CN201569055U - 一种太阳能地板辐射采暖和水源热泵辅助采暖联合系统 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能地板辐射采暖和水源热泵辅助采暖联合系统，包括设置在地下的半地下室采暖控制室，及采暖控制室内安装的太阳能地板辐射采暖系统和水源热泵辅助采暖系统。太阳能地板辐射采暖系统由集热器的上端接太阳能循环热水管，下端接太阳能循环冷水管，热水管和冷水管分别接入储热水罐；储热水罐连接热水输出管，储热水罐底部连接热水回水管，热水回水管与地板辐射采暖管连接。水源热泵辅助采暖系统由热水输出管连接一水泵，通过水泵与供水管连接，供水管与地板辐射采暖管连接；另一路连接水源热泵与热水回水管管路连接。本实用新型利用有限的普通水在储热罐与采暖终端之循环，在阴天或低温条件下利用水源热泵进行辅助加热，从而实现不间断采暖。

Description

一种太阳能地板辐射采暖和水源热泵辅助采暖联合系统
技术领域
本实用新型涉及太阳能采暖设备技术领域，特别是一种太阳能地板辐射采暖和水源热泵辅助采暖联合系统。
背景技术
随着经济的发展，人民生活水平的不断提高，使得国际石油价格一路飙升，石化能源储存量逐年减少，全球气候变暖所带来的灾害性天气越来越多，其威慑力越来越大。从我国的能源消费结构来看，煤炭消耗约占总能消耗的67％，使.得我国环境污染特别严重，生态恶化逐年加剧，给能源和环境带来更大的压力。所以环境保护和节能减排已到了非常时期、环保节能产品的研究开发迫在眉睫。因此，大力发展新能源与可生能源已成为中国21世纪发展国民经济和建设小康社会刻不容缓的主要任务和战略目标。随着国家节能法和可再生能源法的实施，建筑节能是国家实施节能减排战略的重要领域，太阳能由于是一种取之不尽、用之不竭的洁净能源，用太阳能补充常规能源驱动采暖系统对于节能和环保都具有十分重要的意义，大力推广太阳能与建筑相结合已成为建设节约型社会的需要。目前已经出现的太阳能采暖技术是利用现有太阳能热水器，通过化工液体将热量进行快速循环，实现采暖，液体价格昂贵，如渗入生活用水则会造成严重污染。辅助采暖方面没有解决方法，在连续阴天或低温条件下无法正常供暖。
实用新型内容
本实用新型就是要解决现有技术存在的问题，提供一种埋在半地下的、能够利用有限定量的普通水，在储热罐与采暖终端之循环，不会渗入地下，更不会污染地下水，在阴天或低温条件下利用水源热泵进行辅助加热，从而实现不间断采暖的一种太阳能地板辐射采暖和水源热泵辅助采暖联合系统。
本实用新型的技术问题采用下述技术方案解决：
一种太阳能地板辐射采暖和水源热泵辅助采暖联合系统，包括设置在地下的半地下室采暖控制室，及采暖控制室内安装的太阳能地板辐射采暖系统和水源热泵辅助采暖系统：
所述的太阳能地板辐射采暖系统包括太阳能集热器、储热水罐，所述集热器的上端接太阳能循环热水管，集热器下端接太阳能循环冷水管，热水管和冷水管分别接入储热水罐；所述储热水罐还连接有热水输出管，储热水罐底部连接热水回水管，热水回水管后端与地板辐射采暖管连接。
所述的水源热泵辅助采暖系统是由热水输出管连接两路管路，一路管路上装一阀门，阀门之后接一水泵，通过水泵与供水管连接，供水管与地板辐射采暖管连接；另一路管路连接一水源热泵，水源热泵与热水回水管管路连接；供水管也与水源热泵连通。
所述热水输出管上的阀门与水泵之间连接一管路，管路与热水回水管连通；所述管路的前、后段分别装有第一阀门和第二阀门。
所述水源热泵上接出一管路与热水回水管连通，管路上装一阀门。
所述水源热泵上接出一管路与热水输出管连通，管路上装一阀门。
所述的热水管和冷水管上分别装有热水控制阀和冷水控制阀，冷水管上还设有水泵。
所述热水输出管与每个储热水罐的连接管上分别上装有热水输出控制阀，所述热水输出管上与水源热泵连接前装有输水控制阀；所述热水回水管与每个储热水罐的连接管上分别装有热水回水控制阀，所述热水回水管与水源热泵连接的管路上装有回水控制阀。
本实用新型的优点在于：
1、冬季采暖与夏季制冷使用的都是地板辐射形式，换热面积增加的同时增强了换热效果，比传统供暖、制冷方式节约20％左右的能量消耗。使最终用户更感舒适。同时相较传统采暖方式致使水温过高，导致热能浪费，此系统采暖水温不高于50℃，增强了能量利用效率。
2、空调已经成为家庭最耗电的电器设备之一，此系统在夏季不再使用其他设备，节约电能，及不可再生资源，减少温室效应。
3、辅助采暖、制冷均采用先进的水源热泵系统，比起同类型电、燃气辅助加热更安全、高效、稳定。
