CN106196714A - 带有双地埋管群的太阳能‑地源热泵耦合供能系统 - Google Patents

带有双地埋管群的太阳能‑地源热泵耦合供能系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及带双地埋管群的太阳能‑地源热泵耦合供能系统，其特征在于该供能系统包括太阳能集热器、蓄热水箱、地源热泵机组、1号地埋管群、2号地埋管群、建筑末端装置、集热循环水泵、储热循环水泵、地源侧循环水泵、1号储热控制阀、2号储热控制阀、1号地源侧控制阀、2号地源侧控制阀、1号管群流量调节阀、2号管群流量调节阀、1号管群热量表和2号管群热量表；所述太阳能集热器顺次与蓄热水箱、集热循环水泵之间通过管路连接，即集热循环，收集太阳能产生的热水；蓄热水箱的热水出流端顺次与1号储热控制阀、储热循环水泵、1号地埋管群、2号储热控制阀、蓄热水箱的回流端之间通过管路连接，构成储热循环。

Description

带有双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统
技术领域
本发明属于建筑供热、供冷与供热水技术领域，具体为一种带有双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对于建筑的舒适性要求越来越高。由此带来的建筑供能问题日益严重。我国一次能源消费约占全世界的20％，约合36.2亿吨标煤，单位GDP能耗仍然居高不下。目前，我国的建筑能耗约占全社会总能耗的27％，其中供热供冷的能耗约占整个建筑能耗的60％，因此，降低建筑物的采暖空调能耗是建筑节能的重点。
太阳能地源热泵系统利用太阳能和浅层地热能对建筑进行供热和供冷，对于节能减排具有显著的优势。如今地源热泵已经得到了大量应用，但在其运行中仍然存在一些问题，最突出的就是在冷热负荷不均的地区的地温平衡问题。当冬季取热量大于夏季释热量时，加入太阳能系统通过分担负荷或直接向地下储热的方式使地温得到回升。
普通的太阳能地源热泵系统形式通常为单一的地埋管群或者蓄热水箱作为机组蒸发器的热源，系统长期运行容易造成地温升高或者降低，影响运行能效，所以一套地埋管群和机组系统很难同时满足综合供能需求。也有两个独立的地埋管群配合两个热泵机组的双系统供热模式(ZL201110146044.1)，虽然解决了供热不平衡问题，但该系统利用两个机组分别供热，大机组在冬季的运行负荷比额定负荷偏离较大，机组能效受到影响，而且投资较大。本发明在地源热泵的地源侧把两个地埋管群联合起来作为机组的热源，省去了太阳能辅助地源热泵机组，可以提高系统运行能效，更加适用于负荷变化不大的建筑中应用。
发明内容
针对现有太阳能地源热泵系统的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种带有双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统，此系统可用于建筑的供冷、供热、供热水；本发明优于普通太阳能辅助地源热泵系统的是，此系统用两个地埋管群连通起来作为一个热泵机组的热源，能充分利用太阳能储热、灵活地调节地温平衡、能实现夏季供冷和冬季供热的高效运行；另外，该系统增加的控制部件，可以根据实际热负荷与土壤温度调节两个地埋管群的流量，从而调节取热量的分配，也可以实现不同供热模式之间的转换。太阳能在供热季的使用，可以采用两种方案，即太阳能热水在非供热季直接供给部分建筑末端(直接系统，即实施例2)或者加热热泵机组回水(间接系统,即实施例1)的方式，实现太阳能的非供热季跨季节储热和供热季的直接供热。
