人工流场增强换热储热热泵系统及方法与流程

本发明涉及综合能源利用，尤其涉及一种人工流场增强换热储热热泵系统及方法。

背景技术：

1、在天然渗流场较弱的地区，在采用单孔换热方式（u型管、同轴套管等）开发土壤源型浅层地热能和中深层地热资源时，一个供热/供冷季内地下换热器向土壤或者岩层排放的冷量/热量在短时间内难以扩散，造成冷热堆积问题，使地埋管换热器可利用的换热温差逐渐下降，换热效果衰减，将影响地源热泵模块的可持续性。同时低地温地下环境普通地源热泵模块换热能效低适宜性差，地源热泵模块整体能耗较大。

技术实现思路

1、本发明提供了一种人工流场增强换热储热热泵系统及方法，以解决地热系统换热效果差的问题。

2、根据本发明的一方面，提供了一种人工流场增强换热储热热泵系统，包括：

3、地下水采灌井、采灌管路、地埋管换热器、地源热泵模块及光伏光热模块；其中，所述光伏光热模块包括：光电转换模块及光热转换模块，所述光电转换模块用于将太阳光转换为电能，所述光热转换模块用于加热地下水；所述地源热泵模块用于抽取或回灌地下水；采灌管路配置有流量传感器；其中：

4、所述地下水采灌井及所述地埋管换热器埋于地下；

5、所述地源热泵模块配置于所述地下水采灌井的井口；

6、所述地源热泵模块通过所述采灌管路与所述光伏光热模块连接；

7、其中，所述系统配置为：当所述地埋管换热器中循环水的温度大于或等于预设温度值时，则通过所述地源热泵模块将地下水抽出；当所述地埋管换热器中所述循环水的温度小于预设温度值时，则通过所述光热转换模块对抽出的地下水进行加热，通过所述地源热泵模块将加热后的地下水回灌回地下，所述预设温度值为预先设定的所述循环水的温度。

8、所述系统还可以配置为：若所述采灌管路中地下水的流量大于或等于预设流量，则通过所述地源热泵模块将地下水回灌回地下；若所述采灌管路中地下水的流量小于预设流量，则通过所述地源热泵模块将地下水抽出，所述预设流量为预先设定的所述采灌管路中采灌流量。

9、根据本发明的另一方面，提供了一种人工流场增强换热储热热泵方法，包括：

10、获取地埋管换热器中循环水的温度；

11、根据地埋管换热器中循环水的温度确定对比结果，所述对比结果包括：需要循环散热及需要存储热能；

12、根据对比结果通过地埋管热泵控制模块对地源热泵模块进行控制。

13、本发明实施例的技术方案，人工流场增强换热储热热泵系统由地埋管换热器、地下水采灌井、光伏光热模块等组成。通过确定预设流量或地埋管换热器中循环水的温度，定期切换采灌水流方向，缓解地埋管换热器冷热堆积、提高可利用换热温差、强化换热效果。光电转换模块驱动地源热泵模块运转，光伏余热通过地下水采灌井把热量传输入地下，实现地下换热场温度的快速提高，解决低地温条件下的土壤换热能力差的适宜性问题。

14、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。

技术特征：

1.一种人工流场增强换热储热热泵系统，其特征在于，所述系统包括：地下水采灌井、采灌管路、地埋管换热器、地源热泵模块及光伏光热模块；其中，所述光伏光热模块包括：光电转换模块及光热转换模块，所述光电转换模块用于将太阳光转换为电能，所述光热转换模块用于加热地下水；所述地源热泵模块用于抽取或回灌地下水；所述采灌管路配置有流量传感器，其中：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述地下水采灌井包括：抽水井及回灌井。

3.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述地源热泵模块包括：潜水泵及回灌井泵，其中，

4.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述光伏光热模块的功能，包括：

5.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述系统还包括：

6.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述系统还包括：

7.一种人工流场增强换热储热热泵方法，应用于权利要求1-6中任一项所述的人工流场增强换热储热热泵系统，其特征在于，所述方法包括：

8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，根据所述地埋管换热器中循环水的温度确定对比结果，包括：

9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，根据所述对比结果通过地埋管热泵控制模块对地源热泵模块进行控制，包括：

10.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述方法还包括：

技术总结本发明公开了一种人工流场增强换热储热热泵系统及方法，该系统包括：地下水采灌井、采灌管路、地埋管换热器、地源热泵模块及光伏光热模块；其中，光伏光热模块包括：光电转换模块及光热转换模块，光电转换模块用于将太阳光转换为电能，光热转换模块用于加热地下水；地源热泵模块用于抽取或回灌地下水；采灌管路配置有流量传感器。该系统通过确定预设流量或地埋管换热器中循环水的温度，定期切换采灌水流方向，缓解地埋管换热器冷热堆积、提高可利用换热温差、强化换热效果。光电转换模块驱动地源热泵模块运转，光伏余热通过地下水采灌井把热量传输入地下，实现地下换热场温度的快速提高，解决低地温条件下的土壤换热能力差的适宜性问题。技术研发人员：刘九龙,李胜涛,贾小丰,冯昭龙,向宏,张峰,张子纯受保护的技术使用者：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心技术研发日：技术公布日：2024/6/23