專利名稱：一種太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的可持續(xù)供暖、供冷系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及太陽能與建筑一體化技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于建筑供熱、供冷以及生活熱水行業(yè)，尤其涉及一種太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的可持續(xù)供暖、供冷系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)也能實現(xiàn)太陽能提供生活熱水以及對供熱的輔助加熱，但是存在的主要 問題一是太陽能的利用效率不高，二是無法實現(xiàn)地源熱泵的熱補(bǔ)償平衡問題，導(dǎo)致熱泵運(yùn)行效率和工況逐年衰減和惡化。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于設(shè)計一種新型的太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的可持續(xù)供暖、供冷系統(tǒng)，解決上述問題。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下一種太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的可持續(xù)供暖、供冷系統(tǒng)，包括太陽能集熱裝置、太陽能蓄熱水箱、板式換熱器、熱泵主機(jī)、第一三通閥、第二三通閥、第三三通閥和常溫水源；所述太陽能集熱裝置與所述太陽能蓄熱水箱連通，所述板式換熱器包括板式換熱器高溫端和板式換熱器低溫端，所述太陽能蓄熱水箱連通到所述板式換熱器高溫端，所述太陽能蓄熱水箱還連通到所述常溫水源；所述地埋管側(cè)包括地埋集水器和地埋分水器，所述室內(nèi)供熱裝置包括室內(nèi)集水器和室內(nèi)分水器，所述熱泵主機(jī)包括蒸發(fā)器和主機(jī)本體；所述蒸發(fā)器的出水口連通到所述地埋分水器，所述地埋集水器連通到所述第一三通閥的進(jìn)水口，所述第一三通閥的兩個出水閥分別連通到板式換熱器低溫端的進(jìn)水口和所述蒸發(fā)器的進(jìn)水口 ；所述板式換熱器低溫端的出水口連通到所述第二三通閥的進(jìn)水口，所述第二三通閥的兩個出水口分別連通到蒸發(fā)器的進(jìn)水口和所述室內(nèi)分水器；所述室內(nèi)集水器連通到所述主機(jī)本體的進(jìn)水口，所述主機(jī)本體的出水口連通到所述第三三通閥的進(jìn)水口，所述第三三通閥的兩個出水口分別連通到所述室內(nèi)分水器和所述板式換熱器低溫端的進(jìn)水口。優(yōu)選的，所述第一三通閥、所述第二三通閥和所述第三三通閥均為電動三通閥。優(yōu)選的，還包括第一循環(huán)泵組、第二循環(huán)泵組、第三循環(huán)泵組和第四循環(huán)泵組，所述太陽能集熱裝置與所述太陽能蓄熱水箱通過所述第一循環(huán)泵組連通，所述太陽能蓄熱水箱通過所述第二循環(huán)泵組與所述板式換熱器高溫端循環(huán)連通；所述地埋集水器通過第三循環(huán)泵組連通到所述第一三通閥的進(jìn)水口，所述室內(nèi)集水器通過所述第四循環(huán)泵組連通到所述主機(jī)本體的進(jìn)水口。優(yōu)選的，還包括二通閥所述蒸發(fā)器的進(jìn)水口與出水口之間通過所述二通閥連通。[0014]優(yōu)選的，還包括第一電磁閥和第二電磁閥，所述太陽能集熱裝置的一端依次經(jīng)過所述第一電磁閥和所述第一循環(huán)泵組與所述太陽能蓄熱水箱的一個水口連通，所述太陽能集熱裝置的另一端通過所述第二電磁閥與所述太陽能蓄熱水箱的另一個水口連通。優(yōu)選的，所述常溫水源為自來水。本發(fā)明的目的在于利用太陽能和地源熱泵的復(fù)合能源解決地源熱泵廣泛存在的熱補(bǔ)償不足的問題，同時提高太陽能的利用效率。本實用新型的有益效果可以總結(jié)如下1，本實用新型不僅能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能提供生活熱水以及對供熱的輔助加熱，而且太陽能的利用效率高。2，本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)地源熱泵的熱補(bǔ)償平衡，能夠防止熱泵運(yùn)行效率和工況逐年裳減和惡化。
