一种使用接力重力热管组的土壤源热泵空调系统的制作方法

本技术涉及土壤源热泵，尤其涉及一种使用接力重力热管组的土壤源热泵空调系统。

背景技术：

1、浅层地热能具有巨大的环保和经济价值，为了利用浅层地热能，目前存在一种土壤源热泵空调系统。在制冷季空调系统制冷时，建筑室内的热量经过土壤源热泵机组转移后通过地埋管换热器释放于浅层土壤中，同时利用浅层土壤蓄存热量以备供热季供热，供热季空调供热时，通过地埋管换热器从浅层土壤中取热，再经过土壤源热泵机组提升后给建筑室内供热，同时利用浅层土壤蓄存冷量以备制冷季制冷，以此周期往复循环。然而对于全年空调累积冷负荷大于热负荷的建筑，因空调系统每年释放给浅层土壤的热量大于吸收的热量，随着时间的推移浅层土壤的热平衡将被打破导致浅层土壤的温度逐渐升高，进而导致土壤源热泵空调系统的制冷能效逐渐降低。为了有效改善土壤源热泵空调系统土壤热平衡问题，现有技术中常采用冷却塔、热回收装置、喷泉等辅助散热方式进行散热。目前较长的单根重力热管实际应用较少，相应研究多停留在理论与实验模拟阶段，且其技术应用受研发成本、充注液特性等影响较大，工程应用初投资较高，但重力热管具有单向、高效传递热量的特性。

2、上述几种技术存在明显的缺陷，具体表现为：第一，无法实现从浅层土壤向地面空气单向释放热量，即无法利用地面空气温度低于浅层土壤温度时将地面空气的冷量蓄存在浅层土壤内来解决土壤源热泵空调系统的土壤热平衡问题，第二，当重力热管为单根超长重力热管时，不利于研发制造、成本较高、可行性不强。

技术实现思路

1、本发明公开了一种使用接力重力热管组的土壤源热泵空调系统，其能够将浅层土壤的热量单向释放到向地面空气中，并且利用地面空气温度低于浅层土壤温度时将地面空气的冷量蓄存在浅层土壤内，此外，采用接力重力热管组代替单根超长重力热管，更有利于研发制造、成本更低、可行性强。

2、为了实现上述目的，本发明公开一种土壤源热泵空调系统，所述土壤源热泵空调系统包括：第一埋管区域及土壤源热泵机组。所述第一埋管区域包括第一地埋管换热器、接力重力热管组和第一土壤，所述第一地埋管换热器及所述接力重力热管组均埋设于所述第一土壤，所述接力重力热管组包括多根重力热管，所述多根重力热管沿竖直方向依次排列，每一根所述重力热管均与相邻的所述重力热管连接。所述土壤源热泵机组与所述第一地埋管换热器连通，所述土壤源热泵机组用于在与所述第一地埋管换热器连通时通过所述第一地埋管换热器从所述第一土壤吸收或向所述第一土壤释放热量，所述接力重力热管组用于在所述第一地埋管换热器向所述第一土壤释放热量时将所述第一土壤的热量向地面空气单向释放。

3、可选地，所述土壤源热泵空调系统还包括第二埋管区域，所述第二埋管区域包括第二地埋管换热器及第二土壤，所述第二地埋管换热器埋设于所述第二土壤。所述土壤源热泵机组分别与所述第一地埋管换热器及所述第二地埋管换热器可切换的连通，所述土壤源热泵机组用于在与所述第二地埋管换热器连通时通过所述第二地埋管换热器从所述第二土壤吸收或向所述第二土壤释放热量，所述土壤源热泵机组还用于在与所述第一地埋管换热器连通时通过所述第一地埋管换热器向所述第一土壤释放热量。

4、可选地，所述第一地埋管换热器包括水平地埋管换热器和垂直地埋管换热器中的一种或多种；和/或，所述第二地埋管换热器包括水平地埋管换热器和垂直地埋管换热器中的一种或多种。

