[發(fā)明專利]一種利用分離式二氧化碳熱管的干熱巖太陽能互補熱泵系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2016-07-21
• 公開（公告）號: CN107642816A
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發(fā)明（設計）人: 康喆;陸冀升
• 申請（專利權）人: 天津霍斯沃明節(jié)能技術有限公司
• 主分類號: F24D15/00
• 分類號: F24D15/00;F24D15/04;F24D19/10
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司12209
• 代理人: 高璇

技術領域

本發(fā)明屬于建筑供暖熱泵系統(tǒng)領域，尤其是一種利用分離式二氧化碳熱管的干熱巖太陽能互補熱泵系統(tǒng)。

背景技術

熱管技術，熱管技術是1963年美國洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)國家實驗室的喬治格羅佛(George Grover)發(fā)明的一種稱為“熱管”的傳熱元件，它充分利用了熱傳導原理與相變介質的快速熱傳遞性質，透過熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導熱能力超過任何已知金屬的導熱能力。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足之處，針對現有建筑供暖情況，提供一種利用分離式二氧化碳熱管的干熱巖太陽能互補熱泵系統(tǒng)，利用分離式熱管技術與干熱井，太陽能使用相結合，提出一種方便舒適，高效節(jié)能的建筑供暖系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種利用分離式二氧化碳熱管的干熱巖太陽能互補熱泵系統(tǒng)，其特征在于：包括二氧化碳分離式熱管、回填材料、容積式換熱器、工質泵、熱泵系統(tǒng)、水泵以及太陽能真空管集熱器，在外界土壤內制出干熱井并在該干熱井內埋入二氧化碳分離式熱管，在二氧化碳分離式熱管外周的干熱井內填充有回填材料；二氧化碳分離式熱管的輸出端與輸入端之間的管路上串聯安裝有工質泵、熱泵系統(tǒng)和容積式換熱器的一組交換管；容積式換熱器的另外一組交換管還還串聯有一水泵以及一太陽能真空管集熱器。

而且，所述二氧化碳分離式熱管的輸出端與輸入端之間連接有一換向閥組。

而且，所述容積式換熱器的輸入端與輸出端之間連接有另一換向閥組。

本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是：

1、通過溫度較高的土壤換熱，降低壓縮機壓比，減少壓縮機做工，提高系統(tǒng)效率，節(jié)約能源。

2、結合太陽能的使用特點，使土壤有一定的恢復時間減少了熱堆積效應對于系統(tǒng)的影響。

3、使用二氧化碳相變蒸發(fā)的形式，提高井下換熱器效率，充分利用深層土壤中蘊藏的巨大熱量。

4、不抽取地下熱水，更加環(huán)保。

5、僅使用數量較少的熱干井即可實現大面積供暖，初期投資低。

6、熱源側只有二氧化碳與土壤一次換熱減少溫差換熱，更節(jié)能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構原理示意圖。

圖中標記代表：二氧化碳分離式熱管(1)，太陽能真空管集熱器(2)，容積式換熱器(3)，水泵(4)，工質泵(5)，熱泵系統(tǒng)(6)，回填材料(8)，外界土壤(9)，換向閥組(10)。

具體實施方式

下面結合附圖并通過具體實施例對本發(fā)明作進一步詳述，以下實施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。

一種利用分離式二氧化碳熱管的干熱巖太陽能互補熱泵系統(tǒng)，包括二氧化碳分離式熱管1、太陽能真空管集熱器2、容積式換熱器3、水泵4、工質泵5、熱泵系統(tǒng)6、回填材料8以及換向閥組10，在外界土壤9內制出干熱井并在該干熱井內埋入二氧化碳分離式熱管1，在二氧化碳分離式熱管外周的干熱井內填充有回填材料8；

二氧化碳分離式熱管1的輸出端與輸入端之間的管路上串聯安裝有工質泵5、熱泵系統(tǒng)6和容積式換熱器3的一組交換管，組成二氧化碳熱管循環(huán)系統(tǒng)；其中，熱泵系統(tǒng)由壓縮機，蒸發(fā)器，冷凝器，膨脹閥組成，這一部分已經有大量應用本文不作詳細描述；

容積式換熱器的另外一組交換管還還串聯有一水泵4以及一太陽能真空管集熱器2組成太陽能熱管循環(huán)系統(tǒng)；

二氧化碳分離式熱管1的輸出端與輸入端之間連接有一換向閥組10；容積式換熱器的輸入端與輸出端之間連接有另一換向閥組。

容積式換熱器內部兩組交換管相互連通并安裝控制閥，在容積式換熱器外部分別設置有兩組交換管的四個交換管端口，其中一組交換管連接二氧化碳熱管循環(huán)系統(tǒng)，另一組交換管連接太陽能熱管循環(huán)系統(tǒng)。

本發(fā)明將二氧化碳分離式熱管技術與干熱井技術相結合，結合太陽能系統(tǒng)運行特點，為熱泵系統(tǒng)提供穩(wěn)定熱源，通過熱泵系統(tǒng)為建筑供暖以及提供熱水。整體系統(tǒng)不僅能夠實現為建筑冬季供暖的目的，同時，使用二氧化碳作為運行工質增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，結合二氧化碳物性特點，能夠更加充分的利用干熱井的巨大能量，提高了系統(tǒng)運行效率，節(jié)約運行成本，大大降低系統(tǒng)占地面積，同時，使用太陽能為干熱井補充熱量，延長干熱井熱回復時間，可以實現高效熱泵在區(qū)域性能源長期穩(wěn)定供給。

安裝步驟，