[實用新型]一種高利用率太陽能耦合地源熱泵系統

有效

• 申請號: 201220192640.3
• 申請日: 2012-05-03
• 公開（公告）號: CN202561890U
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 侯衛華;李德輝;鄧保順;沈德安;沈亮峰;李杰;郭永楨
• 申請（專利權）人: 中鐵第一勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: F24D15/04
• 分類號: F24D15/04;F24D19/10
• 代理公司: 西安新思維專利商標事務所有限公司 61114
• 代理人: 李罡

技術領域

????本實用新型涉及一種采暖系統，具體涉及一種高利用率太陽能耦合地源熱泵系統。

背景技術

我國建筑能耗占全國商品能耗的21%～24%，而采暖能耗占民用建筑能耗的56%～58%。現有采暖技術中，主要以燃煤、燃油及燃氣等化石能源為主，這些高熱值燃料由于不可再生、環境污染、運行費用逐日升高等因素迫使尋求其它能源利用方式。

太陽能采暖技術及地源熱泵技術由于綠色環保、且可再生利用，在采暖工程中，受到越來越多的重視。但太陽能出現的間歇性及溫度周期波動性，導致難于將太陽能作為單一采暖熱源使用，需輔助其它熱源。地源熱泵系統是利用高位的電能從低溫環境中提取低位熱量的一種技術，需要犧牲一部分電能為代價，且有關資料指出，由于系統取熱量及釋熱量的不平衡，地源熱泵系統常年運行，系統性能逐年降低。

目前，太陽能系統與地源熱泵系統聯合的做法主要有兩種：一種是利用太陽回灌至地下埋管區以平衡冬季地源熱泵系統過多的取熱量，另一種是采用太陽能作為調峰熱源以減小地源熱泵系統規模。兩種做法都是將太陽能作為地源熱泵系統的輔助熱源，未能充分利用太陽能。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用地源熱泵機組來提高太陽能系統有效利用溫度范圍、最大限度利用太陽能采暖的高利用率太陽能耦合地源熱泵系統。

本實用新型所采用的技術方案是：

一種高利用率太陽能耦合地源熱泵系統，其特征在于：

系統由太陽能集熱系統和地源熱泵系統組成，兩系統之間連接設置有太陽能第二換熱器和電動六通換向閥。

所述的太陽能集熱系統中設置有太陽能集熱器，太陽能集熱器與太陽能第一換熱器連接，太陽能集熱器與太陽能第一換熱器之間設置有太陽能第一循環泵；

所述的太陽能第一換熱器與太陽能貯熱水箱連接，太陽能第一換熱器與太陽能貯熱水箱之間設置有太陽能第二循環泵；

所述的太陽能貯熱水箱通過太陽能第二換熱器接入電動六通換向閥，太陽能貯熱水箱和太陽能第二換熱器之間設置有太陽能第三循環泵。

所述的地源熱泵系統中設置有地源熱泵機組，地源熱泵機組的地源端分別與地源端分水器、地源端集水器和電動六通換向閥連接；

所述的地源端分水器和地源端集水器與太陽能第二換熱器直接連接，地源端分水器與太陽能第二換熱器之間設置有太陽能回灌循環泵。

所述的地源熱泵機組連接有用戶端供水管和用戶端回水管，且用戶端供水管和用戶端回水管與電動六通換向閥連接。

所述的太陽能集熱器、太陽能貯熱水箱和太陽能第二換熱器均設置有溫度傳感器；

所述的太陽能集熱系統和地源熱泵系統的管路中均設置有電接點壓力表；

所述的地源端分水器的入管和地源端集水器的出管上設置有第一三通電磁閥；用戶端供水管的入水管和用戶端回水管的出水管上設置有第二三通電磁閥；太陽能貯熱水箱至太陽能第二換熱器的供水管線上設置有電動三通閥；

所述的溫度傳感器、電接點壓力表、第一三通電磁閥、第二三通電磁閥、電動三通閥都與中央控制器連接。

所述的太陽能集熱器的出口管路上設置有自動排氣閥和安全閥。

所述的太陽能貯熱水箱與熱水回水管和熱水供水管連接，太陽能貯熱水箱與熱水回水管之間設置有熱水循環泵。

????本實用新型具有以下優點：

本實用新型利用太陽能系統與地源熱泵系統相耦合，可以多模式、多功能運行：太陽能直接采暖和供熱水模式、提取低溫太陽能供暖模式、地源熱泵獨立運行模式及夏季太陽能蓄熱、防空曬模式。?與傳統太陽能采暖系統相比，太陽能有效利用溫度范圍由40℃以上，提高至9℃以上甚至更大溫度范圍，而且降低太陽能系統供水溫度，可提高集熱器瞬時效率和太陽能保證率；太陽能集熱器出口設置自動排氣閥和安全閥，有利于集熱器系統排氣和泄壓，在夏季，將多余的太陽能蓄存至地下，可以有效解決系統空曬問題，對于解決冬夏季太陽輻照量與用熱量相矛盾的問題有利，能維持系統常年穩定運行；太陽能系統采用閉式系統，太陽能集熱系統采用閉式循環系統，利于系統防銹蝕，提高系統使用壽命。與傳統地源熱泵系統相比，最大限度利用太陽能有利于節能，多熱源多模式運行，有利于系統的穩定性及可靠性，提取低溫太陽能熱水熱量時，可提高熱泵機組蒸發溫度，提高機組性能，蒸發溫度越高，機組制熱系能系數越大。

附圖說明

圖1是高利用率太陽能耦合地源熱泵系統整體結構示意圖。

圖2是高利用率太陽能耦合地源熱泵系統集中控制示意圖。