[發明專利]太陽能-土壤復合熱泵跨季節蓄能系統的應用方法

在審

• 申請號: 202210269630.3
• 申請日: 2022-03-18
• 公開（公告）號: CN114623489A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 李永;李夢迪;劉偉斌;劉建林
• 申請（專利權）人: 河北省建筑科學研究院有限公司
• 主分類號: F24D19/10
• 分類號: F24D19/10;F24D11/02;F24T10/15;F24T10/00
• 代理公司: 石家莊輕拓知識產權代理事務所(普通合伙) 13128
• 代理人: 黃輝本

1.一種太陽能-土壤復合熱泵跨季節蓄能系統的應用方法，所述跨季節蓄能系統包括控制器、太陽能集熱器、地埋管換熱器、熱泵機組、巖土熱物性測試設備、循環水泵和中間換熱器，太陽能集熱器的集熱量通過中間換熱器間接輸送至地埋管換熱器，并將熱量儲存在地下土壤中；循環泵連通巖土熱物性測試設備與地埋管換熱器來測試土壤數據；其特征在于，所述跨季節蓄能系統的應用方法包括以下步驟：

A、分析建筑負荷，結合供暖與制冷負荷的計算情況和熱泵機組性能參數，估算跨季節蓄能系統的累積取熱量與累積排熱量；

B、判斷累積取熱量與累積排熱量的差值，若累積取熱量大于累積排熱量則進行步驟C，若累積取熱量小于累積排熱量則不需要進行補熱；

C、計算彌補熱失衡所需的太陽能集熱器面積；

D、巖土熱物性參數測試：獲取巖土體的綜合導熱系數、容積比熱容、初始溫度；

E、設計地埋管換熱器：將巖土熱物性參數，跨季節蓄能系統的累積排熱量、累積吸熱量，太陽能集熱器的集熱量及地埋管換熱器參數輸入地源熱泵計算軟件中，確定地埋管換熱器的長度和鉆孔數量。

2.根據權利要求1所述的太陽能-土壤復合熱泵跨季節蓄能系統的應用方法，其特征在于：步驟B中，所述跨季節蓄能系統的累積取熱量與累積排熱量計算公式如下：

式中：

Q_h、Q_c-跨季節蓄能系統累積取熱量與累積排熱量(kWh)；

-建筑累積熱負荷(kWh)，q_hi為逐時熱負荷，n為供暖小時數；

-建筑累積冷負荷(kWh)，q_ci為逐時冷負荷，n為制冷小時數；

COP_s-熱泵機組供暖工況下的季節能效系數；

EER_s-熱泵機組供冷工況下的季節能效系數；

累積取熱量與累積排熱量的比值用綜合指標表示如下：

式中：

表示跨季節蓄能系統累積取熱量大于累積排熱量，則有采用太陽能跨季節蓄熱的必要性；

表示跨季節蓄能系統累積排熱量大于等于累積取熱量，不適宜采用太陽能跨季節蓄熱。

3.根據權利要求1所述的太陽能-土壤復合熱泵跨季節蓄能系統的應用方法，其特征在于：步驟C中，太陽能集熱器面積的計算公式如下：

ΔQ＝Q_h-Q_c (5)

A＝α×A_c (6)

式中：

A_c-所需太陽能集熱器面積(m²)；

ΔQ-系統累積冬季取熱量與夏季排熱量差值(kWh)；

f-太陽能保證率，對于跨季節蓄熱太陽能-土壤復合熱泵系統，取1；

J_T-當地太陽能集熱器采光面上的年平均太陽輻照量(MJ/m²)；

η_cd-太陽能集熱器的年平均集熱效率，根據經驗取值宜為0.45～0.50，或者取太陽能集熱器產品的實際測試結果或產品生產企業提供的數據；

η_l-貯水箱和管路的熱損失，根據經驗取值宜為0.20～0.30。

A-安裝太陽能集熱器所需要的面積(m²)；

α-考慮集熱器類型和布置方式的修正系數。