CN202660657U - 综合利用太阳能和地热能的空调系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于空调技术领域，涉及一种综合利用太阳能和地热能的空调系统。它解决了现有技术设计不够合理等技术问题。包括地源侧换热机构、地源热泵机组和空调终端机构，本空调系统还包括保温蓄水池，在保温蓄水池上还连接有太阳能集热子系统和用于检测保温蓄水池水温的温度传感器，地源侧换热机构、地源热泵机组、太阳能集热子系统和温度传感器分别与控制电路相连，当处于制热工况且温度传感器检测到的水温不小于设定值时控制电路能控制太阳能集热子系统优先通过保温蓄水池向空调终端机构供热。与现有的技术相比，本实用新型的优点在于：既能将太阳能转化为热能，又能将太阳能转化为热能补偿给地热源。

Description

综合利用太阳能和地热能的空调系统

技术领域

本实用新型属于空调技术领域，尤其涉及一种综合利用太阳能和地热能的空调系统。

背景技术

地源热泵系统利用清洁的可再生能源，对环境无污染，且高效节能，属于绿色环保技术和装置，符合目前我国能源、环保的基本政策。近几年，地源热泵在城乡得到越来越多的应用。在现有技术中，现有的地源热泵空调系统包括地源热泵主机、热水箱、地源侧换热机构和空调末端。在现有技术中，在空调制冷/制热时，通过地源热泵机组将地源侧的热量吸收，空调末端直接连接在地源热泵机组上，实现制冷/制热。利用地源热泵这种方式在一定程度上具有节能的优点，但在运行中，由于需要将热量进行转化，运行费用高，节能效果不理想。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种地源热泵空调/制冷复合系统[申请号：200820022371.X]，它包括地埋管换热器系统、空调热泵系统、空调末端系统、制冷系统和换热介质循环系统五个子系统。地埋管换热器系统为地源热泵空调系统的主要冷热源，制冷系统采用水冷方式冷却，其排出的废热为热负荷占优的地源热泵空调系统的全年辅助热源，从而构成独特的地源热泵复合系统，满足空调用户和制冷用户全年的需要，并保证系统长期运行的性能。其中，地埋管换热器系统通过换热介质循环系统的管路分别与空调热泵系统和制冷系统连接，空调热泵系统通过换热介质循环系统的管路与空调末端系统连接；通过换热介质循环系统的调整，实现冷热量传递控制。

上述方案在一定程度上改进了现有技术，通过复合系统进行节能控制；但该方案仍然需要频繁启用地源热泵机组，成本较高，节能性不理想，而且本系统只能是利用地源热泵系统工作，对可利用的能源存在单一性，功能单一。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，能将太阳能转化为热能，节能效果好，环保且系统工作稳定的综合利用太阳能和地热能的空调系统。

为达到上述目的，本实用新型采用了下列技术方案：包括地源侧换热机构、地源热泵机组和空调终端机构，其特征在于，本空调系统还包括保温蓄水池，所述的保温蓄水池和地源热泵机组并联在空调终端机构与地源侧换热机构之间，所述的保温蓄水池上还连接有太阳能集热子系统和用于检测保温蓄水池水温的温度传感器，所述的地源侧换热机构、地源热泵机组、太阳能集热子系统和温度传感器分别与控制电路相连，当处于制热工况且温度传感器检测到的水温不小于设定值时控制电路能控制太阳能集热子系统优先通过保温蓄水池向空调终端机构供热。

在上述的综合利用太阳能和地热能的空调系统中，所述的设定值为45℃。

由于设置了太阳能集热子系统和保温蓄水池，作为优选方案，这里的保温蓄水池4为可容纳3～5吨水的水池；太阳能集热子系统将太阳能吸收，使得太阳能集热子系统内部的水温上升，通过保温蓄水池将热量收集，将太阳能转化为热能输送至空调终端机构，经济性好，而且太阳能具有清洁、取之不竭等优点，环保且节能效果好，实现节能调节。

在上述的综合利用太阳能和地热能的空调系统中，所述的保温蓄水池通过第一电控循环管路连接在太阳能集热子系统上，地源热泵机组通过第二电控循环管路连接在地源侧换热机构上，保温蓄水池通过第三电控循环管路连接在第二电控循环管路上，地源热泵机组通过第四电控循环管路连接在空调终端机构上，保温蓄水池通过第五电控循环管路连接空调终端机构上，第一电控循环管路、第二电控循环管路、第三电控循环管路、第四电控循环管路和第五电控循环管路分别与控制电路相连。控制简单方便。

