四进风地源热泵补热塔的制作方法
【专利摘要】四进风地源热泵补热塔,由塔体框架维护结构板，四进风热能吸收系统，四进风热能传递系统，表热翅片外洗涤系统组成。本实用新型高效地吸收夏季由太阳能辐射转化的高温位空气热源，通过小温差四进风翅片盘管内置热流体介质直接向地源热泵地埋管系统补热，可有效地解决目前我国北方地区普遍存在的地源热泵地埋管系统热不平衡现象导致的土壤源温度场逐年下降，造成系统崩溃报废的问题。在冬季雾霾气候周期，四进风地源热泵补热塔吸收雾霾湿冷热源作为热泵的热源，可有效地减少地源热泵地埋管系统敷设量达60%以上，同时净化了区域环境空气质量，可在我国北方地区旧系统改造、城镇建设及新农村建设中广范应用。
【专利说明】四进风地源热泵补热塔
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及的四进风地源热泵补热塔涉及到我国新能源节能技术、环境保护与资源两大领域。
[0002]新能源节能技术:应用四进风地源热泵补热塔吸收夏季太阳能辐射热一空气能直接向单一地源热泵系统补热，对比其他热泵补热方式节能8倍以上。
[0003]环境保护与资源:应用四进风地源热泵补热塔吸收雾霾湿冷热源作为热泵热源来源，在取热的同时净化雾霾空气。应用四进风地源热泵补热塔配合少量的地源热泵地埋管系统，可减少地埋管60%以上，节约了土地资源。
【背景技术】
[0004]随着人们生活水平的提高，人们对建筑环境的要求也越来越高。各种制冷空调通风及供热技术日益在建筑中得到推广使用，随之而来的是各种环境污染与能源浪费。在当前节能低碳，减少雾霾天气，创建生态城市、绿色生态小区、绿色低碳建筑的大形式下，地源热泵地埋管系统作为低碳环保节能供热方式，在人们生产生活的发展中扮演着重要角色。然而在长期运行项目调研显示，地源热泵地埋管系统的设计方法还不够完善，已建成的地源热泵地埋管系统项目中出现很多问题。
[0005]据有关资料统计，我国已建成的地源热泵地埋管系统中约有1/3运行良好，1/3凑合能用，还有1/3无法正常运行。无论这个统计是否准确，都表明了地源热泵地埋管系统的设计、建造、运行现在存在很大的问题。
[0006]在我国北方地区地源热泵地埋管系统存在的问题的原因中，冬夏热不平衡是一个主要因素，而且造成的问题所占比例非常高，单一供热的地源热泵地埋管系统几乎都此类存在问题。目前在适合于地埋管系统使用的地区中，在各种工程、建设以及保障性住房建设中，地源热泵地埋管系统已经成为主要的供热方式，几乎100%是单季节采暖运行，由此带来了一系列的问题。其中由于冬季从岩土中取热导致地下岩土温度场降低，而夏季不对岩土进行热补偿从而导致岩土温度场无法恢复正常。当来年冬季继续从岩土中取热时会出现地源热泵地埋管系统效率下降甚至无法取热的情况。究其原因，主要是因为单一季节采暖而不制冷，岩土出现逐年热量减少、温度降低而无热量补充，只能依靠地源热泵地埋管周边岩土温度场平衡来进行热量补偿，当地源热泵地埋管系统庞大时中心区域就是取能与蓄能的过程，来自周边岩土温度也是越来越少，这就是温度场锅底坑效应。