本发明解决所述供能系统技术问题采用的技术方案是，提供一种带双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统，其特征在于该供能系统包括太阳能集热器、蓄热水箱、地源热泵机组、1号地埋管群、2号地埋管群、建筑末端装置、集热循环水泵、储热循环水泵、地源侧循环水泵、1号储热控制阀、2号储热控制阀、1号地源侧控制阀、2号地源侧控制阀、1号管群流量调节阀、2号管群流量调节阀、1号管群热量表和2号管群热量表；
所述太阳能集热器顺次与蓄热水箱、集热循环水泵之间通过管路连接，即集热循环，收集太阳能产生的热水；蓄热水箱的热水出流端顺次与1号储热控制阀、储热循环水泵、1号地埋管群、2号储热控制阀、蓄热水箱的回流端之间通过管路连接，构成储热循环；
所述地源热泵机组的地源侧出流端分别同时与1号管群流量调节阀和2号管群流量调节阀相连；1号管群流量调节阀由管路顺次与1号地源侧控制阀、1号地埋管群、2号地源侧控制阀和1号管群热量表连接，再连接到地源侧回水干管；2号管群流量调节阀由管路顺次与2号地埋管群和2号管群热量表相连，再连接到地源侧回水干管；地源侧回水干管连接地源侧循环水泵后与地源热泵机组的地源侧入流端相连，构成了热泵机组地源侧循环回路；
所述建筑末端装置同时分别与地源热泵机组的末端侧和蓄热水箱的热水流出端连接，通过地源热泵机组和蓄热水箱为建筑末端装置供热。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明采用双地埋管群作为地源热泵机组的热源，把太阳能跨季节储热技术和地源热泵技术耦合在一起，解决了单地埋管群中太阳能跨季节储热和地源热泵系统运行之间的矛盾，又实现了地源热泵地埋管群土壤的热平衡问题，保证了该系统能够长期、稳定、高效地运行。
(2)单机组供热，减少系统初投资。与申请人在先专利ZL201110146044.1相比，本发明采用一台地源热泵机组供热，减少了系统的初投资。
(3)优化控制，充分利用太阳能。本发明根据设置在地源热泵机组地源侧及末端侧的热量表，判断实际负荷和地温情况，采用自动控制阀和流量调节阀改变供能模式和控制管路流量分配，在保证地埋管群土壤平衡的条件下优先使用太阳能供热，充分利用太阳能，减少热泵机组运行电耗。
(4)增大热泵机组供热工况负荷比，提高系统运行能效。与申请人在先专利ZL201110146044.1相比，本发明的地源热泵机组负担整个建筑的热负荷，增大了机组运行负荷比，最大运行热负荷由之前热负荷的67％增大到热负荷的100％，大大减小了热泵机组“大马拉小车”的运行工况，可以提高机组及系统的运行能效，显著降低系统运行成本。
本发明是针对申请人在先专利ZL201110146044.1进行的改进，原有专利中，采用了两个地埋管群，对应着两个地源热泵机组，大的机组负责建筑的整个供冷和大部分的供热，小的机组和太阳能系统耦合负责另一部分的供热，两个管群没有关系，相互独立，在实际运行使用中，申请人发现该系统在有一段较长时间的极低负荷比的状态下，由小的地源热泵机组和太阳能来为整个建筑供热，可以减少运行期间的能耗，而对于不存在较长时段的极低负荷比条件时，原来的系统能效较低，投资成本高，小的地源热泵机组的功能完全可由大的机组替代。而本申请取消了原来与太阳能耦合的小的地源热泵机组，大机组在制冷季还是利用原来的大的地埋管群负责整个建筑的供冷，但是在供热季，把两个管群连接起来，同时作为地源热泵机组的热源，为整个建筑供热。非供热季时，太阳能集热系统把收集的太阳能热能储存于小的地埋管群中，在供热季时，太阳能不再储存到地下，而是当热水温度满足要求时直接为建筑供热。通过对两个系统的模拟结果来看，本申请供能系统比在先专利在运行性能上得到显著提高，每个供热季可以节省运行电耗10％左右，同时，省去了一个小的热泵机组，降低了供能系统的初投资，节省的这些初投资占机房设备总投资的15％-20％。
