太陽能與地源熱泵聯(lián)合供熱供冷系統(tǒng)技術方案

本發(fā)明專利技術公開了一種太陽能與地源熱泵聯(lián)合供熱供冷系統(tǒng)，將原有的冷水機組+電鍋爐的方式，變?yōu)樘柲?地源熱泵+組合式空調機柜的方式，在新系統(tǒng)之中新增加7個閥門，還分別增加新加入系統(tǒng)的管路，如地源熱泵供回水管、太陽能集熱器供回水管、以及供應到末端上的供回水管，新增加有太陽能集熱器、地源熱泵配件、板式換熱器和設備以及水泵。通過改造，將舊系統(tǒng)的節(jié)能方面保留下來，將不節(jié)能方面用節(jié)能手段代替。在原有的系統(tǒng)上加上地源熱泵和太陽能來代替原有的冷卻塔和電鍋爐使用，用低品位能源代替高品位能源的消耗，以達到節(jié)能減排的目的。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術屬于室內供能
，具體涉及一種太陽能與地源熱泵聯(lián)合供熱供冷系統(tǒng)。
技術介紹
能源和環(huán)境是影響國民經濟可持續(xù)發(fā)展的關鍵因素，能源供應形勢直接關系到國家的安全和社會穩(wěn)定。建筑領域消費的能源，主要是煤炭、石油和天然氣等石化能源。這些能源，資源有限，不可再生，終究要枯竭，而且傳統(tǒng)能源會對環(huán)境造成嚴重的污染。我國人口眾多，人均資源占有量低于世界平均水平，與經濟發(fā)展和人民生活消費的需求相比，能源供應的缺口很大，而且能源消費結構不合理，以煤為主的能源供給造成了嚴重的大氣污染和溫室氣體排放。我國是“京都議定書”的簽約國，目前的這種能源消費方式，已受到國際社會的高度關注，加大了我們保護環(huán)境和改變經濟增長模式的壓力。因此，節(jié)約能源和開發(fā)利用清潔、可再生能源的任務十分緊迫。隨著社會的進步，人們對與室內環(huán)境的要求越來越高，所以對于這部分的投入也越來越多，這就造成了很大一部分能源資源往這方面的傾斜，大量地使用高品位的能源對于能源是很大的浪費，所以加大低品位能源的使用的技術改進迫在眉睫。現(xiàn)有技術多利用各種種類的鍋爐來供暖，有的為了減少污染甚至直接使用電鍋爐，供冷直接用外掛機或者多聯(lián)機等直接使用電能的制冷方法。或者有的有節(jié)能意識的用太陽能或地源熱泵來進行制冷或供暖，太陽能和地源熱泵的單獨使用都有他們自己的局限性，太陽能單獨使用時，寒冷天氣，陰天，雨雪天氣有熱量不足的缺點存在，所以太陽能的對于天氣的局限性很大；相較而言地源熱泵就比較穩(wěn)定一些，但是地源熱泵會存在季節(jié)性取暖不均而造成地源熱泵使用效果不好。
技術實現(xiàn)思路
針對上述問題，本專利技術提供一種將太陽能集熱器系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng)結合對建筑物進行供暖或者制冷的系統(tǒng)，可以實現(xiàn)節(jié)能和避免季節(jié)性使用效果使用不佳的問題。本專利技術的技術方案如下：一種太陽能與地源熱泵聯(lián)合供熱供冷系統(tǒng)，包括太陽能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)及組合式空調機組；所述太陽能系統(tǒng)包括太陽能集熱器、水箱、板式換熱器，所述太陽能集熱器分別與水箱、板式換熱器連接；所述地源熱泵系統(tǒng)包括土壤換熱器、蒸發(fā)器和冷凝器，所述土壤換熱器、蒸發(fā)器和冷凝器分別通過管道和閥門相互連接；所述鍋爐為電鍋爐或燃氣鍋爐，通過相應管道和組合式空調機組連接；還包括分水器、集水器、冷卻塔、膨脹水箱、末端，所述分水器與集水箱分別通過管道與閥門與太陽能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、冷卻塔、膨脹水箱連接；通過管道與閥門的組合開關方式，所述太陽能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)的工作模式分為夏季模式和冬季模式；當夏季模式時地源熱泵系統(tǒng)和冷卻塔補充制冷；當冬季模式時地源熱泵系統(tǒng)和太陽能系統(tǒng)串并聯(lián)制熱；由于綜合使用了多種能源，本專利技術的有益效果如下：1、空氣源熱泵在寒冷地區(qū)存在結霜問題，但是地源熱泵處于地下恒溫條件好適用于寒冷地區(qū)。；2、空氣源熱泵在寒冷天氣制熱效果不佳，勢必會對空氣源熱泵和太陽能聯(lián)合使用系統(tǒng)造成效果不好的情況，地源熱泵有個熱量平衡能穩(wěn)定供暖；3、地源熱泵和太陽能聯(lián)合供熱系統(tǒng)還能在熱量有富裕地時候可以把熱量儲存在大地，安穩(wěn)可靠，而空氣源只能用于熱水儲存中；4、地源熱泵用封閉式進行換熱時可以利用水地溫度差提供一部分壓力，可以更加節(jié)能，而空氣源只能依靠機械風機進行空氣流動進行換熱。附圖說明圖1是本專利技術的結構示意圖。附圖標號說明：1、太陽能集熱器，2、土壤換熱器，3、蒸發(fā)器，4、冷凝器，5、鍋爐，6、組合式空調機組，7、冷卻塔，8、膨脹水箱，9、分水器，10、集水器，11、水箱，12、板式換熱器，13、末端。