[0007]因而解决地源热泵地埋管系统补热就成为系统设计成功与否的关键，在各种对地源热泵地埋管系统进行热补偿的技术方法中，在干湿球差较小地区有冷却塔循环使用、在干湿球差较大地区热水锅炉补热、太阳能补热等，空气源热泵补热但是由于技术发展较慢且补热运行能耗高，各种地源热泵地埋管系统形式不一、所对应的限制场合条件不同，当今对地源热泵地埋管系统的补热仍然处于摸索与研究中。而我国目前地源热泵地埋管系统应用已经得到大面积的推广，经过历年的使用，各种由于地源热泵土壤温度场失热而导致的系统崩溃事件层出不穷，所以补热的技术问题必须解决，否则地埋管系统崩溃，不仅造成了大量的资源浪费，而且影响居民生活乃至社会的安定。
【发明内容】
[0008]本发明实用新型四进风地源热泵补热塔目的。在于利用四进风表热盘管减少设备占地面积的同时高效吸收由夏季太阳辐射给地球、以长波方式传导给大气的高温位能，通过风机驱动形成大气高温位能与表热盘管补热侧循环介质逆向小温差传热循环，直接提高地源热泵地埋管系统补热温度，与采用其他热泵形式补热相比，可有效地减少用能消耗达80%以上。本发明经济、合理地运行，能够解决目前我国北方地区地源热泵地埋管系统土壤源温度场逐年下降导致的系统崩溃、无法使用问题。冬季雾霾气候周期，利用四进风地源热泵补热塔吸收雾霾湿冷热源(雾霾空气遇冷物体凝结为水)，作为地源热泵地埋管系统辅助热源来源，在取热的同时净化了雾霾空气。在我国土地资源不足条件下，推广地源热泵地埋管系统受到限制，应用四进风地源热泵补热塔配合少量的地埋管系统组成混合源系统，可减少地源热泵地埋管60%以上。四进风地源热泵补热塔创新技术可以平衡地源热泵系统冷(热)源不足，为地源热泵技术成熟提供了可靠经济性保障。
[0009]本发明实用新型的技术方案是:由塔体框架维护结构板1，四进风热能吸收系统2，四进风热能传递系统3，表热盘管洗涤系统4组成。
[0010]所述塔体框架维护结构板I包括塔体底脚桁架；光触媒液体盘；边立柱支架；顶部风机桁架；塔体维护板构成。
[0011]所述塔体底脚桁架上部通过光触媒液体盘与边柱支架连接固定；边立柱支架下部通过光触媒液体盘与塔体底脚桁架连接固定；边立柱支架上部与顶部风机桁架连接固定；塔体维护板分别与边柱支架、顶部风机桁架连接固定。
[0012]所述四进风热能吸收系统2包括光触媒网格栅；四进风表热翅片；干式洗涤收雾层；大气循环驱动装置射流风筒、六叶风机、变速电机构成。
[0013]所述四进风光触媒格栅与四进风表热翅片管板连接固定；四进风表热翅片内穿表热盘管胀接、表热盘管穿于两侧管板中，管板相互连接组成方形组；四进风表热翅片管板底部通过光触媒液体盘与塔体底脚桁架连接固定；四进风表热翅片管板中部、上部分别与边立柱支架连接固定；大气循环驱动装置射流风筒底部与顶部风机桁架连接固定，六叶风机安装与变速电机传动轴上，变速电机通过桁架与射流风筒固定连接。
[0014]所述四进风热能传递系统3包括补热循环泵、表热盘管进液管组、四进风表热盘管、表热盘管出液管组、地源地埋管系统构成。
[0015]所述补热循环泵入口通过管道与地源地埋管系统出口连接；补热循环泵出口通过管道与表热盘管进液管组连接；表热盘管进液管组直接与四进风表热盘管内侧集管连接；四进风表热盘管外穿表热翅片胀接；四进风表热盘管外侧集管直接与表热盘管出液管组连接；表热盘管出液管组通过管道与地源地埋管系统入口连接。
[0016]所述表热翅片外洗涤系统4包括补水阻垢罐、洗涤集液槽、喷淋洗涤泵、紫外线处理器、喷淋洗涤管组、喷淋液体槽组、四进风表热翅片、光触媒液体盘构成。
