CN201221876Y - 多能复合制冷、采暖热泵集成系统 - Google Patents

多能复合制冷、采暖热泵集成系统 Download PDF

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CN201221876Y CNU2008200219803U CN200820021980U CN201221876Y CN 201221876 Y CN201221876 Y CN 201221876Y CN U2008200219803 U CNU2008200219803 U CN U2008200219803U CN 200820021980 U CN200820021980 U CN 200820021980U CN 201221876 Y CN201221876 Y CN 201221876Y
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Abstract

本实用新型公开了一种多能复合制冷、采暖热泵集成系统,包括地源热泵机组和通过管道连接的地埋管循环泵、太阳能热交换器、地下埋管系统,所述太阳能热交换器与太阳能集热水箱循环管道连通,其中一路管道上设有太阳能循环水泵,所述的太阳能集热水箱与太阳能集热器之间管道循环连通,循环管道上设有太阳能集热泵,所述地源热泵机组与空调末端设备之间的管道上设有系统循环泵。本实用新型可以通过自动化的控制选择利用不同形式的能源,真正实现太阳能、空气能、地热能等多种可再生能源的多能回补、互为备用。

Description

多能复合制冷、采暖热泵集成系统
技术领域
本实用新型涉及一种多能复合使用制冷、采暖热泵集成系统,具体的说涉 及一种利用地源热泵机组、空气源热泵机组或复合源双工况太阳能热泵机组、 太阳能集热器等集成设备,根据我国不同地域环境资源及建筑物的条件,将太 阳能、空气能和地能三者与建筑一体化复合利用,进行采暖、制冷、提供卫生 热水,实现系统集成节能的一种制冷、采暖形式。 背景技术
可再生能源的利用和节能是解决能源短缺的两个关键途径,目前作为空气 调节使用的可再生能源主要是空气能、地能和太阳能,这些能源是清洁而廉价 取之不尽用之不竭的,但是这些能源在作为空调冷、热源独立使用时都存在着 缺陷。
空气能是最容易获的能源,但是它受季节、昼夜影响温度、湿度变化较大, 而利用空气能的机组主要是风源热泵机组,它是通过翅片换热器与大气换热, 向大气排放或吸收能量,因而机组效率受环境温度变化影响较大,高温衰减严 重,冬季制热受环境湿度影响较大,高湿环境除霜频繁,效率低,直接影响制 冷、制热效果,在实际使用过程中为了克服以上缺点,需要通过加大机组负荷 和加装电辅助加热的方法来解决,使得工程投资增大、运行费用也大大提高。
太阳能是清洁而廉价取之不尽用之不竭的能源,但利用的最大障碍是受昼 夜、阴晴天等的影响,具有不稳定性, 一般来说太阳能系统的使用都采用与其 他形式的热源联合使用,当太阳能系统无法提供足够的热源时,其他的热源作 为辅助措施投入运行,这样势必造成投资过大、运行费用过高的情况。
地能温度四季基本恒定,受环境温度影响小,但它的使用常常受地质的影响,系统投资过大,而且有时长时间连续使用,会形成地能热平衡失调,因而 造成系统效率的急剧下降,运行费用过高。在目前碳氢燃料和水资源日渐枯竭的严峻形式下,综合利用风能、地能和 太阳能更显其优越性,但综合利用的最大障碍是它们受昼夜、季节、阴晴天等 因素的影响,具有不稳定性,综合性的利用了多种能源,解决单一能源利用的 弊端、克服不足并且高效的利用它们是摆在各国科学家面前急迫的课题。 发明内容本实用新型要解决的问题是针对上述单一能源利用的弊端,提供一种综合 利用空气能、地能、太阳能等可再生能源,通过机组智能化控制,实现多能互 补,系统集成节能的一种多能复合制冷、采暖热泵集成系统。为解决上述问题,本实用新型采用以下技术方案: 一种多能复合制冷、采暖热泵集成系统,其特征是:包括地源热泵机组和 通过管道连接的地埋管循环泵、太阳能热交换器、地下埋管系统,所述太阳能 热交换器与太阳能集热水箱循环管道连通,其中一路管道上设有太阳能循环水 泵,所述的太阳能集热水箱与太阳能集热器之间管道循环连通,循环管道上设 有太阳能集热泵,所述地源热泵机组与空调末端设备之间的管道上设有系统循 环泵。以下是本实用新型对上述技术方案的进一步改进: 所述的太阳能集热水箱与太阳能集热器之间的循环管道上管道连通有风 源热泵机组或复合源双工况太阳能热泵机组,所述风源热泵机组或复合源双工 况太阳能热泵机组与空调末端设备之间的管道上设有系统循环泵。所述地源热泵机组与系统循环泵之间的管道上设有控制阀门,在与空调末 端设备连通的另一管道上设有控制阀门,与地下埋管系统之间的管道上设有控 制阀门,与地埋管循环泵之间的管道上设有控制阀门。所述太阳能热交换器与太阳能集热水箱之间的两路管道上分别设有控制阀门。
