燃气驱动的吸收式热泵与地埋管相结合的供冷供热装置的制作方法

1.本实用新型涉及能源领域，尤其涉及一种燃气驱动的吸收式热泵与地埋管相结合的供冷供热装置。


背景技术：

2.现在普遍应用的地源热泵是一种通过输入少量电能，实现由低品位热能向高品位热能转移的装置，非供热季时供冷时以电为驱动能源将用户端的热量输送到土壤中储存起来，供热季供热时以电为驱动能源从土壤中提取热量向用户供热。使用地源热泵供冷供热时，应保持向土壤中储存的热量与提取的热量平衡，但在我国广大北方地区，由于机组供热季供热量多，非供热季供冷量少，即向土壤储存热量少，提取热量多。当只用电驱动的地源热泵时，长期运行后会导致土壤温度逐渐降低，地源热泵无法正常运行。为保持土壤热平衡，必须另外增加天然气锅炉等辅助热源。运行成本较高。
3.我国北方天然气用量的特点是供热季用气量大，非供热季用电量少，导致了非供热季的天然气管网利用率低的问题；用电特点是非供热季用电多，而供热季用电量少，导致了非供热季电网压力较高的问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提供燃气驱动的吸收式热泵与地埋管相结合的供冷供热装置，用以解决现有技术中地埋管侧土壤热失衡的问题，还解决了在供热季和非供热季天然气管网和电网利用率不平衡的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型技术方案提供了一种燃气驱动的吸收式热泵与地埋管相结合的供冷供热装置，包括，地埋管、第一循环水泵、燃气驱动的吸收式热泵机组、第二循环水泵、用户末端，地埋管的进口端和出口端各设有一管道，此二管道的另一端与所述燃气驱动的吸收式热泵机组的地埋管侧连接，组成地埋管侧管网回路，以实现地埋管与所述燃气驱动的吸收式热泵机组之间的热传递。用户末端的进口端和出口端各设有一管道，此二管道的另一端与燃气驱动的吸收式热泵机组的用户侧连接，组成用户侧管网回路，以实现所述燃气驱动的吸收式热泵机组与用户之间的热传递。地埋管侧管网回路设有第一循环水泵，所述用户侧管网回路上设有第二循环水泵，分别用于提供地埋管侧循环水的循环动力和用户侧循环水的循环动力。
6.作为上述技术方案的优选，较佳的，还包括锅炉，锅炉的循环水进口管与所述用户侧的循环水进口管连接，其循环水出口管路与用户侧的循环水出口管连接，使得锅炉与燃气驱动的吸收式热泵机组并联于所述用户侧管网回路上。
7.作为上述技术方案的优选，较佳的，循环水进口管路、所述循环水出口管路与所述用户侧管网回路的连接处均设有阀门；当阀门关闭时所述锅炉的循环水管路与所述用户侧管网回路之间断开，反之连通。
8.作为上述技术方案的优选，较佳的，还包括电驱动热泵机组，所述电驱动热泵机组
的地埋管侧循环水进口管连接至所述燃气驱动的吸收式热泵机组的地埋管侧循环水进口管；所述电驱动热泵机组的地埋管侧循环水出口管连接至所述燃气驱动的吸收式热泵机组的地埋管侧循环水出口管；电驱动热泵机组的用户侧循环水进口管连接至所述燃气驱动的吸收式热泵机组的用户侧循环水进口管；所述电驱动热泵机组的用户侧循环水出口管路连接至所述燃气驱动的吸收式热泵机组的用户侧循环水出口管，使得电驱动热泵机组与燃气驱动的吸收式热泵机组并联。
9.作为上述技术方案的优选，较佳的，电驱动热泵机组的地埋管侧循环水进口管、地埋管侧循环水出口管与所述地埋管侧管网回路的连接处均设有阀门，用以控制所述电驱动热泵机组与地埋管侧管路的连通和切断。
10.作为上述技术方案的优选，较佳的，电驱动热泵机组的用户侧循环水进口管、用户循环水出口管与所述用户管网回路的连接处均设有阀门，用以控制所述电驱动热泵机组与用户侧管路的连通和切断。
