05-31
| | |
被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |