CN203131962U - 一种太阳能地源采暖装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种太阳能地源采暖装置，包括太阳能集热器、水箱、换热器、地源热泵机组和控制器；地源热泵机组设置有第一供热循环管道，水箱设置有第二、第三供热循环管道；换热器装设在第一、第三供热循环管道上，太阳能集热器装设在第二供热循环管道上，室内暖气片装设在第一供热循环管道上；第一供热循环管道上设置有第一水泵，第三供热循环管道上设置有第三水泵，水箱上设置温度采集装置，控制器连接温度采集装置、第一水泵和第三水泵。本实用新型通过控制器根据温度采集装置采集的温度数据来控制第一、第三水泵的工作状态，在太阳能充足时由太阳能集热器供暖，在太阳能不足时由地源热泵机组供暖，从而为地源热泵采暖节省了大量的电能。

Description

一种太阳能地源采暖装置
技术领域
本实用新型涉及采暖供暖技术领域，特别涉及一种太阳能地源采暖装置。
背景技术
目前的采暖有烧煤将高温水送到每户循环、还有一种方式通过地源热泵将地表以下的热量提取后送到每户循环，这两种方式均可实现冬季采暖，适合北方地区供暖。
地源热泵采暖是将地下浅层地热能量通过循环介质吸收热量，再通过热泵将热量转化成可采暖的温度加热冷水，热水通过循环泵送到各户的采暖片循环散热。
地源热泵采暖的特点包括：1、符合人体生理取暖的舒适要求，让暖从脚下起，人们会感到更温暖，更舒适；2、节约室内面积和空间，可省去安装暖气片和暖气管道所占的空间，增加使用面积2%～3%；3、可使室内采暖温度均匀，采用地暖后室温由下而上均匀分布，空气对流减弱，水分散失减少，克服了散热器采暖给人带来了口干舌燥等不足；4、热源选择比较广泛，可以利用地下热水、工业余热、供热管网、家用供热源等；5、节能省钱，地源热泵采暖与其他采暖方式相比，节能幅度大约是20%，如果采用分区温控装置，节能幅度可以达到40%；6、增加地面厚度，且加气（泡沫）混凝土具有良好的吸音作用，因而具有良好的楼层隔音效果。
但是，地源热泵采暖需要的热量非常大，将地热的低温提取变成中温（35-45℃）热水，需要多台大功率热泵压缩机组才能实现，虽然比直接烧热水循环节能，但耗电量依然很大。
有鉴于此，本实用新型提供一种太阳能地源采暖装置。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种太阳能地源采暖装置，以解决现有技术单独由地源热泵供电，导致耗电量大的问题。
为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：
一种太阳能地源采暖装置，用于给室内暖气片供热，其包括太阳能集热器、水箱、换热器、地源热泵机组和控制器；
所述地源热泵机组设置有第一供热循环管道，所述水箱设置有第二供热循环管道和第三供热循环管道；所述换热器装设在第一供热循环管道和第三供热循环管道上，所述太阳能集热器装设在第二供热循环管道上，室内暖气片装设在第一供热循环管道上；其中：
所述第一供热循环管道上设置有第一水泵，第二供热循环管道上设置有第二水泵，第三供热循环管道上设置有第三水泵，所述水箱上设置温度采集装置，所述温度采集装置连接控制器，所述控制器连接所述第一水泵、第二水泵和第三水泵。
所述的太阳能地源采暖装置中，所述地源热泵机组中设置有压缩机，所述压缩机连接所述控制器。
所述的太阳能地源采暖装置中，所述压缩机至少为两个。
所述的太阳能地源采暖装置中，所述水箱中设置有液位感应器，所述液位感应器连接所述控制器。
所述的太阳能地源采暖装置中，温度采集装置为温度传感器。
所述的太阳能地源采暖装置中，所述水箱为保温水箱。
相较于现有技术，本实用新型提供的太阳能地源采暖装置，包括太阳能集热器、水箱、换热器、地源热泵机组、第一供热循环管道、第二供热循环管道、第三供热循环管道和控制器，在第一供热循环管道上设置有第一水泵，第二供热循环管道上设置有第二水泵，第三供热循环管道上设置有第三水泵，所述水箱上设置温度采集装置，温度采集装置连接控制器，所述控制器连接所述第一水泵、第二水泵和第三水泵，通过控制器根据温度采集装置采集的温度数据来控制第一水泵、第二水泵和第三水泵的工作状态，在太阳能充足时由太阳能集热器供暖，在太阳能不够充足时由地源热泵机组供暖，从而为地源热泵采暖节省了大量的电能。
附图说明
图1为本实用新型太阳能地源采暖装置的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供的太阳能地源采暖装置利用太阳能补充热源、尽量减少地源热泵采暖的用电，在对本实用新型的技术方案进行描述之前，先对太阳能集热器、地源热泵和换热器进行介绍：
在太阳能的热利用中，关键是将太阳的辐射能转换为热能。由于太阳能比较分散，必须设法把它集中起来。太阳能集热器是吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热介质的装置，因此太阳能集热器是组成各种太阳能热利用系统的关键部件。
地源热泵是一种利用浅层地热资源（也称地能，包括地下水、土壤或地表水等）的既可供热又可制冷的高效节能空调设备。地源热泵通过输入少量的高品位能源（如电能），实现由低温位热能向高温位热能转移。地能分别在冬季作为热泵供热的热源和夏季制冷的冷源，即在冬季，把地能中的热量取出来，提高温度后，供给室内采暖；夏季，把室内的热量取出来，释放到地能中去。
换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体，使流体温度达到工艺流程规定的指标的热量交换设备，又称热交换器。换热器作为传热设备被广泛用于锅炉暖通领域。
