CN1209588C - 土壤蓄热式太阳能热泵供热系统及供热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种土壤蓄热式太阳能热泵供热系统，旨在提供一种绿色环保、结构简单，性能可靠，造价低的太阳能热泵系统。它主要由太阳能集热器、换热器、热泵装置、循环泵组成，太阳能集热器(1)的出口与换热器(2)的进口相连，换热器(2)的出口通过热泵装置(3)、循环泵(4)与太阳能集热器(1)的进口相连，从而形成载热流体的闭合循环通道，热泵装置(3)的供热侧进出口与用户相连，换热器(2)设置于地下土壤中，以土壤作为系统的蓄热体。本发明为热泵冬季运行的热源选择问题提供了一种可行方案，所提出的新系统特`别适用于冬季寒冷的中部和北方地区使用。

Description

土壤蓄热式太阳能热泵供热系统及供热方法
                                技术领域
本发明涉及一种利用能源供热系统和供热方法，更具体地说，是涉及利用太阳能供热系统和供热方法。
                                背景技术
热泵是一种公认的高效节能的供热空调方式，但其在北方地区冬季供热运行时，空气源存在着室外换热器体积庞大、频繁融霜、性能系数较低等缺点，地下水源存在着破环地下水资源等问题，土壤源有初投资高等缺点。
太阳能是一种丰富、干净、安全的能源，70年代以来，鉴于常规能源供给的有限性和环保压力的增加，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能的热潮。然而目前有效地利用太阳能还存在一些问题，主要是收集、转换和储存的效率不高。
热泵与太阳能供热联合运行(即太阳能热泵)，利用热泵使太阳能集热器的热水进一步升温，集热温度10～20℃就可以，采用无玻璃的平板集热器就可以达到很高的集热效率，集热成本非常低，这种集热器还可以作为夏季制冷时夜间的冷却水放热板用，同时还可以全年提供生活热水，大大提高了设备利用率。由于太阳能热泵无需采用空气换热器时不可避免的融霜循环，同时由于太阳能的输入将提高热泵的蒸发温度，改替热泵装置的性能系数，因而具有显著的节能特性。但是由于太阳能的不可靠性和间断性，蓄热是太阳能利用的必要条件，蓄热可缩小能源供求之间在时间或流量上的不匹配，起到重要的节能作用。而通常所使用水蓄热或相变蓄热，使得蓄热槽体积庞大、造价高。而且在冬天或太阳能不足时，太阳能集热器不能将载热流体升温，系统不能供热。
                                发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种绿色环保、结构简单，性能可靠，造价低，供热时间长的太阳能热泵供热系统和供热方法。
本发明的技术方案为：
一种土壤蓄热式太阳能热泵供热系统，它包括太阳能集热器1、热泵装置3和循环泵4，太阳能集热器1的出口与换热器2的进口相连，换热器2的出口通过热泵装置3、循环泵4与太阳能集热器1的进口相连，从而形成载热流体的闭合循环通道，热泵装置3的供热侧进出口与用户相连，换热器2埋于地下土壤中，以土壤作为系统的畜热体。另外，太阳能集热器1的入口、出口和循环泵4还可以分别与三通阀6相连接。
一种土壤蓄热式太阳能热泵供热系统，包括太阳能集热器1、热泵装置3、循环泵4，太阳能集热器1的出口与换热器2的进口相连，换热器2的出口通过循环泵4、热泵装置3与太阳能集热器1的进口相连，从而形成载热流体的闭合循环通道，换热器2设置于地下土壤中，以土壤作为系统的蓄热体。
一种土壤蓄热式太阳能热泵供热系统，包括太阳能集热器1、热泵装置3、循环泵4，太阳能集热器1的出口与循环泵4相连，循环泵4的出口与换热器2的进口相连，换热器2的出口通过热泵装置3与太阳能集热器1的进口相连，从而形成载热流体的闭合循环通道，换热器2设置于地下土壤中，以土壤作为系统的蓄热体。
上述的土壤蓄热式太阳能热泵系统中太阳能集热器1可以为无盖板、无底部保温、表面涂有光谱选择性材料的平板集热器，热泵装置3为机械压缩式或吸收式。
一种土壤蓄热式太阳能热泵供热系统的供热方法，它包括下列步骤：(1)将换热器2埋入地下土壤中；(2)用管路将太阳能集热器1的出口与换热器2的进口相连，换热器2的出口通过热泵装置3、循环泵4与太阳能集热器1的进口相连，从而形成载热流体的闭合循环通道；(3)用管路将热泵装置3的供热侧进出口与热用户的供热网相连；(4)载热流体充入系统，通过太阳能集热器1集热；(5)开通循环泵4，载热流体在系统中循环；(6)启动热泵装置，给用户供热。
本发明具有下述优点：用大地土壤代替通常所用的水或相变蓄热槽，利用土壤的热容量蓄热并起均衡负荷的作用，弥补太阳能的不可靠性和间断性，使冬季供热能够实现，四季皆宜，提高了系统的利用率，特别适用于冬季寒冷的中部和北方地区使用。大地的热容量很大，也不需要做容器，价廉易得，而且可以节省设备占地空间。
                                附图说明
图1为土壤蓄热式太阳能热泵供热系统示意图；
图2为土壤蓄热式太阳能热泵供热系统示意图；
图3为土壤蓄热式太阳能热泵供热系统示意图；
图4为土壤蓄热式太阳能热泵供热系统示意图。
图中：1.太阳能集热器；    2.换热器；          3.热泵装置；
      4.循环泵；          5.载热介质；        6.三通阀。
                          具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
整个系统由太阳能集热器1、换热器2、热泵装置3、循环泵4组成。按照本技术领域通常的方法将换热器2埋于地下土壤中(一般在冻土以下)。用管路将太阳能集热器1的出口与换热器2的进口相连，换热器2的出口通过热泵装置3、循环泵4与太阳能集热器1的进口相连；或者用管路将太阳能集热器1的出口与换热器2的进口相连，换热器2的出口通过循环泵4、热泵装置3与太阳能集热器1的进口相连；或者用管路将太阳能集热器1的出口与循环泵4相连，循环泵4的出口与换热器2的进口相连，换热器2的出口通过热泵装置3与太阳能集热器1的进口相连，从而形成载热流体的闭合循环通道，热泵装置3的供热侧进出口与热用户相连。热泵装置为机械压缩式或吸收式。
载热流体为水或防冻液，通过打开太阳能集热器上的阀门进入系统。在循环泵4的驱动下在系统中循环。白天有太阳时，集热器收集太阳能，水或防冻液在集热器中被加热，并把热量带到热泵装置3，由热泵进一步升温后由载热介质5输送给热用户，集热器收集到的多余热量通过换热器2储存到地下土壤中；夜晚或阴雨天无太阳时，系统中循环的水或防冻液通过换热器2将土壤中的热量取出，通过热泵装置3升温后输送给热用户。
在系统中可以设置一个三通阀或两个两通阀的组合6，三通阀或两个两通阀的组合6的一端与太阳能集热器1的入口相连，一端与太阳能集热器1的出口相连，一端与循环泵4相连。供热运行时，如果太阳能充足，则三通阀6的A路关闭，水或防冻液全部通过太阳能集热器1吸收热量；太阳能不足时调整A、B两路的流量，部分或全部水或防冻液不通过太阳能集热器1，直接被送往换热器2，吸收地下土壤中储存的热量，再流向热泵，由热泵升温后，由供热介质5输送给用户。