圖I是一種太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的供暖、供冷、生活熱水可持續(xù)系統(tǒng)的流程圖。其中，I為太陽能集熱裝置，2為太陽能蓄熱水箱，3為板式換熱器，4為熱泵主機(jī)，5為地埋側(cè)分水器，6為地埋側(cè)集水器，7為室內(nèi)供水分水器，8為室內(nèi)供水集水器，11、12、13、14為循環(huán)泵組，21、22、23為電動三通閥，31為二通閥，41、42為電磁閥，43表示自來水。
具體實施方式
為了使本實用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖I所示的一種太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的可持續(xù)供暖、供冷系統(tǒng)，包括太陽能集熱裝置I、太陽能蓄熱水箱2、板式換熱器3以及熱泵主機(jī)4，太陽能集熱裝置通過循環(huán)泵組11循環(huán)，加熱蓄熱水箱2中的水，蓄熱水箱2和板式換熱器3之間通過泵組12循環(huán)，從地源熱泵系統(tǒng)地埋管側(cè)的回水通過地埋側(cè)集水器6進(jìn)入循環(huán)泵組13循環(huán)。在冬季供熱工況下，當(dāng)蓄熱水箱2中的溫度Tl在當(dāng)日第一次出現(xiàn)比從熱泵主機(jī)出來的供暖水的溫度T2高3攝氏度的情況下，泵組12啟動，5分鐘后電動三通閥23閥門通路轉(zhuǎn)向板式換熱器3，電動三通閥21閥門通路轉(zhuǎn)向熱泵機(jī)組4，，電動三通閥22閥門通路轉(zhuǎn)向室內(nèi)供熱分水器7，這樣熱泵主機(jī)4出來的被加熱的供熱出水進(jìn)入板式換熱器3，被加熱后供到室內(nèi)進(jìn)行供暖，室內(nèi)供熱回水從室內(nèi)供熱集水器8回來后進(jìn)入主機(jī)經(jīng)加熱后再出去，往復(fù)循環(huán)；在制熱工況下，當(dāng)傍晚或陰天等太陽能輻射不足導(dǎo)致T2-T1之差大于3攝氏度時，電動三通閥23閥門通路轉(zhuǎn)向室內(nèi)供熱分水器7，電動三通閥21閥門通路轉(zhuǎn)向板式換熱器3，電動三通閥22閥門通路轉(zhuǎn)向熱泵機(jī)組4，這樣地埋管側(cè)的回水從地埋側(cè)集水器6中出來后進(jìn)入板式換熱器3，加熱后直接進(jìn)入熱泵機(jī)組4蒸發(fā)器，出水進(jìn)入地埋側(cè)分水器5，往復(fù)循環(huán)。在制冷工況下當(dāng)蓄熱水箱2中的溫度Tl在當(dāng)日第一次高于地埋管側(cè)的回水T3水溫3攝氏度時，泵組12啟動，5分鐘后，電動三通閥23閥門通路轉(zhuǎn)向室內(nèi)供熱分水器7，電動三通閥21閥門通路轉(zhuǎn)向板式換熱器3，電動三通閥22閥門通路轉(zhuǎn)向熱泵機(jī)組4，這樣地埋管側(cè)的回水從地埋側(cè)集水器6中出來后進(jìn)入板式換熱器3，加熱后直接進(jìn)入熱泵機(jī)組4蒸發(fā)器，出水進(jìn)入地埋側(cè)分水器5，往復(fù)循環(huán)。在過度季節(jié)，即主機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，閥門31開啟，熱泵主機(jī)4的所有閥門關(guān)閉，當(dāng)蓄熱水箱2中的溫度Tl在當(dāng)日第一次高于地埋管側(cè)的回水T3水溫3攝氏度時，泵組12啟動，5分鐘后，電動三通閥23閥門通路轉(zhuǎn)向室內(nèi)供熱分水器7，電動三通閥21閥門通路轉(zhuǎn)向板式換熱器3，電動三通閥22閥門通路轉(zhuǎn)向熱泵機(jī)組4，這樣地埋管側(cè)的回水從地埋側(cè)集水器6中出來后進(jìn)入板式換熱器3，加熱后通過閥門31進(jìn)入地埋側(cè)分水器5，往復(fù)循環(huán)。