[發明專利]一種蓄熱型太陽能地源熱泵

無效

• 申請號: 201310524557.0
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN103512275A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發明（設計）人: 鄭志濤;徐穎;張琳邡
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B27/00;F25B30/06;F25B49/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種太陽能地源熱泵，尤其涉及一種蓄熱型太陽能地源熱泵。

背景技術

2011年5月19日出臺的《國土資源“十二五”規劃綱要》指出“十二五”期間要加大能源礦產勘查力度，節約利用資源、開發新能源、增加可再生能源技術研發和使用。21世紀初，我國就開始了地源熱泵工程的實踐，基本上以每年20％～25％的速度在增長，然而，地源熱泵系統在使用過程中夏季累計向地下釋放的熱量與冬季累計從地下吸取的熱量之比為2.36，連續長期地運行，會從地下過多地取熱或向地下過多地散熱，造成地下溫度場的波動，降低機組的COP值，增加系統的能耗，而且影響地埋管換熱效率，甚至會導致地埋管不能工作，另外，在我國北方或南方地區冷熱負荷均較大且極不平衡，單獨使用地源熱泵，初投資太高。這樣一來，地源熱泵系統就很難實現預期的經濟效益，而且，現行太陽能地源熱泵，對太陽能的利用偏低，因此，改變太陽能和地源熱泵系統耦合工作方式，提高了能源利用率，對地源熱泵系統的普及和發展具有重要意義。

發明內容

為了克服現有地源熱泵單獨工作時長期從地下取熱或向地下放熱會造成地下冷熱負荷不平衡，影響地埋管換熱器的換熱效率，增加系統能耗的不足，本發明提供一種蓄熱型太陽能地源熱泵，系統中太陽能集熱系統與地源熱泵系統耦合運行，不僅能實現傳統的制冷、供熱以及生活熱水的供應，而且，在系統還能回收冷凝熱，實現能源的高效利用。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種蓄熱型太陽能地源熱泵，包括太陽能集熱器（1），太陽能蓄水箱（2），溫度轉換蓄水箱（41），熱管換熱器（43），分水器（45），集水器（47），地埋管換熱器（48），熱泵機組（49），室內機（51）；

所述的太陽能集熱器（1）由吸熱板，流體管道，玻璃蓋板，及保溫外殼組成；

所述的溫度轉換蓄水箱（41）為圓柱形，通過閥門（8）、（9），轉子流量計（31），截止閥（32），循環水泵（33）組成冷水水循環系統，溫度計（34）與電磁閥（52）組成自動換水系統，溫度轉換蓄水箱（41）中還包括風機（37），噴淋管噴頭（38），換熱盤管（39），通風窗（設有防塵罩）（40），自動補水裝置中的浮球（42）；

所述的蓄熱型太陽能系統由太陽能集熱器（1），太陽能蓄水箱（2），溫度轉換蓄水箱（41）組成；

所述熱泵機組（49）包括冷凝器，蒸發器，在兩者相互連通的管路上，設有壓縮機和膨脹閥。

與現有地源熱泵或太陽能地源熱泵相比，本發明的優點是：

本發明克服了地源熱泵技術和太陽能技術自身局限性，利用可再生能源實現冬季供暖、夏季制冷，以及全年生活熱水供應，不受天氣等條件限制，將太陽能以熱能的形式存儲在太陽能蓄水箱中，滿足全年生活熱水供應及供暖，與傳統太陽能熱泵空調系統相比，該系統供暖不需用電來加熱熱水；夏季工況時，系統中的溫度轉換蓄水箱取代冷卻塔或溴化鋰機組等制冷設備，采用噴淋裝置，通過“降膜法換熱”實現高效換熱，滿足制冷需求及生活熱水供應，采用浮球閥控制的補水裝置，可以自動補水，與溫度計和電磁閥協同工作，可根據水箱內水溫自動換水，保證系統處于最佳制冷狀態；冬季工況時，將太陽能蓄水箱中的一部分熱水作為生活熱水，另一部分作為供暖熱源側，溫度轉換蓄水箱作為熱交換場所，在水箱底部設置的溫度傳感器，可以保證系統一直處于最佳換熱狀態，即保持最佳供暖狀態，水箱中換熱盤管采用兩頭直徑小中間直徑大的圓弧螺旋式紡錘形設置，可以充分利用熱水的能量。

附圖說明

圖1是本發明的原理圖；

圖2是本發明的夏季制冷工況原理圖；

圖3是本發明的冬季并聯供暖原理圖；

圖4是本發明的冬季串聯供暖原理圖；

圖5是溫度轉換水箱中換熱盤管螺旋方式立面圖；

圖6是溫度轉換水箱中換熱盤管螺旋方式平面圖；

圖1中：太陽能集熱器—1，太陽能蓄水箱—2，閥門—3～29，太陽能蓄水箱補水進口—30，轉子流量計—31，截止閥—32，循環水泵—33、44、46、50，溫度計—34，生活用水出水口—35，溢水口—36，風機—37，噴淋管噴頭—38，換熱盤管—39，通風窗口（設有防塵罩）—40，溫度交換蓄水箱—41，浮球—42，熱管換熱器—43，分水器—45，集水器—47，地埋管換熱器—48，熱泵機組—49，室內機—51，電磁閥—52。

具體實施方式