CN105805982A - 一种基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统，包括太阳能采集器系统、集热水箱、生活用热水系统、水空调系统、热库系统、水源系统，所述太阳能采集器系统与集热水箱形成加热回路，并在循环管道上安装循环水泵一，所述集热水箱的进水口通过循环水泵二与热库系统连接，所述热库系统通过循环水泵五连接水空调系统，所述热库系统由水源供水，所述热库系统中安装有盘管，所述盘管的进水端与地源水连接，出口端通过循环水泵四连接生活用热水系统。利用太阳能和地源水的可再生、无污染性能，将太阳能作为生活中热能的来源，将地源水作为冷源的来源，采用非常简洁的供应系统，彻底解决传统冬天供暖和夏季供冷问题。

Description

一种基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能热冷联供系统，尤其是涉及一种基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统。
背景技术
目前，太阳能作为一种可再生的清洁能源被认为是21世纪最具有发展潜力的能源，利用太阳能热能实现供热与制冷的系统已被学者广泛研究，它是通过集热器的介质被加热，并被送入热驱动制冷机组实现制冷;或被送入供热装置实现供热。这类系统虽然使得制冷与供热的能耗降低，但是太阳能热利用的间歇性与不稳定性，整个系统的效率较低，只局限于单独的示范工程。
为了克服太阳能供热制冷技术的上述缺点，人们对此进行了多方面的改进。如申请号为02109563中公开了一种太阳能蓄热供热供冷装置，该系统直接利用地下底层土壤作为蓄热装置，同时在夏季直接利用土壤作为冷源，虽然具有一定的节能效果，但建造成本较高，不宜广泛应用。又如申请号为201010238482.6，名称为一种太阳能及地源热一体化电冷热联供装置，其以地下水、湖水、河水或海水作为另一热(冷)源，选择安全环保的低沸点有机物作为工质，组成封闭循环系统，装置具有发电制冷联供、发电供热联供、纯制冷、纯供热、纯发电工作方式，可以通过阀门开闭进行调节，实现电冷热联供。虽然能实现冬天发电和供热，夏天发电和制冷，可以满足用户对电能，热能和冷量的需求，但是在整个循环过程中，通过地源水(湖水、河水或海水)冷却有机物工质，有机物工质气态变为液态，放出的热量和系统密封不严泄露的有机物工质带入大地(湖、河)，会造成大地(湖、河)的生态平衡的破坏。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统，解决了能源利用率低的问题。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统，该系统包括太阳能采集器系统、集热水箱、生活用热水系统、水空调系统、热库系统、水源系统，所述太阳能采集器系统与集热水箱形成加热回路，并在循环管道上安装循环水泵一，所述集热水箱的进水口通过循环水泵二与热库系统连接，所述热库系统通过循环水泵五连接水空调系统，所述热库系统由水源供水，所述热库系统中安装有盘管，所述盘管的进水端与地源水连接，出口端通过循环水泵四连接生活用热水系统。
作为本发明的进一步优化，所述水空调系统、热库系统与冷库系统形成循环系统，所述热库系统通过管道连接冷库系统，所述水空调系统安装在管道上。
作为本发明的进一步优化，所述热库系统通过循环水泵三与辅热设备连接。
作为本发明的进一步优化，所述循环水泵一、循环水泵二、循环水泵三、循环水泵四、循环水泵五均为两个。
作为本发明的进一步优化，所述地源水的出口处安装有旋流除砂器。
作为本发明的进一步优化，所述集热水箱的上部安装有溢流管道的一端，溢流管道的另一端连接热库。
作为本发明的进一步优化，所述水源为软化水。
其中，所述辅热设备为热泵。
本发明结合太阳能热水器技术和水空调技术，当水空调利用地源水制冷时，将出来的热水存入热库或者排入生活用热水系统中，当需要制热时，利用太阳能加热，换能后的冷水排入到集热水箱中。利用太阳能和地源水的可再生、无污染性能，将太阳能作为生活中热能的来源，将地源水作为冷源的来源，采用非常简洁的供应系统，彻底解决传统冬天供暖和夏季供冷时燃烧化石能源、放出的热量和系统密封不严泄露的有机物工质带入大地(湖、河)引起大地(湖、河)的生态平衡环境问题。另外，在天气不好的情况下，水源热泵机组可以对水源进行加热，防止热水供应的中断，夏季炎热时，地源水不足以制冷时，由水源热泵机组和地源水共同提供冷源。本发明特别适用于太阳能资源丰富，同时需要大量冷暖空调和热水供应的场合。
附图说明
图1为本发明的系统图。