11.作为上述技术方案的优选，较佳的，还包括冷却塔，所述冷却塔的循环水进口管连接至地埋管循环水进口管；所述冷却塔的循环水出口管连接至地埋管循环水出口管路。
12.作为上述技术方案的优选，较佳的，冷却塔的循环水进出口管上设置有阀门，当所述阀门关闭时，所述冷却塔的循环水管路与电驱动热泵机组的地埋管侧循环水进出口管之间断开，反之连通。
13.作为上述技术方案的优选，较佳的，地埋管的循环水进口管路和循环水出口管路上均设有阀门，用于控制地埋管与所述电驱动热泵机组之间管路的连通和切断。
14.本实用新型技术方案提供了一种燃气驱动的吸收式热泵与地埋管相结合的供冷供热装置，通过将地埋管、燃气驱动的吸收式热泵机组、循环水泵、阀门和用户之间连接实现在非供热季时，将热泵机组供冷时产生的冷却水的热量通过地埋管储存到土壤中；供热季时，将非供热季储存在土壤中的热量取出给用户供热的目的。解决了地埋管侧土壤热失衡的问题，有益于装置长期的高效节能。
15.本实用新型的优点是：
16.1.非供热季燃气用量处于低谷，用电量处于高峰，使用燃气驱动的吸收式热泵作为主要驱动能源，可以增加非供热季用气量，减少用电量，实现对天然气管网与电网的双重调峰作用。
17.2.非供热季时，将热泵机组供冷时产生的冷却水的热量通过地埋管储存到土壤中；供热季时，将非供热季储存在土壤中的热量取出给用户供热。使吸收式热泵机组冷却水的余热得到了充分的利用，减少了冷却水的热量损失和蒸发损失，整个装置的能源利用效率高，经济环保性强。
18.3.在我国广大北方用热量多而用冷量少的地区，以燃气为驱动能源的吸收式热泵非供热季向土壤的排热量与供热季从土壤中的取热量相差较小，更容易实现土壤的冷热平衡，提高了装置长期运行的高效稳定性。
19.4.在我国用热量多而用冷量少，并且用热量和用冷量少相差较大的北方地区，也只需要增加一台小容量的锅炉作为辅助热源就可保证土壤的冷热平衡，降低了装置的初投资。
20.5.将燃气驱动的吸收式热泵与地埋管相结合，并设计了三种装置方案，用户可根
据自身需求选择装置方案以及在本实用新型基础上对装置方案进行简单变换，使用灵活。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本实用新型第一种实施方式中供冷供热装置示意图。
23.图2a为本实用新型第二种实施方式中第一种结构的供冷供热装置示意图。
24.图2b为本实用新型第二种实施方式中供冷供热装置示意图。
25.图3为本实用新型第三种实施方式中供冷供热装置示意图
具体实施方式
26.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.图1提供本实用新型第一实施例的结构示意图，如图1所示，包括：地埋管1、第一循环水泵2、燃气驱动的吸收式热泵机组3、第二循环水泵4、用户末端5：
28.地埋管1的的进口端和出口端各设有一管道，管道的另一端与燃气驱动的吸收式热泵机组3的地埋管侧连接，组成地埋管侧管网回路，在两个管道上分别设有阀门a和阀门b。其中，在阀门a所处的通路上设有第一循环水泵2，用于提供地埋管侧循环水的循环动力。
29.用户末端5的的进口端和出口端各设有一管道，管道的另一端与燃气驱动的吸收式热泵机组3的用户侧连接，组成用户侧管网回路，在两个管道上分别设有阀门c和阀门d。其中，在阀门c所处的通路上设有第二循环水泵4，用于提供用户侧循环水的循环动力。阀门a、阀门b、阀门c和阀门d用以控制管路的接通和切断。