Claims (7)

1.一种土壤蓄热式太阳能热泵供热系统，包括太阳能集热器[1]、热泵装置[3]和循环泵[4]，其特征是，所述的太阳能集热器[1]的出口与换热器[2]的进口相连，换热器[2]的出口通过热泵装置[3]、循环泵[4]与太阳能集热器[1]的进口相连，从而形成载热流体的闭合循环通道，所述的换热器[2]设置于地下土壤中，以土壤作为系统的蓄热体。
2.根据权利要求1所述的土壤蓄热式太阳能热泵供热系统，其特征是，所述的太阳能集热器[1]的入口、出口和循环泵[4]分别与三通阀[6]相连接。
3.根据权利要求1所述的土壤蓄热式太阳能热泵供热系统，其特征在于，所述的太阳能集热器[1]为平板集热器。
4.根据权利要求1所述的土壤蓄热式太阳能热泵供热系统，其特征在于所述的热泵装置[3]为机械压缩式或吸收式。
5.一种土壤蓄热式太阳能热泵供热系统，包括太阳能集热器[1]、热泵装置[3]和循环泵[4]，其特征是，所述的太阳能集热器[1]的出口与换热器[2]的进口相连，换热器[2]的出口通过循环泵[4]、热泵装置[3]与太阳能集热器[1]的进口相连，从而形成载热流体的闭合循环通道，所述的换热器[2]设置于地下土壤中，以土壤作为系统的蓄热体。
6.一种土壤蓄热式太阳能热泵供热系统，包括太阳能集热器(1)、热泵装置[3]和循环泵[4]，其特征是，所述的太阳能集热器[1]的出口与循环泵[4]相连，循环泵[4]的出口与换热器[2]的进口相连，换热器[2]的出口通过热泵装置[3]与太阳能集热器[1]的进口相连，从而形成载热流体的闭合循环通道，所述的换热器[2]设置于地下土壤中，以土壤作为系统的蓄热体。
7.一种土壤蓄热式太阳能热泵供热系统的供热方法，其特征是，它包括下列步骤：(1)将换热器[2]埋于地下土壤中；(2)用管路将太阳能集热器[1]的出口与换热器[2]的进口相连，换热器[2]的出口通过热泵装置[3]、循环泵[4]与太阳能集热器[1]的进口相连；(3)用管路将热泵装置[3]的供热侧进出口与热用户供热管网相连；(4)载热流体充入系统，通过太阳能集热器[1]集热；(5)开通循环泵[4]，使载热流体在系统中循环；(6)启动热泵装置[3]给用户供热。
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CN100451492C (zh) * 2007-01-11 2009-01-14 清华大学 太阳能辅助土壤源跨临界二氧化碳热泵综合空调系统
CN101737950B (zh) * 2010-01-07 2012-06-06 浙江大学 季节性土壤储放热的工厂化养鳖场太阳能-热泵供热系统
CN101943438A (zh) * 2010-11-05 2011-01-12 东南大学 太阳能地热供暖装置
CN102168661B (zh) * 2011-04-08 2012-08-29 杭州锅炉集团股份有限公司 复合能源太阳能高温热发电系统
CN103988735A (zh) * 2014-06-04 2014-08-20 定西市金源农业发展有限责任公司 自动控制日光温室的太阳能土壤加热系统
CN105318410A (zh) * 2015-10-16 2016-02-10 董书囤 平房太阳能取暖方法
CN109780738B (zh) * 2019-02-20 2020-09-18 广州供电局有限公司 太阳能储能转换系统
CN112923580A (zh) * 2021-03-25 2021-06-08 中国科学院西北生态环境资源研究院 自循环防冻胀聚热装置及其路基

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