在上述的综合利用太阳能和地热能的空调系统中，所述的空调终端机构包括负荷侧分水器和负荷侧集水器，在负荷侧分水器和负荷侧集水器之间并联设置有若干制冷/热终端。

在上述的综合利用太阳能和地热能的空调系统中，所述的负荷侧集水器上连接有第一膨胀水箱。进一步增强了系统工作的稳定性。

在上述的综合利用太阳能和地热能的空调系统中，所述的第一电控循环管路上设有第二膨胀水箱。进一步增强了系统工作的稳定性。

在上述的综合利用太阳能和地热能的空调系统中，所述的地源侧换热机构上设有第三膨胀水箱。进一步增强了系统工作的稳定性。

与现有的技术相比，本综合利用太阳能和地热能的空调系统的优点在于：1、设计合理。2、由于设置了太阳能集热子系统和保温蓄水池，太阳能集热子系统将太阳能吸收，使得太阳能集热子系统内部的水温上升，通过保温蓄水池将热量收集，将太阳能转化为热能输送至空调终端机构，经济性好，而且太阳能具有清洁、取之不竭等优点，环保且节能效果好，实现节能调节。3、控制简单方便。4、工作稳定性好。

附图说明

图1是本实用新型提供的结构示意图。

图2是本实用新型提供的工作原理结构示意图。

图中，地源侧换热机构1、地源热泵机组2、空调终端机构3、保温蓄水池4、太阳能集热子系统5、温度传感器6、控制电路7、第一电控循环管路41、第二电控循环管路21、第三电控循环管路42、第四电控循环管路22、第五电控循环管路43、负荷侧分水器3a、负荷侧集水器3b、制冷/热终端3c、第一膨胀水箱3d、第二膨胀水箱41a、第三膨胀水箱11。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

如图1-2所示，本综合利用太阳能和地热能的空调系统，包括地源侧换热机构1、地源热泵机组2和空调终端机构3，本空调系统还包括保温蓄水池4，所述的保温蓄水池4和地源热泵机组2并联在空调终端机构3与地源侧换热机构1之间，在保温蓄水池4上还连接有太阳能集热子系统5和用于检测保温蓄水池4水温的温度传感器6，所述的地源侧换热机构1、地源热泵机组2、太阳能集热子系统5和温度传感器6分别与控制电路7相连；保温蓄水池4通过第一电控循环管路41连接在太阳能集热子系统5上，保温蓄水池4通过第五电控循环管路43连接空调终端机构3上，第一电控循环管路41和第五电控循环管路43分别与控制电路7相连。作为优选方案，这里的保温蓄水池4为可容纳4吨水的水池。

本实施例的工作方式如下：太阳能集热子系统5将太阳能吸收，使得太阳能集热子系统5内部的水温上升，通过第一电控循环管路41将热量收集到保温蓄水池4，当处于制热工况且温度传感器6检测到的水温为47℃时，控制电路7控制第五电控循环管路43将保温蓄水池4的热量输送至空调终端机构3供热，即完成制热；经济性好，而且太阳能具有清洁、取之不竭等优点，环保且节能效果好，实现节能调节。

进一步的，地源热泵机组2通过第二电控循环管路21连接在地源侧换热机构1上，保温蓄水池4通过第三电控循环管路42连接在第二电控循环管路21上，地源热泵机组2通过第四电控循环管路22连接在空调终端机构3上；具体的，如图2所示，第二电控循环管路21、第三电控循环管路42和第四电控循环管路22分别与控制电路7相连。

本实施例还包括如下几种工作方式：

第二工作方式，当处于制热工况时，太阳能集热子系统5提供热量给保温蓄水池4，控制电路7分别与第二电控循环管路21、第三电控循环管路42、地源热泵机组2和第四电控循环管路22相连，当温度传感器6检测的保温蓄水池4水温低于30摄氏度(例如25℃)时，控制电路7将保温蓄水池4的热量通过第三电控循环管路42输送至第二电控循环管路21中，将太阳能集热子系统5提供的热量和地源侧换热机构1的热量综合后通过第四电控循环管路22输送至制冷/热终端3，将太阳能转化为热能补偿给地热源，即完成制热。