附图说明
图1是本发明带双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统实施例1的组成示意图。
图2是本发明带双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统实施例2的组成示意图。
图中，1-太阳能集热器、2-蓄热水箱、3-地源热泵机组(或机组)、41-1号地埋管群、42-2号地埋管群、5-建筑末端装置、51-1号建筑末端、52-2号建筑末端、61-集热循环水泵、62-储热循环水泵、63-地源侧循环水泵、64-末端侧循环水泵、65-太阳能供热循环水泵、711-1号储热控制阀、712-2号储热控制阀、721-1号太阳能供热控制阀、722-2号太阳能供热控制阀、731-1号地源侧控制阀、732-2号地源侧控制阀、741-1号末端侧控制阀、742-2号末端侧控制阀、743-3号末端侧控制阀、75-压力控制阀、81-1号管群流量调节阀、82-2号管群流量调节阀、83-末端流量调节阀、91-1号管群热量表、92-2号管群热量表、93-机组末端热量表、94-太阳能供热热量表、10-生活热水换热盘管、11-太阳能供热换热盘管。
具体实施方式
下面结合实施例及附图进一步详细叙述本发明，但并不以此作为对本申请权利要求保护范围的限定。
本发明带双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统(简称供能系统，参见图1-2)包括太阳能集热器1、蓄热水箱2、地源热泵机组3(简称机组)、1号地埋管群41、2号地埋管群42、建筑末端装置5、集热循环水泵61、储热循环水泵62、地源侧循环水泵63、1号储热控制阀711、2号储热控制阀712、1号地源侧控制阀731、2号地源侧控制阀732、1号管群流量调节阀81、2号管群流量调节阀82、1号管群热量表91和2号管群热量表92；
所述太阳能集热器1顺次与蓄热水箱2、集热循环水泵61之间通过管路连接，即集热循环，收集太阳能产生的热水；蓄热水箱2的热水出流端顺次与1号储热控制阀711、储热循环水泵62、1号地埋管群41、2号储热控制阀712、蓄热水箱2的回流端之间通过管路连接，构成储热循环；
所述地源热泵机组3的地源侧出流端分别同时与1号管群流量调节阀81和2号管群流量调节阀82相连；1号管群流量调节阀81由管路顺次与1号地源侧控制阀731、1号地埋管群41、2号地源侧控制阀732和1号管群热量表91连接，再连接到地源侧回水干管；2号管群流量调节阀82由管路顺次与2号地埋管群42和2号管群热量表92相连，再连接到地源侧回水干管；地源侧回水干管连接地源侧循环水泵63后与地源热泵机组3的地源侧入流端相连，构成了热泵机组地源侧循环回路；
所述建筑末端装置5同时分别与地源热泵机组3的末端侧和蓄热水箱2的热水流出端连接，通过地源热泵机组3和蓄热水箱2为建筑末端装置5供热。
本发明的进一步特征在于所述蓄热水箱2中布置有太阳能供热换热盘管11，太阳能供热换热盘管11的入流端连接到地源热泵机组3的回水干管，太阳能供热换热盘管11的热水出流端顺次与太阳能供热循环水泵65、1号太阳能供热控制阀721、太阳能供热热量表94由管路连接，之后连接到地源热泵机组3的末端侧回水干管上；在与太阳能供热换热盘管11的入流端和太阳能供热换热盘管11的热水流出端连接的末端侧回水干管的两个接口之间布置有末端流量调节阀83；所述的地源热泵机组3末端侧出口端顺次与机组末端热量表93、建筑末端装置5、机组末端流量调节阀83、末端侧循环水泵64和机组3末端侧入口端管路相连接。