4、在环境保护方面，整个循环过程仅在供暖系统与储水罐中进行，相较传统水源热泵采用地下储水更为先进，供暖用水不会渗入地下造成地下水污染，达到绿色供暖效果。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行进一步详细说明：
一种太阳能地板辐射采暖和水源热泵辅助采暖联合系统，包括设置在地下的半地下室采暖控制室，及采暖控制室内安装的太阳能地板辐射采暖系统和水源热泵辅助采暖系统；
所述的太阳能地板辐射采暖系统包括太阳能集热器13、储热水罐15，所述集热器13的上端接太阳能循环热水管14，集热器13下端接太阳能循环冷水管16，热水管14和冷水管16上分别装有热水控制阀1和冷水控制阀2，冷水管16上还设有水泵18。热水管14和冷水管16分别接入储热水罐15；所述储热水罐15还连接热水输出管22，储热水罐15底部连接热水回水管23，热水回水管23后端与地板辐射采暖管24连接。
所述的水源热泵辅助采暖系统是由热水输出管22连接两路管路，一路管路上装一阀门5，阀门5之后接一水泵17，通过水泵17与供水管20连接，供水管20与地板辐射采暖管24连接；另一路管路连接一水源热泵19，水源热泵19与热水回水管23管路连接；供水管20也与水源热泵19连通。
热水输出管22上的阀门5与水泵17之间连接一管路25，管路25与热水回水管23连通；所述管路25的前、后段分别装有阀门10和阀门12。
水源热泵19上接出一管路26与热水回水管23连通，管路26上装一阀门7。
水源热泵19上还接出一管路27与热水输出管22连通，管路27上装一阀门6。
热水输出管22与每个储热水罐15的连接管上分别上装有热水输出控制阀3，所述热水输出管22上与水源热泵19连接前装有输水控制阀11；热水回水管23与每个储热水罐15的连接管上分别装有热水回水控制阀4，热水回水管23与水源热泵19连接的管路上装有回水控制阀8。
在夏季，布置于屋面、楼顶或空旷地区的太阳能集热器收集热量，产生热水，通过阀门1控制的太阳能上循环热水管道，储存于储水罐中，储水罐主体采用玻璃钢制作，使用先进的聚氨酯发泡或者聚苯板等材料进行保温。储水罐可独立工作，也可并联共同形成储水系统。
太阳能集热器13与阀门所控制的上循环热水管14、阀门所控制的下循环冷水管16采取串联方式。供暖季时，储水罐中水温达到30℃以上时，开启阀门3、4、5、8、9，关闭阀门6、7、10、11、12，直接经由阀门1所控制的上循环热水管道14输送热水供地板辐射采暖，在供暖热传递结束后，供暖用水温度降至20℃以下，经由地板辐射采暖的回水管道，进入储水罐中，开启水泵17，将水泵内低温水通过2阀门所控制的下循环冷水管道，抽至太阳能集热器中，进行加热，直至满足供暖需求温度，进入循环系统。如此形成A部分的供暖循环。供暖用水储备计算：
储水罐内所需储备供暖用水量：屋面太阳能集热器数量和地下埋设的玻璃钢热水储水罐容积按照采暖面积计算，按照以周为单位7天采暖热水用量储备。
以1000平米办公楼供暖为例：地板辐射采暖每平方米需水1.2kg×每日供暖时间12小时×建筑面积1000平方米×7天＝所需储备供暖水量10.08吨。
所述的水源热泵辅助采暖系统是热水输出管22上并连一水泵17和一水源热泵19，水源热泵19与热水回水管23管路连接；水泵17与供水管20连接。
当连续阴天太阳能集热器不能吸收足够的能量，产生热水不能直接满足地板辐射采暖需求时，储罐水温低于30℃以下时，通过阀门3控制的采暖上循环管道，经由阀门11控制的管道将30℃以下水送入水源热泵中提取热量，输送至阀门10控制的管道在泵2的作用下送入供暖，开启3、4、6、7、10、11、12阀门，关闭5、8、9阀门，则供地板辐射采暖的低温回水在返回水罐的途中，经过控制的管道，经阀门7、4送入储水罐，低温水经过下循环冷水管道，在水泵1的作用下返回太阳能集热器。
夏季空调作用实现：
当夏季高温季节时，利用太阳能储罐冷水和水源热泵降温，将水温降低至18℃左右，供应地暖系统进行室内降温。
系统操作实现：
作为辅助加热系统的水源热泵，其常规特性为：在地下水温度达到8℃-12℃即可实现供暖需要。储水罐内热水经供暖热传递过后水温仍可达到18℃-25℃，完全满足水源热泵采暖技术需求，并能达到其省电效果，进一步节省能源。
以上操作的实现依靠在建筑物附近修建半地下室的采暖控制室，将太阳能自动温控上水系统、采暖温控自动控制循环系统、水源热泵、水泵、储水罐控制阀、压力表、温度表等安装在控制室内，集中调节、控制、管理。
因西部地区冬季晴天居多，阴雪天较少，日照时间长，在太阳能集热器作用下所达到的温度完全可以保证正常供暖，依靠A部分基本可完成冬季供暖。如出现连日阴雨或多年一遇的严寒天气，则依靠B部分保证正常供暖。