所述太阳能集热水箱与太阳能集热器之间的两路管道上分别设有控制阀门。
太阳能集热水箱、太阳能集热器之间的管道通过两路连通管道与所述风源 热泵机组或复合源双工况太阳能热泵机组连通,两路连通管道上分别设有控制 阀门,所述控制阀门位于两路连通管道之间,所述风源热泵机组或复合源双工 况太阳能热泵机组与空调末端设备之间的连通管道上分别设有控制阀门。
上述方案中,所述系统中不包括空气源热泵机组或复合源双工况太阳能热 泵机组,或者所述系统中不包括地源热泵机组,只有空气源热泵机组或复合源 双工况太阳能热泵机组均可。
本实用新型采用上述技术方案,可以通过自动化的控制选择利用不同形式
的能源,秋冬及冬春过渡季节,环境温度不太低(干球温度》5'C)时,系统运 行采用风源热泵或复合源双工况太阳能热泵机组+太阳能相当于供热和卫生热 水,太阳能多余的能量可以通过换热器向地下放热,这种运行模式有效的与太 阳能系统结合,风源热泵(或复合源双工况太阳能热泵机组)机组可以直接从 太阳能系统中取热,减少了机组因环境因素频繁除霜造成的能量消耗,大大提 高了机组的运行效率和系统的环境适应性,同时太阳能多余的能量补充到地下 换热系统中可以避免因冬季过度取热形成的换热失调,有效的保证系统的安全 运行。冬季环境温度较低(环境干球温度《5"C)时,系统运行采用地源热泵十 太阳能相当于供热和卫生热水,这种运行模式有效的解决了太阳能系统不稳定 的缺陷,而且通过与地源热泵系统进行耦合,在保证系统可靠运行的情况下, 即降低了地埋管的投资,又大大提高了热泵机组的运行能效。夏季环境温度较 高(环境干球温度^30'C)时,风源热泵+地源热泵都可以制冷,地源热泵余 热经太阳能加热后做卫生热水。
通过以上措施,真正实现太阳能、空气能、地热能等多种可再生能源的多能回补、互为备用。下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明: 附图说明附图1为本实用新型实施例1的示意图; 附图2为本实用新型实施例2的示意图。 具体实施方式实施例l,如图1所示, 一种多能复合制冷、采暖热泵集成系统,包括地 源热泵机组1和通过管道连接的地埋管循环泵3、太阳能热交换器4、地下埋管 系统2,所述太阳能热交换器4与太阳能集热水箱6之间的管道上设有太阳能循 环水泵5,所述的太阳能集热水箱6之间的管道上设有风源热泵机组或复合源双 工况太阳能热泵机组9、太阳能集热泵7,太阳能集热器ll,所述的风源热泵机 组或复合源双工况太阳能热泵机组9、地源热泵机组1都设有与空调末端设备 12连接的系统循环泵8和系统循环泵10,该系统中无论是风源热泵机组或复合 源双工况太阳能热泵机组9、地源热泵机组l都有制冷、制热的功能。当建筑物需要制冷时,该系统可以根据建筑物的负荷情况,自动采用地源 热泵机组1和风源热泵机组或复合源双工况太阳能热泵机组9都能运行的模式, 在工作时优先运行地源热泵机组1,当地源热泵机组1无法满足要求时再启动风 源热泵机组或复合源双工况太阳能热泵机组9,制冷时太阳能集热系统为建筑物 提供卫生热水,在次期间控制阀门r、 2'、 3、、 4\ 7'、 8、、 9、、 12、打开,控 制阀门5、、 6\ l(T、 ir关闭,地埋管循环泵3、系统循环泵IO、系统循环泵 8、太阳能集热泵7启动,太阳能循环水泵5停止工作。当建筑物以制热为主,不需要制冷时,该系统可以根据建筑物的功能不启 动制冷机组工作,利用太阳能系统通过太阳能热交换器4和地下埋管系统2向 地下补热。制热时该系统可以根据环境条件的变化情况,自动选择合适的热源利用形式。
冬与春、秋交季:通过系统检测,自动选择风源热泵机组或复合源双工况 太阳能热泵机组9加太阳能集热系统制热,地源热泵机组1不工作,在次期间 控制阀门7\ 8、、 9、、 10、、 1T打开,控制阀门r、 2'、 3'、 4、、 5、、 6、、 12 关闭,系统循环泵8、太阳能集热泵7启动,地埋管循环泵3、系统循环泵IO、 太阳能循环水泵5停止工作。
深冬季节:通过系统检测,自动选择太阳能集热系统加地源热泵机组1制 热,风源热泵机组或复合源双工况太阳能热泵机组9不工作,在次期间控制阀 门7、、 8'、 9\ 10、、 1T关闭,控制阀门r、 2、、 3、、 4'、 5、、 6\ 12打开, 地埋管循环泵3、系统循环泵IO、太阳能循环水泵5、太阳能集热泵7启动,系 统循环泵8停止工作。
从系统的工作原理可以看出,系统可以通过环境温度的变换情况自动的选 择合适的运行模式和能源利用形式,系统即是设备的集成风源热泵机组或复合 源双工况太阳能热泵机组9和地源热泵机组1,又是能源的集成,用空气能、地 能和太阳能,弥补了单一能源的弊端,实现了能源之间的互为补充,同时提高 了能源利用的效率,降低了工程的投资和设备运行费用,真正实现了系统节能 的目的。
实施例2,本实用新型还可以采用如图2所示的连接方式,所述系统中不包 括空气源热泵机组或复合源双工况太阳能热泵机组,其它结构与实施例1中的 结构相同。