本发明的进一步特征在于所述建筑末端装置5分为1号建筑末端51和2号建筑末端52，所述蓄热水箱2的热水出流端顺次与太阳能供热循环水泵65、1号太阳能供热控制阀721、1号建筑末端51、2号太阳能供热控制阀722、压力控制阀75、蓄热水箱2回流端管路相连接，构成太阳能直接供热循环回路(或太阳能供热循环)；机组末端侧出口端顺次与机组末端热量表93、2号建筑末端52供水干管、1号末端侧控制阀741、1号建筑末端51、2号末端侧控制阀742、2号建筑末端52回水干管、3号末端侧控制阀743、末端侧循环水泵64、热泵机组末端侧入流端管路相连接，构成热泵机组供热循环(或地源热泵供热循环)，进而实现通过机组3和蓄热水箱2为建筑末端装置5供热的目的。
本发明的进一步特征在于所述蓄热水箱2内还布置有生活热水换热盘管10，通过管路连接到建筑内。
本发明的工作原理及过程是：在非供热季，蓄热水箱的热水通过储热循环把热量储存于1号地埋管群的土壤中。在供热季，蓄热水箱热水达到温度要求时可以直接向建筑供热，当蓄热水箱热水温度达不到供热要求时，建筑负荷全部由地源热泵机组3提供。蓄热水箱热水可以与地源热泵机组产生的热水分别供给不同的建筑末端装置，也可以由蓄热水箱热水加热热泵机组回水的方式利用冬季收集的太阳能。采用加热回水的方式时，机组回水全部或部分通过蓄热水箱内的盘管与蓄热水箱热水换热，回到蓄热水箱参加换热的回水流量由安装在机组末端回水干管上的末端流量调节阀83控制。
本发明供能系统所述地源热泵机组地源侧出流端分别与1号地埋管群41对应的1号管群流量调节阀81以及2号地埋管群42对应的2号管群流量调节阀82连接，通过流量调节控制取热量的分配比例。流量调节阀的调节根据两个管群回水管上安装的热量表91和92采集的回水温度而定，流量调节结果可以由热量表采集的流量显示。
本发明供能系统所述控制阀的作用是，管理调控系统的运行模式；所述调节阀的作用是，调节地埋管换热器各支路的流量；所述压力控制阀的作用是在太阳能直接供热循环时控制回水压力，避免建筑末端的循环水向蓄热水箱的回灌。
本发明所述供能系统供热负荷由太阳能和地源热泵联合承担，地源热泵机组蒸发器热源由1号地埋管群和2号地埋管群联合承担，可实现多种供热模式。太阳能集热器1在供热季产出的热量优先向建筑供热，非供热季产生的热量通过蓄热水箱2暂存后送入地下1号地埋管群41实现向土壤的储热，同年供热季优先由机组3从1号地埋管群41取热，充分利用太阳能所储热量。所述供能系统是以满足建筑全部冷热负荷需求为标准进行设计，保证2号地埋管群供冷季排热量等于供热季取热量的前提下，多余热负荷由1号地埋管群所储热量和供热季太阳能来承担。蓄热水箱内还布置有生活热水换热盘管，通过管路连接到建筑内，供全年的生活用水，所以太阳能集热器1的面积可适当增大，太阳能集热器1面积设计根据建筑当地太阳能辐射强度和建筑负荷设计，以满足建筑的部分热负荷和生活热水的需要。
本发明中机组3主要作用是承担整幢建筑物的冷/热负荷，机组3的选择以夏季冷负荷作为选择依据，同时校验冬季热负荷，进一步根据实际热负荷与土壤温度确定1号地埋管群41和2号地埋管群42的供热量占比。具体实现过程为：供热季时，1、2号地埋管群41、42从土壤中取热，土壤作为机组的低温热源，经由机组3后提供高温热水通过建筑末端装置5为房间供热，来满足建筑的供热需要。根据1号管群热量表91和2号管群热量表92，可以判断1号地埋管群41和2号地埋管群42的出水温度及土壤温度情况，进而调节1号管群流量调节阀81和2号管群流量调节阀82以调整机组3从1号地埋管群41和2号地埋管群42的取热分配比例，实现尽可能多地利用太阳能并保证2号地埋管群的地温平衡。其中1号地埋管群只参与供热，非供热季有太阳能储热，不用考虑其地温平衡问题，可以根据1号地埋管群的地温监测控制1号地埋管群的取热量。2号地埋管群参与夏季地源热泵机组的排热和冬季地源热泵机组的取热，需要保证排热和取热的平衡，1号地埋管群是一个小管群，其作用是土壤蓄热的调节和太阳能的跨季节储热，2号地埋管群是该供能系统的主管群，比1号管群大得多。