太陽能集熱裝置循環(huán)管道的電磁閥41和42在設(shè)定的早晨和晚上開啟和關(guān)閉，電磁閥41和42開啟后5分鐘泵組11啟動，電磁閥41和42關(guān)閉前5分鐘泵組11停止。本發(fā)明的太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的供暖、供冷、生活熱水可持續(xù)系統(tǒng)與現(xiàn)有系統(tǒng)和技術(shù)相比，最大的改變就是解決了土壤源熱泵地下熱補(bǔ)償不平衡的問題，特別針對北方地區(qū)，冬季從地下采集熱量多，夏季往地下釋放熱量少，必然存在地下冷熱不平衡，雖然大地作為一個龐大的蓄熱體，可以對不均衡的熱量進(jìn)行補(bǔ)償，但是從更科學(xué)的角度上來講，如果做到了地源熱泵地下采集熱量和釋放熱量的均衡，那么這套系統(tǒng)是最穩(wěn)定的節(jié)能系統(tǒng)。以北方A城市個10000平米公建(節(jié)能建筑)地源熱泵供熱和制冷系統(tǒng)為例進(jìn)行分析和說明，A城市集中供熱時間為180天，供熱平均負(fù)荷為55瓦每平米，供熱負(fù)荷為550kw，系統(tǒng)用電功率為150kw (含循環(huán)泵功率)；夏季制冷時間為90天，制冷平均負(fù)荷為50瓦每平米，總制冷負(fù)荷為500kw，系統(tǒng)用電功率為I IOkw (含循環(huán)泵功率)。現(xiàn)有技術(shù)中的原系統(tǒng)單獨采用地源熱泵進(jìn)行獨立的供熱和制冷，則冬季供暖從地下采集熱量為(550-150) *1000*180*24*3600*0. 7 = 4355GJ(0. 7為使用系數(shù))，夏季制冷往地下釋放熱量為(500+110) *1000*90*24*3600*0. 7 = 3320GJ(0. 7為使用系數(shù))，冬季和夏季的地下熱差為1035GJ，這部分熱差會使地下溫度慢慢減低，對地源熱泵系統(tǒng)的穩(wěn)定性和節(jié)能性部有不利影響。本發(fā)明中的新系統(tǒng)使用太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的可持續(xù)系統(tǒng)，在冬季和夏季運(yùn)行工況相同的情況下，使用太陽能系統(tǒng)對地下進(jìn)行熱補(bǔ)償，需要參考A地區(qū)的年太陽能輻射量為6000MJ/m2 ·年，取太陽能系統(tǒng)集熱效率為O. 5，太陽能保證率為O. 9，管路以及水箱熱損大為O. 1，則補(bǔ)償該項目的地下熱差需要的太陽能板面積為1035000/(6000*0. 5*0. 9*0. 9)*1· I = 469 平米(I. I 為安全系數(shù))。也就是說，上述的在A地區(qū)的10000平米公建，500kw制熱功率的地源熱泵和469平米的太陽能板的綜合系統(tǒng)就能解決該項目在冬季供熱和制冷過程中的地下熱不平衡的問題，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的持續(xù)、節(jié)能運(yùn)行。以上通過具體的和優(yōu)選的實施例詳細(xì)的描述了本實用新型，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，本實用新型并不局限于以上所述實施例，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的可持續(xù)供暖、供冷系統(tǒng)，其特征在于包括太陽能集熱裝置、太陽能蓄熱水箱、板式換熱器、熱泵主機(jī)、第一三通閥、第二三通閥、第三三通閥和常溫水源； 所述太陽能集熱裝置與所述太陽能蓄熱水箱連通，所述板式換熱器包括板式換熱器高溫端和板式換熱器低溫端，所述太陽能蓄熱水箱連通到所述板式換熱器高溫端，所述太陽能蓄熱水箱還連通到所述常溫水源； 