第三工作方式，当处于制热工况时，太阳能集热子系统5提供热量给保温蓄水池4，当温度传感器6检测的保温蓄水池4水温低于10℃时，控制电路7分别控制第二电控循环管路21、第四电控循环管路22和地源热泵机组2，直接将地源侧换热机构1吸收的热量通过地源热泵机组2输送至制冷/热终端3，即完成制热。

第四工作方式，当处于制冷工况时，控制电路7分别控制第二电控循环管路21、第四电控循环管路22和地源热泵机组2，直接将地源侧换热机构1排放的热量通过地源热泵机组2输送至制冷/热终端3，即完成制冷。

更进一步地说，如图1-2所示，空调终端机构3包括负荷侧分水器3a和负荷侧集水器3b，在负荷侧分水器3a和负荷侧集水器3b之间并联设置有若干制冷/热终端3c；在负荷侧集水器3b上连接有第一膨胀水箱3d；在第一电控循环管路41上设有第二膨胀水箱41a；在地源侧换热机构1上设有第三膨胀水箱11。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了地源侧换热机构1、地源热泵机组2、空调终端机构3、保温蓄水池4、太阳能集热子系统5、温度传感器6、控制电路7、第一电控循环管路41、第二电控循环管路21、第三电控循环管路42、第四电控循环管路22、第五电控循环管路43、负荷侧分水器3a、负荷侧集水器3b、制冷/热终端3c、第一膨胀水箱3d、第二膨胀水箱41a、第三膨胀水箱11等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

Claims (7)

1.一种综合利用太阳能和地热能的空调系统，包括地源侧换热机构(1)、地源热泵机组(2)和空调终端机构(3)，其特征在于，本空调系统还包括保温蓄水池(4)，所述的保温蓄水池(4)和地源热泵机组(2)并联在空调终端机构(3)与地源侧换热机构(1)之间，所述的保温蓄水池(4)上还连接有太阳能集热子系统(5)和用于检测保温蓄水池(4)水温的温度传感器(6)，所述的地源侧换热机构(1)、地源热泵机组(2)、太阳能集热子系统(5)和温度传感器(6)分别与控制电路(7)相连，当处于制热工况且温度传感器(6)检测到的水温不小于设定值时控制电路(7)能控制太阳能集热子系统(5)优先通过保温蓄水池(4)向空调终端机构(3)供热。

2.根据权利要求1所述的综合利用太阳能和地热能的空调系统，其特征在于，所述的设定值为45℃。

3.根据权利要求1所述的综合利用太阳能和地热能的空调系统，其特征在于，所述的保温蓄水池(4)通过第一电控循环管路(41)连接在太阳能集热子系统(5)上，地源热泵机组(2)通过第二电控循环管路(21)连接在地源侧换热机构(1)上，保温蓄水池(4)通过第三电控循环管路(42)连接在第二电控循环管路(21)上，地源热泵机组(2)通过第四电控循环管路(22)连接在空调终端机构(3)上，保温蓄水池(4)通过第五电控循环管路(43)连接空调终端机构(3)上，第一电控循环管路(41)、第二电控循环管路(21)、第三电控循环管路(42)、第四电控循环管路(22)和第五电控循环管路(43)分别与控制电路(7)相连。

4.根据权利要求1或2或3所述的综合利用太阳能和地热能的空调系统，其特征在于，所述的空调终端机构(3)包括负荷侧分水器(3a)和负荷侧集水器(3b)，在负荷侧分水器(3a)和负荷侧集水器(3b)之间并联设置有若干制冷/热终端(3c)。

5.根据权利要求4所述的综合利用太阳能和地热能的空调系统，其特征在于，所述的负荷侧集水器(3b)上连接有第一膨胀水箱(3d)。

6.根据权利要求3所述的综合利用太阳能和地热能的空调系统，其特征在于，所述的第一电控循环管路(41)上设有第二膨胀水箱(41a)。

7.根据权利要求4所述的综合利用太阳能和地热能的空调系统，其特征在于，所述的地源侧换热机构(1)上设有第三膨胀水箱(11)。

Images