实施例1
本实施例带双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统(参见图1)包括太阳能集热器1、蓄热水箱2、地源热泵机组3、1号地埋管群41、2号地埋管群42、建筑末端装置5、集热循环水泵61、储热循环水泵62、地源侧循环水泵63、末端侧循环水泵64、太阳能供热循环水泵65、1号储热控制阀711、2号储热控制阀712、1号太阳能供热控制阀721、2号太阳能供热控制阀722、1号地源侧控制阀731、2号地源侧控制阀732、1号管群流量调节阀81、2号管群流量调节阀82、末端流量调节阀83、1号管群热量表91、2号管群热量表92、机组末端热量表93、太阳能供热热量表94、生活热水换热盘管10、太阳能供热换热盘管11；
所述太阳能集热器1顺次与蓄热水箱2、集热循环水泵61之间通过管路连接，即集热循环，收集太阳能产生的热水；蓄热水箱2的热水出流端顺次与1号储热控制阀711、储热循环水泵62、1号地埋管群41、2号储热控制阀712、蓄热水箱2的回流端之间通过管路连接，构成储热循环；
所述地源热泵机组3的地源侧出流端分别同时与1号管群流量调节阀81和2号管群流量调节阀82相连；1号管群流量调节阀81由管路顺次与1号地源侧控制阀731、1号地埋管群41、2号地源侧控制阀732和1号管群热量表91连接，再连接到地源侧回水干管；2号管群流量调节阀82由管路顺次与2号地埋管群42和2号管群热量表92相连，再连接到地源侧回水干管；地源侧回水干管连接地源侧循环水泵63后与地源热泵机组3的地源侧入流端相连，构成了热泵机组地源侧循环回路；
所述建筑末端装置5同时分别与地源热泵机组3的末端侧和布置在蓄热水箱2的太阳能供热换热盘管11连接，通过地源热泵机组3和蓄热水箱2为建筑末端装置5供热。
所述蓄热水箱2中布置有太阳能供热换热盘管11，太阳能供热换热盘管11的入流端连接到地源热泵机组3的回水干管，太阳能供热换热盘管11的热水出流端顺次与太阳能供热循环水泵65、1号太阳能供热控制阀721、太阳能供热热量表94由管路连接，之后连接到地源热泵机组3的末端侧回水干管上；在与太阳能供热换热盘管11的入流端和太阳能供热换热盘管11的热水流出端连接的末端侧回水干管的两个接口之间布置有末端流量调节阀83；所述的地源热泵机组3末端侧出口端顺次与机组末端热量表93、建筑末端装置5、机组末端流量调节阀83、末端侧循环水泵64和机组3末端侧入口端管路相连接。
所述蓄热水箱2内除了布置太阳能供热换热盘管11外，还布置有生活热水换热盘管10，可以加热自来水来满足建筑全年的热水供应。
本实施例供能系统所述的1号地埋管群41除了作为太阳能的跨季节储热体，还在供热季作为机组3的热源。1号地埋管群41的多组地埋管并联连接再串联连接，储热时热水先经过内部的地埋管组逐渐向外部流动，取热时流动方向相反；所述的2号地埋管群42各地埋管之间并联连接，供冷季用来排热，满足机组3使用，供热季用来取热，与1号地埋管群41同时满足机组3使用。本系统根据供冷季向2号地埋管群42的排热量与供热季向2号地埋管群42的取热量相等的原则设计，多余热负荷由1号地埋管群41所储热量和太阳能供热承担。