Claims (6)

1.一种太阳能地板辐射采暖和水源热泵辅助采暖联合系统，其特征在于：
包括设置在地下的半地下室采暖控制室，及采暖控制室内安装的太阳能地板辐射采暖系统和水源热泵辅助采暖系统；
所述太阳能地板辐射采暖系统包括太阳能集热器(13)、储热水罐(15)，所述集热器(13)的上端接太阳能循环热水管(14)，集热器(13)下端接太阳能循环冷水管(16)，热水管(14)和冷水管(16)分别接入储热水罐(15)；所述储热水罐(15)还连接有热水输出管(22)，储热水罐(15)底部连接热水回水管(23)，热水回水管(23)后端与地板辐射采暖管(24)连接；
所述的水源热泵辅助采暖系统是由热水输出管(22)连接两路管路，一路管路上装一阀门(5)，阀门(5)之后接一水泵(17)，通过水泵(17)与供水管(20)连接，供水管(20)与地板辐射采暖管(24)连接；另一路管路连接一水源热泵(19)，水源热泵(19)与热水回水管(23)管路连接；供水管(20)也与水源热泵(19)连通。
2.根据权利要求1所述的一种太阳能地板辐射采暖和水源热泵辅助采暖联合系统，其特征在于所述热水输出管(22)上的阀门(5)与水泵(17)之间连接一管路(25)，管路(25)与热水回水管(23)连通；所述管路(25)的前、后段分别装有第一阀门(10)和第二阀门(12)。
3.根据权利要求1所述的一种太阳能地板辐射采暖和水源热泵辅助采暖联合系统，其特征在于所述水源热泵(19)上接出一管路(26)与热水回水管(23)连通，管路(26)装一阀门(7)。
4.根据权利要求1所述的一种太阳能地板辐射采暖和水源热泵辅助采暖联合系统，其特征在于所述水源热泵(19)上接出一管路(27)与热水输出管(22)连通，管路(27)装一阀门(6)。
5.根据权利要求1所述的一种太阳能地板辐射采暖和水源热泵辅助采暖联合系统，其特征在于所述的热水管(14)和冷水管(16)上分别装有热水控制阀(1)和冷水控制阀(2)，冷水管(16)上还设有水泵(18)。
6.根据权利要求1-4之一所述的一种太阳能地板辐射采暖和水源热泵辅助采暖联合系统，其特征在于所述热水输出管(22)与每个储热水罐(15)的连接管上分别上装有热水输出控制阀(3)，所述热水输出管(22)上与水源热泵(19)连接前装有输水控制阀(11)；所述热水回水管(23)与每个储热水罐(15)的连接管上分别装有热水回水控制阀(4)，所述热水回水管(23)与水源热泵(19)连接的管路上装有回水控制阀(8)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102297468A (zh) * 2011-09-28 2011-12-28 天津好为节能环保科技发展有限公司 太阳能热泵地板采暖装置
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CN104728916A (zh) * 2015-02-26 2015-06-24 辽宁工业大学 Ddc控制多单元联合运行的太阳能采暖系统及方法

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