Claims (6)

1、一种多能复合制冷、采暖热泵集成系统,其特征是:包括地源热泵机组(1)和通过管道连接的地埋管循环泵(3)、太阳能热交换器(4)、地下埋管系统(2),所述太阳能热交换器(4)与太阳能集热水箱(6)循环管道连通,其中一路管道上设有太阳能循环水泵(5),所述的太阳能集热水箱(6)与太阳能集热器(11)之间管道循环连通,循环管道上设有太阳能集热泵(7),所述地源热泵机组(1)与空调末端设备(12)之间的管道上设有系统循环泵(10)。
2、 根据权利要求l所述的多能复合制冷、采暧热泵集成系统,其特征是: 所述的太阳能集热水箱(6)与太阳能集热器(11)之间的循环管道上管道连通 有风源热泵机组或复合源双工况太阳能热泵机组(9),所述风源热泵机组或复 合源双工况太阳能热泵机组(9)与空调末端设备(12)之间的管道上设有系统 循环泵(8)。
3、 根据权利要求2所述的多能复合制冷、采暖热泵集成系统,其特征是:所述地源热泵机组(i)与系统循环泵(io)之间的管道上设有控制阀门(r),在与空调末端设备(12)连通的另一管道上设有控制阀门(2、),与地下埋管系 统(2)之间的管道上设有控制阀门(3",与地埋管循环泵(3)之间的管道上 设有控制阀门(4》。
4、 根据权利要求3所述的多能复合制冷、采暖热泵集成系统,其特征是: 所述太阳能热交换器(4)与太阳能集热水箱(6)之间的两路管道上分别设有 控制阀门(5、)和控制阀门(6、)。
5、 根据权利要求4所述的多能复合制冷、采暖热泵集成系统,其特征是: 所述太阳能集热水箱(6)与太阳能集热器(11)之间的两路管道上分别设有控 制阀门(7、)和控制阀门(12、)。
6、 根据权利要求5所述的多能复合制冷、采暖热泵集成系统,其特征是:太阳能集热水箱(6)、太阳能集热器(11)之间的管道通过两路连通管道与所 述风源热泵机组或复合源双工况太阳能热泵机组(9)连通,两路连通管道上分别设有控制阀门(io')和控制阀门(ir),所述控制阀门(12')位于设有控 制阀门(io')和控制阀门(ir)的两路连通管道之间,所述风源热泵机组或复合源双工况太阳能热泵机组(9)与空调末端设备(12)之间的连通管道上分 别设有控制阀门(8、)和控制阀门(9、)。
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