本实施例带双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统具体运行控制策略是：供冷季1号地埋管群41与地源热泵机组3及2号地埋管群42的连接由地源侧控制阀731和732断开，两个地埋管群相互独立，2号管群流量调节阀82开启为最大。太阳能供热控制阀721和722关闭，把太阳能供热循环管路与地源侧末端循环回路的连接断开，末端流量调节阀83开启为最大。2号地埋管群42、2号管群流量调节阀82、机组3、地源侧循环水泵63、末端侧循环水泵64、建筑末端装置5、末端流量调节阀83和连接管路组成供冷循环，承担建筑全部冷负荷，2号地埋管群42作为地源热泵机组3的冷源。
在非供热季，蓄热水箱2、储热循环水泵62、1号地埋管群41、以及储热控制阀721和722和连接管路组成储热循环，1号地埋管群41用来储存太阳能。
在供热季，建筑热负荷由太阳能和地源热泵联合承担，地源热泵机组3的蒸发器热源由1号地埋管群41和2号地埋管群42联合承担；在太阳能热水满足供热要求时参与到建筑供热过程中。
在供热季通过末端控制阀、水泵、热泵机组等机构的开启关闭实现末端侧互通互联，可以根据承担热负荷的不同实现三种供热模式：太阳能供热承担全部热负荷、机组承担全部热负荷、太阳能联合地源热泵承担全部热负荷。当热负荷小，太阳能辐射较多时，如供热初期和末期，太阳能供热承担全部热负荷时，地源热泵机组3和地源侧循环水泵63停止运行，末端侧循环水泵64和太阳能供热循环水泵65一起推动着末端侧回水经过蓄热水箱2升温后再送到建筑末端装置5为建筑供热，1号和2号太阳能供热控制阀721和722打开；当蓄热水箱温度不满足供热要求时，热泵机组承担全部热负荷：太阳能供热循环水泵65、1号太阳能供热控制阀721和太阳能供热控制阀722关闭，末端侧循环水泵64打开，末端侧流量调节阀83开到最大；当热负荷大，而蓄热水箱温度也达到温度要求时，太阳能联合地源热泵承担全部热负荷，太阳能供热循环和地源热泵供热循环回路全部打开：末端侧循环水泵64、太阳能供热循环水泵65打开，1号和2号太阳能供热控制阀721和722打开，通过调节末端流量调节阀83的开度来调节太阳能供热循环回路的流量。
供热季通过地源侧控制阀、水泵、流量调节阀等机构的启闭实现了地源侧的互通互联。热泵机组供热时，1号地埋管群41和2号地埋管群42可同时作为热泵机组蒸发器的热源，两个地埋管群都连接到热泵机组的地源侧干管，出水时由流量调节阀调节流量，回水时混合两组不同温度的地埋管群的供水后连接热泵机组地源侧入流端，从而实现调节1号和2号地埋管群的热量分配。通过控制1号管群流量调节阀和2号管群流量调节阀，可以实现2号地埋管群地源热泵机组供热和双地埋管群地源热泵机组供热两种模式。2号地埋管群地源热泵机组供热模式时：机组3开启，关闭1号地源侧控制阀731和2号地源侧控制阀732，全开2号管群流量调节阀，打开地源侧循环水泵63；双地埋管群地源热泵机组供热模式时：机组3开启，打开1号地源侧控制阀731和2号地源侧控制阀732，打开地源侧循环水泵63，调节1号管群流量调节阀和2号管群流量调节阀开度来调节两个管群的取热量占比。
实施例2
本实施例带双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统(参见图2)包括太阳能集热器1、蓄热水箱2、地源热泵机组3、1号地埋管群41、2号地埋管群42、1号建筑末端51、2号建筑末端装置52、集热循环水泵61、储热循环水泵62、地源侧循环水泵63、末端侧循环水泵64、太阳能供热循环水泵65、1号储热控制阀711、2号储热控制阀712、1号太阳能供热控制阀721、2号太阳能供热控制阀722、1号地源侧控制阀731、2号地源侧控制阀732、1号末端侧控制阀741、2号末端侧控制阀742、3号末端侧控制阀743、压力控制阀75、1号管群流量调节阀81、2号管群流量调节阀82、1号管群热量表91、2号管群热量表92、机组末端热量表93、太阳能供热热量表94、生活热水换热盘管10；