5、可选地，所述垂直地埋管换热器埋设于竖直孔内部，所述接力重力热管组埋设于所述竖直孔中，所述竖直孔内部的剩余空间填充有回填材料。

6、可选地，所述第一地埋管换热器包括多根所述垂直地埋管换热器，所述接力重力热管组为多个，多根所述垂直地埋管换热器与多个所述接力重力热管组交叉布置。

7、可选地，所述土壤源热泵空调系统还包括循环管网，所述土壤源热泵机组通过所述循环管网分别与所述第一地埋管换热器及所述第二地埋管换热器可切换的连通，所述循环管网包括：分水装置及循环动力装置。所述分水装置包括第一分水口、第二分水口及第三分水口，所述土壤源热泵机组的出水口与所述第一分水口连通，所述第二分水口及所述第三分水口分别与所述第一地埋管换热器的进水口及所述第二地埋管换热器的进水口连通，所述第一地埋管换热器及所述第二地埋管换热器均与所述土壤源热泵机组的进水口连通。所述循环动力装置用于为导热介质在所述土壤源热泵机组、所述第一地埋管换热器及所述第二地埋管换热器之间流动提供动力。

8、可选地，所述循环管网还包括：回水总管、第一回水管、集水装置、第一供水管、第二回水管、第二供水管及供水总管。所述回水总管的一端与所述土壤源热泵机组的出水口连通、另一端与所述第一分水口连通。所述第一回水管连通于所述第二分水口及所述第一地埋管换热器的进水口之间。所述第一供水管连通于所述第一地埋管换热器的出水口与所述集水装置之间。所述第二回水管连通于所述第三分水口及所述第二地埋管换热器的进水口之间。所述第二供水管连通于所述第二地埋管换热器的出水口及所述集水装置之间。所述供水总管的一端与所述集水装置连通、另一端与所述土壤源热泵机组的进水口连通，所述循环动力装置设置于所述供水总管。

9、可选地，所述循环管网系统还包括水处理仪，所述水处理仪设置于所述供水总管，用于净化所述导热介质。

10、可选地，所述循环管网还包括自动切换控制系统，所述自动切换控制系统用于在空调供冷季期间，当所述土壤源热泵机组与所述第二地埋管换热器连通并且所述第二地埋管换热器内部的导热介质的温度高于第一温度时，控制所述土壤源热泵机组与所述第一地埋管换热器连通并不与所述第二地埋管换热器连通，当所述土壤源热泵机组与所述第一地埋管换热器连通并且所述第二地埋管换热器内部的导热介质的温度低于第二温度时，控制所述土壤源热泵机组与所述第二地埋管换热器连通并不与所述第一地埋管换热器连通。

11、可选地，所述自动切换控制系统包括：阀门组件、温度检测元件及控制系统。所述阀门组件能够控制所述土壤源热泵机组与所述第一地埋管换热器或所述第二地埋管换热器连通。所述温度检测元件能够测量所述第二地埋管换热器内部的导热介质的实测温度。所述控制系统的内部设置有预设温度范围、能够获取所述实测温度、将所述实测温度和所述预设温度范围对比分析、根据对比分析结果控制所述阀门组件的开启与关闭。

12、与相关技术相比，本技术的有益效果至少在于：

13、由于接力重力热管组均埋设于第一土壤，这样一来，能够将部分热量从第一土壤输送到接力重力热管组。接着，又由于接力重力热管组将第一土壤的热量向地面空气单向释放，这样一来，使得热量只能从第一土壤单向释放到地面空气中，进而将地面空气中的冷量输送给第一土壤，实现第一土壤利用地面空气的冷量进行蓄冷的目的。

14、最后，由于接力重力热管组包括多根重力热管，多根重力热管沿竖直方向依次排列，每一根重力热管均与相邻的重力热管连接，这样一来，使得接力重力热管组长度可以根据实际的导热需求进行调整，而且多根重力热管接力传热相比于单根超长重力热管更易研发制造、成本更低、可行性强。