所述地埋管側(cè)包括地埋集水器和地埋分水器，所述室內(nèi)供熱裝置包括室內(nèi)集水器和室內(nèi)分水器，所述熱泵主機(jī)包括蒸發(fā)器和主機(jī)本體； 所述蒸發(fā)器的出水口連通到所述地埋分水器，所述地埋集水器連通到所述第一三通閥的進(jìn)水口，所述第一三通閥的兩個出水閥分別連通到板式換熱器低溫端的進(jìn)水口和所述蒸發(fā)器的進(jìn)水口 ；所述板式換熱器低溫端的出水口連通到所述第二三通閥的進(jìn)水口，所述第二三通閥的兩個出水口分別連通到蒸發(fā)器的進(jìn)水口和所述室內(nèi)分水器；所述室內(nèi)集水器連通到所述主機(jī)本體的進(jìn)水口，所述主機(jī)本體的出水口連通到所述第三三通閥的進(jìn)水口，所述第三三通閥的兩個出水口分別連通到所述室內(nèi)分水器和所述板式換熱器低溫端的進(jìn)水□。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的可持續(xù)供暖、供冷系統(tǒng)，其特征在于所述第一三通閥、所述第二三通閥和所述第三三通閥均為電動三通閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的兩輪自平衡電動車的轉(zhuǎn)向角度傳感器調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于還包括第一循環(huán)泵組、第二循環(huán)泵組、第三循環(huán)泵組和第四循環(huán)泵組， 所述太陽能集熱裝置與所述太陽能蓄熱水箱通過所述第一循環(huán)泵組連通，所述太陽能蓄熱水箱通過所述第二循環(huán)泵組與所述板式換熱器高溫端循環(huán)連通； 所述地埋集水器通過第三循環(huán)泵組連通到所述第一三通閥的進(jìn)水口，所述室內(nèi)集水器通過所述第四循環(huán)泵組連通到所述主機(jī)本體的進(jìn)水口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的可持續(xù)供暖、供冷系統(tǒng)，其特征在于還包括二通閥所述蒸發(fā)器的進(jìn)水口與出水口之間通過所述二通閥連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的可持續(xù)供暖、供冷系統(tǒng)，其特征在于還包括第一電磁閥和第二電磁閥，所述太陽能集熱裝置的一端依次經(jīng)過所述第一電磁閥和所述第一循環(huán)泵組與所述太陽能蓄熱水箱的一個水口連通，所述太陽能集熱裝置的另一端通過所述第二電磁閥與所述太陽能蓄熱水箱的另一個水口連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的可持續(xù)供暖、供冷系統(tǒng)，其特征在于所述常溫水源為自來水。
專利摘要一種太陽能-地源熱泵熱補(bǔ)償平衡的可持續(xù)供暖、供冷系統(tǒng)，蒸發(fā)器的出水口連通到地埋分水器，地埋集水器連通到第一三通閥的進(jìn)水口，第一三通閥的兩個出水閥分別連通到板式換熱器低溫端的進(jìn)水口和蒸發(fā)器的進(jìn)水口；板式換熱器低溫端的出水口連通到第二三通閥的進(jìn)水口，第二三通閥的兩個出水口分別連通到蒸發(fā)器的進(jìn)水口和室內(nèi)分水器；室內(nèi)集水器連通到主機(jī)本體的進(jìn)水口，主機(jī)本體的出水口連通到第三三通閥的進(jìn)水口，第三三通閥的兩個出水口分別連通到室內(nèi)分水器和板式換熱器低溫端的進(jìn)水口。本實用新型能夠?qū)崿F(xiàn)太陽能提供生活熱水以及對供熱的輔助加熱，利用效率高；能夠?qū)崿F(xiàn)地源熱泵的熱補(bǔ)償平衡，能夠防止熱泵運(yùn)行效率和工況逐年衰減和惡化。
文檔編號F25B29/00GK202709547SQ201220350890
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月19日
發(fā)明者劉慶勛, 先蕾 申請人:包頭市聚能科技有限公司