[0017]所述补水阻垢罐通过管路与洗涤集液槽侧面进水口连接；洗涤集液槽上部方形法兰口与光触媒液体盘下部方形法兰口连接固定，洗涤集液槽侧面出水口通过管路与喷淋洗涤泵入口连接；喷淋洗涤泵出口通过管路与紫外线处理器入口连接；紫外线处理器出口通过管路与喷淋洗涤管组连接；喷淋洗涤管组安装于喷淋液体槽组上面；喷淋液体槽组安装于四进风表热翅片管板上部；四进风表热翅片管板安装于光触媒液体盘上部。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明实用新型一实施例“四进风地源热泵补热塔”立面结构示意图；
[0019]图2为本发明实用新型一实施例“四进风地源热泵补热塔”平面结构示意图；
[0020]图3为本发明实用新型一实施例“塔体框架维护结构板”立面结构示意图；
[0021]图4为本发明实用新型一实施例“四进风热能吸收系统”立面结构示意图；
[0022]图5为本发明实用新型一实施例“四进风热能传递系统”立面结构示意图；
[0023]图6为本发明实用新型一实施例“表热盘管外洗涤系统”立面结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图:图1、图2、图3、图4、图5、图6，对本发明实用新型“四进风地源热泵补热塔”作进一步说明。
[0025]参照附图，本实施例包括由塔体框架维护结构板1，四进风热能吸收系统2，四进风热能传递系统3，表热盘管洗涤系统4组成。
[0026]说明:图中大空心箭头表示空气流动方向，小实心箭头表示循环介质、液体、水体循环流动方向。
[0027]所述塔体框架维护结构板I包括机体底脚桁架1-1 ;光触媒液体盘1-2 ;边立柱支架1-3 ;顶部风机桁架1-4 ;塔体维护板1-5构成。
[0028]所述塔体底脚桁架1-1上部通过光触媒液体盘1-2与边柱支架1-3连接固定；边立柱支架1-3下部通过光触媒液体盘1-2与塔体底脚桁架1-1连接固定；边立柱支架1-3上部与顶部风机桁架连接固定；塔体维护板1-5分别与边柱支架1-3、顶部风机桁架1-4连接固定。
[0029]所述四进风热能吸收系统2包括四进风光触媒格栅2-1 ;四进风表热翅片2-2 ；干式洗涤收雾层2-3 ;大气循环驱动装置2-4，射流风筒2-4.1，六叶风机2-4.2，变速电机2-4.3构成。
[0030]所述四进风光触媒格栅2-1与四进风表热翅片2-2管板连接固定；四进风表热翅片2-2内穿表热盘管胀接、表热盘管穿于两侧管板中，管板相互连接组成方形组；四进风表热翅片2-2管板底部通过光触媒液体盘1-2与塔体底脚桁架连接固定；四进风表热翅片2-2管板中部、上部分别与边立柱支架1-3连接固定；大气循环驱动装置2-4射流风筒
2-4.1底部与顶部风机桁架1-4连接固定，六叶风机2-4.2安装与变速电机2-4.3传动轴上，变速电机2-4.3通过桁架与射流风筒2-4.1固定连接。
[0031]所述四进风热能传递系统3包括补热循环泵3-1 ;表热盘管进液管组3-2 ;四进风表热盘管3-3 ;表热盘管出液管组3-4 ;地源地埋管系统3-5构成。
[0032]所述补热循环泵3-1入口通过管道与地源地埋管系统3-5出口连接；补热循环泵
3-1出口通过管道与表热盘管进液管组3-2连接；表热盘管进液管组3-2直接与四进风表热盘管3-3内侧集管连接；四进风表热盘管3-3外穿表热翅片胀接；四进风表热盘管3-3外侧集管直接与表热盘管出液管组3-4连接；表热盘管出液管组3-4通过管道与地源地埋管系统3-5入口连接。