本实施例地埋管群的设置与实施例1完全相同，不同之处在于地源热泵机组3和蓄热水箱2为建筑末端装置供热方式不同，本实施例中建筑末端装置的具体连接关系是：所述建筑末端装置5分为1号建筑末端51和2号建筑末端52，所述蓄热水箱2的热水出流端顺次与太阳能供热循环水泵65、1号太阳能供热控制阀721、太阳能供热热量表94、1号建筑末端51、2号太阳能供热控制阀722、压力控制阀75、蓄热水箱2回流端管路相连接，构成太阳能直接供热循环回路；机组末端侧出口端顺次与机组末端热量表93、2号建筑末端52供水干管、1号末端侧控制阀741、1号建筑末端51、2号末端侧控制阀742、2号建筑末端52回水干管、3号末端侧控制阀743、末端侧循环水泵64、热泵机组末端侧入流端管路相连接，构成热泵机组供热循环，进而实现通过机组3和蓄热水箱2为建筑末端装置5供热的目的。
本实施例中，由于蓄热水箱是开式水箱，当水箱位置较低时，建筑末端水路中压力比水箱压力高很多，在蓄热水箱的回水端必须安装压力控制阀75，避免建筑末端对蓄热水箱造成的水灌问题；
本实施例在非供热季，太阳能热水进行跨季节储热，把太阳能产生的热能储存于1号地埋管群中的土壤中；在供热季，当太阳能热水温度满足建筑供热要求时，蓄热水箱中的热水直接输送到部分建筑末端装置，负担部分建筑负荷，当太阳能热水温度不满足建筑供热要求时，整个建筑的热负荷由地源热泵机组单独负担，地源热泵机组的热源来自于1号地埋管群和2号地埋管群；在供冷季，地源热泵机组向2号地埋管群排热，向整个建筑提供需要的冷量。
本实施例在供热季可以通过控制阀、水泵、热泵机组等机构的启闭实现末端侧互通互联，可以根据承担热负荷的不同实现三种供热模式：太阳能供热承担全部热负荷、机组承担全部热负荷、太阳能联合地源热泵承担全部热负荷。当热负荷小，太阳能辐射较多时，如供热初期和末期，太阳能供热承担全部热负荷时，1号和2号太阳能供热控制阀721和722打开，1和2号末端侧控制阀741和742打开，3号末端侧控制阀743关闭，地源热泵机组3和地源侧循环水泵63停止运行，太阳能供热循环水泵65推动蓄热水箱热水输送到1号建筑末端51和2号建筑末端52为建筑供热；当蓄热水箱温度不满足供热要求时，热泵机组承担全部热负荷：1号和2号太阳能供热控制阀721和722关闭，1号、2号和3号末端侧控制阀741、742和743打开，太阳能供热循环水泵65停止，末端侧循环水泵64启动；当热负荷大，而蓄热水箱温度也达到温度要求时，太阳能联合地源热泵承担全部热负荷，太阳能供热循环和地源热泵供热循环回路全部打开：末端侧循环水泵64、太阳能供热循环水泵65启动，1号和2号太阳能供热控制阀721和722打开，1号和2号末端侧控制阀741和742关闭，3号末端侧控制阀743打开，太阳能供热循环和地源热泵循环分别为1号建筑末端51和2号建筑末端52供热。
实施例1和实施例2分别是太阳能直接为建筑供热时采取的两种不同方案，实施例2是把太阳能热水直接输入到建筑的部分末端装置中，建筑末端装置需要进行分区处理。而实施例1的建筑末端装置不用再分区，太阳能热水与供热的回水在蓄热水箱2中通过太阳能供热换热盘管11进行热量交换，把热泵机组的回水进行加热，进而减少了热泵机组的功耗。实施例1克服了实施例2中建筑末端和开式水箱之间连接和压力控制的困难，减少压力控制阀的使用，同时也不用对建筑末端装置分区，可以减少控制阀和由于分区造成的末端供回水管路的使用，只需要一个末端流量调节阀就可以实现。实施例2相对实施例1来说，对太阳能的利用率更高些，但泵耗也高。