具體實施方式下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本專利技術的技術方案，如圖1所示，本專利技術由原有的冷水機組+電鍋爐的方式，變?yōu)樘柲?地源熱泵+組合式空調機柜的方式。通過切換閥門A1--A7；B1--B4來實現(xiàn)冬季夏季的切換和冷熱量的均衡，具體切換方式如下：夏季：關A1，A2，A3，A5，A7；開B1，B2，B3，B4，A4，A6利用地源熱泵和冷卻塔雙效冷卻，提高效率；地源熱泵冷量不足時開冷卻塔。冬季：關B1，B2，B3，B4，A4，A6，開A1，A2，A3，A5，A7，使地源熱泵的水經過蒸發(fā)器，再將A7引入集水器回水通過冷凝器，出水A1又經過太陽能加熱再經過A2送入末端。由圖1可知，在新系統(tǒng)之中新增加A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7共7個閥門，還分別增加新加入系統(tǒng)的管路，如地源熱泵供回水管、太陽能集熱器供回水管、以及供應到末端上的供回水管，新增加有太陽能集熱器、地源熱泵配件、板式換熱器和設備以及水泵。通過改造，將舊系統(tǒng)的節(jié)能方面保留下來，將不節(jié)能方面用節(jié)能手段代替。在原有的系統(tǒng)上加上地源熱泵和太陽能來代替原有的冷卻塔和電鍋爐使用，用低品位能源代替高品位能源的消耗，以達到節(jié)能減排的目的。地源熱泵需要打深井來進行管子的埋設，用于實現(xiàn)介質與大地進行熱交換來達到制冷供熱的目的，有封閉式和開放式兩種，開放式是直接抽取和回灌水源入地下，封閉式是介質直接在埋入地下的管子中流動。B1，B2，B3，B4主要是用于控制水冷機組和集水器，分水器和冷卻塔等的聯(lián)通和關閉作用，也可用于機組的檢修和維護。組合式空調機組是對引入的新風進行處理達到室內空氣質量要求。將新風從新風口引入，通過一次混合，通過表冷器，再經過噴淋室，后經過加濕器加濕，最后經由電加熱器加熱用風機送入室內。鍋爐提供加濕器用水。本專利技術的關鍵點如下：1、、地源熱泵和太陽能的結合使用；2、地源熱泵和太陽能冬夏天的切換使用的控制；3、保持地源熱泵的冷熱量平衡；4、這是首次在高校內將地源熱泵、太陽能、鍋爐相結合的三聯(lián)實驗室供暖系統(tǒng)；5、本系統(tǒng)可以運用在高校對大學生的實驗教學和研究生開展研究工作；6、制冷供熱系統(tǒng)全面完善涉及的方向廣泛，有利于學生的專業(yè)知識理解和學習。以上是對本專利技術進行了示例性的描述，顯然本專利技術的實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本專利技術技術方案進行的各種改進，或未經改進將本專利技術的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本專利技術的保護范圍內。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種太陽能與地源熱泵聯(lián)合供熱供冷系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)及組合式空調機組；所述太陽能系統(tǒng)包括太陽能集熱器、水箱、板式換熱器，所述太陽能集熱器分別與水箱、板式換熱器連接；所述地源熱泵系統(tǒng)包括土壤換熱器、蒸發(fā)器和冷凝器，所述土壤換熱器、蒸發(fā)器和冷凝器分別通過管道和閥門相互連接；所述鍋爐為電鍋爐或燃氣鍋爐，通過相應管道和組合式空調機組連接；還包括分水器、集水器、冷卻塔、膨脹水箱，所述分水器與集水箱分別通過管道與閥門與太陽能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、冷卻塔、膨脹水箱連接；通過管道與閥門的組合開關方式，所述太陽能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)的工作模式分為夏季模式和冬季模式；當夏季模式時地源熱泵系統(tǒng)和冷卻塔補充制冷；當冬季模式時地源熱泵系統(tǒng)和太陽能系統(tǒng)串并聯(lián)制熱。

【技術特征摘要】
1.一種太陽能與地源熱泵聯(lián)合供熱供冷系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽能系統(tǒng)、地源熱泵系統(tǒng)、鍋爐系統(tǒng)及組合式空調機組；所述太陽能系統(tǒng)包括太陽能集熱器、水箱、板式換熱器，所述太陽能集熱器分別與水箱、板式換熱器連接；所述地源熱泵系統(tǒng)包括土壤換熱器、蒸發(fā)器和冷凝器，所述土壤換熱器、蒸發(fā)器和冷凝器分別通過管道和閥門相互連接；所述鍋爐為電鍋爐或燃氣鍋爐，通...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：劉向龍，鄺經龍，曾麗萍，李小華，王博，陸峰，李曉輝，
申請(專利權)人：湖南工程學院，
類型：發(fā)明
國別省市：湖南;43