[0033]所述表热翅片外洗涤系统4包括补水阻垢罐4-1 ;洗涤集液槽4-2 ;喷淋洗涤泵4-3 ;紫外线处理器4-4 ;喷淋洗涤管组4-5 ;喷淋分液槽组4-6 ;四进风表热翅片2_2 ;光触媒液体盘1-2构成。
[0034]所述补水阻垢罐4-1通过管路与洗涤集液槽4-2补水口 B连接；洗涤集液槽4_2上部方形法兰口与光触媒液体盘1-2下部方形法兰口连接固定；洗涤集液槽4-2底部排污口 C接有排污阀；洗涤集液槽4-2出水口 A通过管路与喷淋洗涤泵4-3入口连接；喷淋洗涤泵4-3出口通过管路与紫外线处理器4-4入口连接；紫外线处理器4-4出口通过管路与喷淋洗涤管组4-5连接；喷淋洗涤管组4-5安装于喷淋液体槽组4-6上面；喷淋液体槽组4-6安装于四进风表热翅片2-2管板上部；四进风表热翅片2-2管板安装于光触媒液体盘1-2上部。
[0035]四进风地源热泵补热塔结构作用与工作原理。
[0036]四进风地源热泵补热塔由塔体框架维护结构板1，四进风热能吸收系统2，四进风热能传递系统3，表热盘管洗涤系统4组成。
[0037]塔体框架维护结构板I，图1、图3结构作用。
[0038]塔体底脚桁架1-1构造作用是支撑塔体全部设备重量。在夏季高湿高热、冬季吸收湿冷雾霾气候环境下，四进风表热翅片2-2在与大气热交换过程中会分离出雾霾凝结水，光触媒液体盘1-2除汇聚凝结水外还具有光触媒杀菌灭藻净化PM2.5作用，同时也是四进风表热翅片2-2做喷淋洗涤冷却塔使用时收集循环水的设备之一。边柱支架1-3构造作用是固定四进风表热翅片2-2管板、连接固定顶部风机桁架；顶部风机桁架1-4构造作用是支撑大气循环驱动装置2-4连接固定。塔体框架刚度空间力组是由塔体底脚桁架1-1、四进风表热翅片2-2管板组、边柱支架1-3、顶部风机桁架1-4相互组合构成的。
[0039]四进风热能吸收系统2，图1、图2、图4工作原理。
[0040]夏季太阳辐射给地球热能、以长波方式传导给大气的高温位能存储在空气当中。空气温度在28°C以上，我国南北气温差异不到2°C，空气中蕴藏了具有无限能量的太阳能次生源。利用表热盘管内循环介质小温差传热吸收大气中的高温位空气能，可以比较经济地获得低于大气温度3 — 5°C的热流体，通过不断地进行地源地埋管系统补热循环，最终可将地源地埋管系统较低的温度场由5°C恢复到正常20°C的范围。
[0041]大气循环驱动装置2-4扰动高温位空气，通过四进风光触媒格栅2-1 —级净化过滤后，进入四进风表热翅片2-2迎风面逆向传热将热能传递给四进风表热盘管3-3前排表热盘管至后排表热盘管，空气中的高温位能经过四进风表热盘管3-3冷凝洗涤二级净化释放显热能温度降低后进入干式洗涤收雾层2-3进行三级空气净化，经三级净化后的空气由大气循环驱动装置2-4吸入加压排向大气环境空间与空气中的高温位能混合热交换温度升高后，在大气循环驱动装置2-4驱动循环下再次进入四进风光触媒格栅2-1、四进风表热翅片2-2完成反复的小温差热交换循环过程，获得低于大气温度3 — 5°C的热能流体。
[0042]四进风热能传递系统3，图1、图2、图5工作原理。
[0043]高温位空气能逆向传热进入四进风表热翅片2-2迎风面将热能传递给四进风表热盘管3-3前排表热盘管至后排表热盘管，四进风表热盘管3-3获得的高温流体介质经表热盘管出液管组3-4进入地源地埋管系统3-5，高温流体介质向土壤源释放显热能温度下降为低温流体介质，低温流体介质进入补热循环泵3-1加压再次进入热流体表热盘管3-3提升为高温流体介质。最终可将地源地埋管系统较低的温度场恢复到正常范围。