附图标记说明：1、太阳能采集器系统，2、软化水补水装置，3、冷库系统，4、水空调，5、热库系统，6、地源水，7、生活用热水系统，8、热泵，9、集热水箱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，一种基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统，该系统包括太阳能采集器系统1、集热水箱9、生活用热水系统7、热库系统3、地源水6，所述太阳能采集器系统1与集热水箱9形成加热回路，并在循环加热出口水管上安装循环水泵一P1，所述集热水箱9的上部安装溢流管道的一端，溢流管道的另一端连接热库系统5。所述集热水箱9的进水口通过循环水泵二P2与热库系统5连接，热库系统5中安装有盘管，盘管的进水端连接地源水6，出口端通过循环水泵四P4连接生活用热水系统7，所述地源水6的出口处安装有旋流除砂器。所述热库系统5连接软化水补水装置2，并且通过循环水泵三P3与热泵8连接。所述热库系统5通过管道连接冷库系统3，所述水空调4、热库系统5与冷库系统3形成循环系统。为避免因水泵故障而造成系统无法正常运行，所述循环水泵一P1、循环水泵二P2、循环水泵三P3、循环水泵四P4、循环水泵五P5均采用一用一备的方式。
下面分别介绍一下本系统当中分解的几个子系统的使用及工作原理：
太阳能采集器系统
太阳能采集器系统中的太阳能采集器吸收太阳光，将光转换为热，加热太阳能采集器系统1循环管路内的太阳能专用传热介质。当温度达到设定值时，循环水泵P1启动，通过强制循环将采集的热量通过间接换热方式与集热水箱9进行热交换。如此反复循环，将集热水箱9的水温加热到设定值。
热库系统
热库系统投入使用时，需通过软化水装置2将软化水补充至热库系统5内。热库内水位低于设定值时F1阀门自动开启补充软化水。集热水箱9水温达到设定值时，循环水泵P2自动启动将热库底部的冷水补充至集热水箱2内，水箱内高温热水通过溢流管溢流至热库内。当集热水箱9温度降低后循环水泵P2自动关闭。通过如此反复循环集热水箱9的高温热水与热库内的冷水混合换热将热库内的冷水加热。热库内的热水温度达到设定值时，通过生活热水循环泵P4，采暖循环水泵P5，将热库内的热水供给生活洗浴热水及日常采暖。
冷库系统
冷库内的冷水可利用冬季冷能通过间接换热等形式或利用制冷机组等形式制取低温冷水或冰储存至冷库内，以供夏季制冷使用。
生活用热水系统
当需使用生活热水时，阀门F3开启将生活冷水通过换热系统与热库进行热交换，热交换后产生的热水通过循环水泵P4输送至末端用户。
空调系统
夏季制冷时，阀门F4开启F5关闭，循环水泵P5启动；冬季采暖时，阀门F5开启F4关闭，循环水泵P5启动。
辅热系统
当热库水温不能满足采暖、热水需求时，辅热系统循环水泵P3启动，通过开启热泵8的辅助加热将热库内的热水加热至满足采暖、热水需求所需温度。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统，其特征在于：该系统包括太阳能采集器系统、集热水箱、生活用热水系统、水空调系统、热库系统、水源系统，所述太阳能采集器系统与集热水箱形成加热回路，并在循环管道上安装循环水泵一，所述集热水箱的进水口通过循环水泵二与热库系统连接，所述热库系统通过循环水泵五连接水空调系统，所述热库系统由水源供水，所述热库系统中安装有盘管，所述盘管的进水端与地源水连接，出口端通过循环水泵四连接生活用热水系统。
2.根据权利要求1所述的基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统，其特征在于：所述水空调系统、热库系统与冷库系统形成循环系统，所述热库系统通过管道连接冷库系统，所述水空调系统安装在管道上。
3.根据权利要求2所述的基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统，其特征在于：所述热库系统通过循环水泵三与辅热设备连接。
4.根据权利要求3所述的基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统，其特征在于：所述循环水泵一、循环水泵二、循环水泵三、循环水泵四、循环水泵五均为两个。
5.根据权利要求4所述的基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统，其特征在于：所述地源水的出口处安装有旋流除砂器。
6.根据权利要求5所述的基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统，其特征在于：所述集热水箱的上部安装有溢流管道的一端，溢流管道的另一端连接热库。
7.根据权利要求1或6所述的基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统，其特征在于：所述水源为软化水。
8.根据权利要求7所述的基于太阳能热源和地源水冷源的热冷联供系统，其特征在于：所述辅热设备为热泵。
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