为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型提供的太阳能地源采暖装置，用于给室内暖气片11供热，通过加热室内暖气片11供室内采暖。请参阅图1，其包括太阳能集热器101、水箱102、换热器103、地源热泵机组104和控制器107。所述水箱102为保温水箱，能使太阳能集热器101转换的热量能持久保温，所述换热器103为板式换热器。
所述地源热泵机组104设置有第一供热循环管道105，水箱102设置有第二供热循环管道109和第三供热循环管道106。所述换热器103为能量交换中心，其装设在第一供热循环管道105和第三供热循环管道106上，可将第三供热循环管道106传递到第一供热循环管道105，最终传递给室内暖气片11。所述太阳能集热器101装设在第二供热循环管道109上，室内暖气片11装设在第一供热循环管道105上。
其中，所述第一供热循环管道105上设置有第一水泵151，第二供热循环管道109上设置有第二水泵191，第三供热循环管道106上设置有第三水泵161，所述第一供热循环管道105、第二供热循环管道109、第三供热循环管道106中的水的流向如图中的实线箭头所示。所述水箱102上设置温度采集装置108。所述温度采集装置108为温度传感器，可实时检测水箱102的水温。
所述温度采集装置108连接控制器107，所述控制器107连接所述第一水泵151、第二水泵191和第三水泵161，分别控制这三个水泵的开启与关闭。
具体实施时，先通过温度采集装置108获取水箱102中的水温，并实时反馈给控制器107，控制器107根据水温数据来控制是开启第一水泵151由地源热泵机组104给室内暖气片11供暖，还是开启第三水泵161由太阳能集热器101给室内暖气片11供暖，并且在第一水泵151开启时，关闭第三水泵161，在第三水泵161开启时，要根据实际情况决定是否需要关闭第一水泵151。控制器107还根据温度采集装置108反馈的水温数据来控制是开启第二水泵191的启闭。
请继续参阅图1，本实用新型实施例中，所述地源热泵机组104中设置有至少一压缩机141，所述压缩机141连接所述控制器107。本实施例中，所述压缩机141至少为两个。
在温度采集装置108采集水箱102中的水温度不够高（如50℃-60℃）时，控制器107控制第三水泵161开启，由太阳能集热器101给室内暖气片11供暖（其暖气流向如图1中的弧形虚线箭头所示），但此时太阳能集热器101提供的温度可能不够，控制器107可控制第一水泵151也开启，并关闭地源热泵机组104中的部分压缩机141，由地源热泵机组104共同供暖（其暖气流向如图1中的直线虚线箭头所示），实现在供热温度达到要求的同时，节省了电能。
在温度采集装置108采集水箱102的温度较高时（如高于65℃），此时控制器107可控制第三水泵161开启，关闭第一水泵151和全部压缩机141，单独由太阳能集热器101供暖，从而能够大量节省电能。
当温度采集装置108采集水箱102的温度较低时（如低于50℃），此时控制器107开启第一水泵151和全部压缩机141，关闭第三水泵161，单独由地源热泵机组104给室内暖气片11供热。
可见，本实用新型采用了太阳能与地源热泵综合供暖的方式，在太阳能充足时，单独由太阳能集热器供热，在太阳能不够充足时由太阳能集热器和地源热泵共同供热，在太阳能不足时，单独由地源热泵供热的方式，为地源采暖节省了大量的电能。
进一步的，所述水箱102中设置有液位感应器（图中未标示出），所述液位感应器连接所述控制器107，在水箱102中的水位较低时，液位感应器将水位信号反馈给控制器107，由控制器107提醒工作人员往水箱102中加水，防止了由于水份蒸发导致水箱102中的加热器干烧。
综上所述，本实用新型通过控制器根据温度采集装置采集的温度数据来控制第一水泵、第二水泵、第三水泵和压缩机的工作状态，在太阳能充足时由太阳能集热器供暖，在太阳能不够充足时由太阳能集热器和地源热泵机组共同供暖，在太阳能不足时由地源热泵机组供暖，从而为地源采暖节省了大量的电能。
可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种太阳能地源采暖装置，用于给室内暖气片供热，其特征在于，包括太阳能集热器、水箱、换热器、地源热泵机组和控制器；
所述地源热泵机组设置有第一供热循环管道，所述水箱设置有第二供热循环管道和第三供热循环管道；所述换热器装设在第一供热循环管道和第三供热循环管道上，所述太阳能集热器装设在第二供热循环管道上，室内暖气片装设在第一供热循环管道上；其中：
所述第一供热循环管道上设置有第一水泵，第二供热循环管道上设置有第二水泵，第三供热循环管道上设置有第三水泵，所述水箱上设置温度采集装置，所述温度采集装置连接控制器，所述控制器连接所述第一水泵、第二水泵和第三水泵。
2.根据权利要求1所述的太阳能地源采暖装置，其特征在于，所述地源热泵机组中设置有压缩机，所述压缩机连接所述控制器。
3.根据权利要求2所述的太阳能地源采暖装置，其特征在于，所述压缩机至少为两个。
4.根据权利要求1所述的太阳能地源采暖装置，其特征在于，所述水箱中设置有液位感应器，所述液位感应器连接所述控制器。
5.根据权利要求1所述的太阳能地源采暖装置，其特征在于，温度采集装置为温度传感器。
6.根据权利要求1所述的太阳能地源采暖装置，其特征在于，所述水箱为保温水箱。
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