[0044]表热翅片外洗漆系统4图1、图6工作原理。
[0045]高温位空气能与四进风表热翅片进行热交换的同时，空气中的胶状粉尘会覆盖在四进风表热翅片表面增加传热阻，通过定期液体循环洗涤保养除去污垢将会保持四进风表热翅片的导热性能的稳定性。四进风表热翅片2-2向补水阻垢罐4-1投至缓释洗涤原料，给水经补水阻垢罐4-1进入洗涤集液槽4-2补水口 B进入，经洗涤集液槽4-2液位浮球阀控制液位成为洗涤液体，洗涤液体经洗涤集液槽4-2出液口 A进入喷淋洗涤泵4-3加压洗涤液体，洗涤液体经紫外线处理器4-4处理进入喷淋洗涤管组4-5分流后进入喷淋分液槽组4-6均流喷洒在四进风表热翅片2-2，洗涤液体靠自然重力流淌洗涤四进风表热翅片2-2后流入光触媒液体盘1-2，光触媒液体盘1-2将洗涤液体汇集到洗涤集液槽4-2再次循环，洗涤液体的沉淀物质经洗涤集液槽4-2底部排污口 C排出。
【权利要求】
1.四进风地源热泵补热塔，其特征在于由塔体框架维护结构板，四进风热能吸收系统，四进风热能传递系统，表热翅片外洗涤系统构成； 所述塔体框架维护结构板由机体底脚桁架、光触媒液体盘、边立柱支架、顶部风机桁架、塔体维护板构成，塔体底脚桁架上部通过光触媒液体盘与边柱支架连接固定，边立柱支架下部通过光触媒液体盘与塔体底脚桁架连接固定，边立柱支架上部与顶部风机桁架连接固定，塔体维护板分别与边柱支架、顶部风机桁架连接固定； 所述四进风热能吸收系统由四进风光触媒格栅、四进风表热翅片、干式洗涤收雾层、大气循环驱动装置构成，四进风光触媒格栅与四进风表热翅片管板连接固定，四进风表热翅片内穿表热盘管胀接、表热盘管穿于两侧管板中、管板相互连接组成方形组，四进风表热翅片管板底部通过光触媒液体盘与塔体底脚桁架连接固定，四进风表热翅片管板中部、上部分别与边立柱支架连接固定，大气循环驱动装置射流风筒底部与顶部风机桁架连接固定、六叶风机安装与变速电机传动轴上、变速电机通过桁架与射流风筒固定连接； 所述四进风热能传递系统由补热循环泵、表热盘管进液管组、四进风表热盘管、表热盘管出液管组、地源地埋管系统构成，补热循环泵入口通过管道与地源地埋管系统出口连接，补热循环泵出口通过管道与表热盘管进液管组连接，表热盘管进液管组直接与四进风表热盘管内侧集管连接，四进风表热盘管外穿表热翅片胀接，四进风表热盘管外侧集管直接与表热盘管出液管组连接，表热盘管出液管组通过管道与地源地埋管系统入口连接； 所述表热翅片外洗涤系统由补水阻垢罐、洗涤集液槽、喷淋洗涤泵、紫外线处理器、喷淋洗涤管组、喷淋分液槽组、四进风表热翅片、光触媒液体盘构成，所述补水阻垢罐通过管路与洗涤集液槽补水口 B连接，洗涤集液槽上部方形法兰口与光触媒液体盘下部方形法兰口连接固定，洗涤集液槽底部排污口 C接有排污阀，洗涤集液槽出水口 A通过管路与喷淋洗涤泵入口连接，喷淋洗涤泵出口通过管路与紫外线处理器入口连接，紫外线处理器出口通过管路与喷淋洗涤管组连接，喷淋洗涤管组安装于喷淋液体槽组上面，喷淋液体槽组安装于四进风表热翅片管板上部，四进风表热翅片管板安装于光触媒液体盘上部。
【文档编号】F25B30/06GK203823983SQ201420239983
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年5月12日 优先权日:2014年5月12日
【发明者】成剑林, 刘秋克, 殷浪 申请人:刘秋克