30.在我国北方用热量多而用冷量少的地区，将燃气驱动的吸收式热泵机组3与地埋管1相结合为用户供冷供热，与传统用电驱动的地源热泵相比，更容易实现土壤的冷热平衡。并且本装置结构简单，初投资小，可以增加非供热季用气量，减少用电量，实现对天然气管网与电网的双重调峰作用，同时装置还充分利用了冷却水余热，减少了冷却水的热量损失和蒸发损失。
31.本实用新型在实施例1的基础上还提供实施例2，实施例2提供一种包括锅炉的燃气吸收式热泵与地埋管相结合的供冷供热装置，用于我国用热量大于用冷量并且用热量和用冷量相差较大、燃气驱动的吸收式热泵机组3供热季从土壤中的取热量大于非供热季向土壤排热量的北方地区。如图2a和图2b所示结构：包括地埋管1、第一循环水泵2、燃气驱动的吸收式热泵机组3、第二循环水泵4、用户末端5和锅炉6。
32.锅炉6在本实施例中作为辅助热源，其循环水进口管连接至燃气驱动的吸收式热泵机组3用户侧循环水进口管，锅炉6的循环水进口管上设有阀门e；其循环水出口管路连接
至燃气驱动的吸收式热泵机组3用户侧循环水出口管，锅炉6的循环水出口管上设有阀门f。当阀门e和阀门f均处于关闭状态时，锅炉6的循环水进口管和循环水出口管与燃气驱动的吸收式热泵机组3用户侧管路之间断开连接。反之，当阀门e和阀门f均处于打开状态时，锅炉6的循环水进口管路和循环水出口管路与燃气驱动的吸收式热泵机组3用户侧循环水管路之间连通，实现将锅炉6与燃气驱动的吸收式热泵机组3并联在用户侧管网回路上。
33.剩余结构与图1所示相同，在此不再赘述。
34.本实施例在供热季的工作方式为：
35.打开燃气驱动的吸收式热泵机组的地埋管侧和用户侧循环水进出口阀门，打开锅炉的用户侧循环水进出口阀门。燃气驱动的吸收式热泵机组3通过地埋管1将夏季存储到土壤中的热量取出，结合锅炉6供能协同为用户联合供热。
36.本实施例在非供热季的工作方式为：
37.打开燃气驱动的吸收式热泵机组3地埋管侧和用户侧循环水进出口阀门，关闭锅炉6处的进出口阀门，利用燃气驱动的吸收式热泵机组3吸收用户的热量，并通过地埋管1将热量储到土壤中。
38.可选的，基于图2的结构进一步的如图2b所示，锅炉6可以串联在用户侧管网回路上，当阀门e和阀门f打开，阀门s关闭时，锅炉6对燃气驱动的吸收式热泵机组3所传输的循环水进行加热。当阀门e和阀门f关闭，阀门s打开时，锅炉6与燃气驱动的吸收式热泵机组3切断。
39.剩余结构与图1所示相同，在此不再赘述。
40.将燃气驱动的吸收式热泵与地埋管1相结合，减少了冷却水的热量损失和蒸发损失，实现了非供热季天然气管网与电网的双重调峰。并且在用热量和用冷量相差较大的北方地区，与电驱动地源热泵相比，本实用新型只需在供热季时使用较小容量的锅炉作为辅助热源为用户供热就可实现土壤的热平衡，降低了装置的初投资。
41.本实施例在供热季的工作方式为：
42.打开燃气驱动的吸收式热泵机组的地埋管侧和用户侧循环水进出口阀门，打开锅炉的用户侧循环水进出口阀门。燃气驱动的吸收式热泵机组3通过地埋管1将夏季存储到土壤中的热量取出，结合锅炉6供能协同为用户联合供热。
43.本实施例在非供热季的工作方式为：
44.打开燃气驱动的吸收式热泵机组3地埋管侧和用户侧循环水进出口阀门，关闭锅炉6处的进出口阀门，利用燃气驱动的吸收式热泵机组3吸收用户的热量，并通过地埋管1将热量储到土壤中。
45.本实用新型在实施例1的基础上还提供实施例3，实施例3提供一种包括电驱动吸收式热泵机组和冷却塔的燃气吸收式热泵机组与地埋管相结合的供冷供热装置，其结构如图3所示，此装置应用于我国用热量多而用冷量少，单纯使用电驱动地源热泵机组夏季排热量小于冬季取热量，单纯使用吸收式热泵机组夏季排热量大于冬季取热量的北方地区，包括地埋管1、第一循环水泵2、燃气驱动的吸收式热泵机组3、第二循环水泵4、用户末端5、电驱动热泵机组7和冷却塔8。