本发明未述及之处适用于现有技术。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此。凡未脱离本发明技术方案内容，依据本发明对以上实施例所做的任何修改、等同替换和改进，均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种带双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统，其特征在于该供能系统包括太阳能集热器、蓄热水箱、地源热泵机组、1号地埋管群、2号地埋管群、建筑末端装置、集热循环水泵、储热循环水泵、地源侧循环水泵、1号储热控制阀、2号储热控制阀、1号地源侧控制阀、2号地源侧控制阀、1号管群流量调节阀、2号管群流量调节阀、1号管群热量表和2号管群热量表；
所述太阳能集热器顺次与蓄热水箱、集热循环水泵之间通过管路连接，即集热循环，收集太阳能产生的热水；蓄热水箱的热水出流端顺次与1号储热控制阀、储热循环水泵、1号地埋管群、2号储热控制阀、蓄热水箱的回流端之间通过管路连接，构成储热循环；
所述地源热泵机组的地源侧出流端分别同时与1号管群流量调节阀和2号管群流量调节阀相连；1号管群流量调节阀由管路顺次与1号地源侧控制阀、1号地埋管群、2号地源侧控制阀和1号管群热量表连接，再连接到地源侧回水干管；2号管群流量调节阀由管路顺次与2号地埋管群和2号管群热量表相连，再连接到地源侧回水干管；地源侧回水干管连接地源侧循环水泵后与地源热泵机组的地源侧入流端相连，构成了热泵机组地源侧循环回路；
所述建筑末端装置同时分别与地源热泵机组的末端侧和蓄热水箱的热水流出端连接，通过地源热泵机组和蓄热水箱为建筑末端装置供热。
2.根据权利要求1所述的带双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统，其特征在于所述蓄热水箱中布置有太阳能供热换热盘管，太阳能供热换热盘管的入流端连接到地源热泵机组的回水干管，太阳能供热换热盘管的出流端顺次与太阳能供热循环水泵、1号太阳能供热控制阀、太阳能供热热量表由管路连接，之后连接到地源热泵机组的末端侧回水干管上；在与太阳能供热换热盘管的入流端和太阳能供热换热盘管的热水流出端连接的末端侧回水干管的两个接口之间布置有末端流量调节阀；所述地源热泵机组末端侧出口端顺次与机组末端热量表、建筑末端装置、机组末端流量调节阀、末端侧循环水泵和机组末端侧入口端管路相连接。
3.根据权利要求1所述的带双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统，其特征在于所述建筑末端装置分为1号建筑末端和2号建筑末端，所述蓄热水箱的热水出流端顺次与太阳能供热循环水泵、1号太阳能供热控制阀、1号建筑末端、2号太阳能供热控制阀、蓄热水箱回流端管路相连接，构成太阳能直接供热循环回路；机组末端侧出口端顺次与机组末端热量表、2号建筑末端供水干管、1号末端侧控制阀、1号建筑末端、2号末端侧控制阀、2号建筑末端回水干管、3号末端侧控制阀、末端侧循环水泵、热泵机组末端侧入流端管路相连接，构成热泵机组供热循环，通过机组和蓄热水箱为建筑末端装置供热。
4.根据权利要求1-3任一所述的带双地埋管群的太阳能-地源热泵耦合供能系统，其特征在于所述蓄热水箱内还布置有生活热水换热盘管，通过管路连接到建筑内。
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