46.电驱动型热泵机组7的地埋管侧循环水进口管连接至燃气驱动的吸收式热泵机组3的地埋管侧循环水进口管，电驱动型热泵机组7的地埋管侧循环水出口管连接至所述燃气
驱动的吸收式热泵机组3的地埋管侧循环水出口管，使得电驱动型热泵机组7的地埋管侧与所述地埋管侧管网回路并联。当无需启动燃气驱动的吸收式热泵机组3时，关闭阀门a和阀门b，当无需通过地埋管1取出地热时，关闭阀门r。
47.电驱动型热泵机组7的用户侧循环水进口管连接至燃气驱动的吸收式热泵机组3的用户侧循环水进口管；电驱动型热泵机组7的用户侧循环水出口管路连接至所述燃气驱动的吸收式热泵机组3的用户侧循环水出口管，使得电驱动型热泵机组7的用户侧与用户侧管网回路并联。通过以上连接关系使得电驱动型热泵机组7与燃气驱动的吸收式热泵机组3并联，二者协同工作实现供热和供冷。
48.进一步的，电驱动型热泵机组7的地埋管侧循环水进口管与地埋管侧管网回路的连接处设有阀门g，电驱动型热泵机组7的地埋管侧循环水出口管与地埋管侧管网回路的连接处设有阀门h，用以控制电驱动型热泵机组7与地埋管侧管网回路的连通和切断。
49.进一步的，电驱动型热泵机组7的用户侧循环水进口管与用户侧管网回路的连接处设有阀门j，电驱动型热泵机组7的用户侧循环水出口管与用户侧管网回路的连接处设有阀门k，用以控制电驱动型热泵机组7与用户侧管网回路的连通和切断。
50.当阀门g和阀门h均关闭时，电驱动型热泵机组7的地埋管侧管路与燃气驱动的吸收式热泵机组3地埋管侧管路之间断路；反之，当阀门g和阀门h均开启时，电驱动型热泵机组7的地埋管侧管路与燃气驱动的吸收式热泵机组3地埋管侧管路之间连通。当阀门j和阀门k均关闭时，电驱动型热泵机组7的用户侧管路与燃气驱动的吸收式热泵机组3用户侧管路之间断路；反之，当阀门j和阀门k均开启时，电驱动型热泵机组7的用户侧管路与燃气驱动的吸收式热泵机组3用户侧管路之间连通。
51.冷却塔8的循环水进口管连接至地埋管1的循环水进口管；冷却塔8的循环水出口管连接至地埋管1的循环水出口管，使得冷却塔8并联于地埋管侧循环管路。
52.冷却塔8的循环水进口管上设置有阀门m，循环水出口管上设置有阀门n，当阀门m和阀门n均关闭且阀门x开启时，冷却塔8的循环水管路与地埋管侧循环水进出口管之间断开，反之，当阀门m、阀门n均开启时，冷却塔8的循环水管路地埋管侧循环水进出口管之间连通。
53.进一步的，地埋管1循环水进口管上设有阀门x，循环水出口管上设有阀门r，当无需通过地埋管1提取或放出热量时，关闭阀门r和阀门x。
54.剩余结构与图1所示相同，在此不再赘述。
55.本实施例在夏季制冷工况下的工作方式：
56.打开燃气驱动的吸收式热泵机组3和电驱动型热泵机组7地埋管侧和用户侧循环水进出口阀门，两个热泵机组联合为用户供冷。当装置夏季排热量大于冬季取热量时，打开冷却塔8循环水进出口阀门，利用冷却塔8辅助散热，将多余的冷却水热量释放到环境中，维持土壤的冷热平衡。
57.本实施例在冬季供热工况下的工作方式：
58.关闭冷却塔8进出口阀门，打开燃气驱动的吸收式热泵机组3和电驱动型热泵机组7的地埋管侧和用户侧循环水进出口阀门，燃气驱动的吸收式热泵机组3和电驱动型热泵机组7通过地埋管1将夏季存储到土壤中的热量取出，为用户联合供热。
59.本实用新型将燃气驱动的吸收式热泵与地埋管相结合，为用户非供热季供冷，供
热季供热，可以降低用户的用电负荷，实现非供热季天然气管网与电网的双重调峰，同时装置还充分利用了冷却水的热量，减少了蒸发损失，解决了地埋管侧土壤热失衡的问题，有益于装置长期的高效节能。
60.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。