CN203718910U - 太阳能采暖系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能采暖系统，包括第一地热井和第二地热井，第一、二地热井之间通过土层相隔离，第二地热井内的热量能够传递到第一地热井内，第一地热井通过第一出水管道连接采暖器一端，另一端通过第一进水管道连接第一地热井，第一出水管道与第一进水管道上设有地源热泵，并在第二地热井通过第二出水管道连接太阳能集热器一端，太阳能集热器另一端通过第二进水管道连接第二地热井，第一出水管道一端伸入第一地热井内，并与第一进水管道相连，第二出水管道一端伸入第二地热井内，并与第二进水管道相连。本实用新型提高太阳能集热系统的效率和利用率，解决了太阳能集热器在非采暖季过热的问题，提高了地源热泵的使用寿命及效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能利用领域，具体涉及一种太阳能采暖系统。
背景技术
现在的太阳能采暖多采用冬季太阳能集热器直接加热采暖水箱，并在达到设定温度后即时使用，配合空气源热泵或其他热源的方式。这样的方式往往使得在供暖季太阳能提供的热量严重不足。还存在北方冬季空气源热泵能效比低，运行费用高，可靠性差等问题。同时还造成太阳能在非采暖季的浪费以及过热等问题。此外现在也有纯粹采用地源热泵的采暖方式，但这种方式的缺点在于，地热井的热量资源逐年减少，用不了四五年，地源热泵的地热井就无法再提供足够的热量了，整个系统也就报废了。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，为了解决现有技术的问题，提供一种提高太阳能集热系统的效率，热源稳定的太阳能采暖系统。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种太阳能采暖系统，包括第一地热井和第二地热井，所述第一地热井和所述第二地热井之间通过土层相隔离，所述第二地热井内的热量能够传递到所述第一地热井内，所述第一地热井通过第一出水管道连接采暖器一端，所述采暖器另一端通过第一进水管道连接第一地热井，所述第一出水管道与所述第一进水管道上设有地源热泵并在所述第二地热井通过第二出水管道连接太阳能集热器一端，所述太阳能集热器另一端通过第二进水管道连接第二地热井，所述第一出水管道一端伸入所述第一地热井内，并与所述第一进水管道相连，所述第二出水管道一端伸入所述第二地热井内，并与所述第二进水管道相连。所述第二出水管道连接缓冲水箱的第一进口，所述缓冲水箱的第一出口连接太阳能集热器的一端，所述太阳能集热器的另一端连接所述缓冲水箱的第二进口，所述缓冲水箱的第二出口通过第二进水管道连接第二地热井，所述缓冲水箱的第一出口与所述太阳能集热器连接的管道上设有第一水泵，所述第二进水管道上设有第二水泵。
所述第二地热井内设有U型管，所述U型管的一开口通过第一换向阀连接第一出水管，另一开口通过第二换向阀连接所述第一进水管道。
所述第二出水管道连接缓冲水箱的第一进口，所述缓冲水箱的第一出口连接太阳能集热器的一端，所述太阳能集热器的另一端连接所述缓冲水箱的第二进口，所述缓冲水箱的第二出口通过第二进水管道连接第二地热井，所述缓冲水箱的第一出口与所述太阳能集热器连接的管道上设有第一水泵，所述第二进水管道上设有第二水泵。
所述第一出水管道上设有第三水泵，所述第一出水管道连接第一换热器的热水进口，所述第一换热器的热水出口连接地源热泵的第一进口，所述地源热泵的第一出口连接第二换热器的热水进口，所述第二换热器的热水出口通过第三出水管道连接采暖器一端，所述采暖器另一端通过第三进水管道连接第二换热器的冷水进口，所述第二换热器的冷水出口连接所述地源热泵的第二进口，所述地源热泵的第二出口连接第一换热器的冷水进口，所述第一换热器的冷水出口通过第一进水管道连接第一地热井，所述第三出水管道上设有第四水泵。
进一步，还包括供热水箱，所述供热水箱内设有第三换热器，所述第三出水管道连接第三换热器一端，所述第三换热器另一端通过第四出水管道连接所述采暖器一端。
所述第三进水管道与所述第四出水管道之间通过切换阀相连接。
所述第二进水管道通过阀门连接第三换热器。
所述第一换热器和第二换热器均为间壁式换热器；或／和，所述第三换热器为换热盘管。
所述供热水箱连接自来水管。
所述第三进水管道和第一进水管道连接膨胀罐。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型提高太阳能集热系统的效率和利用率，解决了太阳能集热器在非采暖季过热的问题，将非采暖季的热量储存在地热井中，地源热泵从地下吸收热量，供给用户使用，同时太阳能不断向地下输送热量，以补充被地源热泵提取出去的热量，不但可以保证地下热量不减少，有效提高了地源热泵的使用寿命，还可以提高土壤层的温度，从而进一步提高热泵的效率，更节能。
本实用新型充分利用了地热井把太阳能在非采暖季产生的热量存起来以备在冬季使用，同时系统采用地源热泵做为主加热器，更节能、可靠。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的太阳能采暖系统的结构示意图。
附图标记：
1-第一地热井；2-太阳能集热器；3-采暖器；4-第一出水管道；5-第一进水管道；6-地源热泵；7-第二出水管道；8-第二进水管道；9-缓冲水箱；10-第一换热器；11-第二换热器；12-第三出水管道；13-第三进水管道；14-供热水箱；15-第三换热器；16-自来水管；17-第四出水管道；18-切换阀；19-膨胀罐；20-第二地热井；21-第一水泵；22-第二水泵；23-第三水泵；24-第四水泵；25-U型管；26-第一换向阀；27-第二换向阀。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。
参见图1，一种太阳能采暖系统，包括第一地热井1和第二地热井20，第一地热井1和第二地热井20之间通过土层相隔离，第二地热井20内的热量能够传递到第一地热井1内，第一地热井1通过第一出水管道4连接采暖器3一端，采暖器3另一端通过第一进水管道5连接第一地热井1，第一出水管道4与第一进水管道5上设有地源热泵6，第二地热井2通过第二出水管道7连接太阳能集热器2一端，太阳能集热器2另一端通过第二进水管道8连接第二地热井20，第一出水管道4一端伸入第一地热井1内，并与第一进水管道5相连，第二出水管道7一端伸入第二地热井20内，并与第二进水管道8相连。
本实用新型采用带有双管道的地热井，用于储存和释放热量，其中一条管道将太阳能所产生的热量输送到一个地热井内，另一条管道从另一个地热井内提取热量。太阳能集热系统在非采暖季收集的热量通过一条管道储存在一个地热井中，从而提高土壤的温度，再传递给另一个地热井，保证另一个地热井用于采暖时得热源稳定，也提供了太阳能的整个效率。
优选的，第二地热井20内设有U型管25，U型管25的一开口通过第一换向阀26连接第一出水管道4，另一开口通过第二换向阀27连接第一进水管道5。
本实用新型第一地热井内第一出水管道与第一进水管道形成一U型管，第二地热井内设有双U型管，其中第二出水管道与第二进水管道形成一U型管。在采暖季地源热泵取热管道除了从土壤中取热还与太阳能集热系统储热管道直接换热，保证了整个太阳能采暖系统的可靠稳定运行。本实用新型中第一、二地热井通过第一出水管道连接采暖器一端，所述采暖器另一端通过第一进水管道连接第一、二地热井，通过在第二地热井中再设置一U型管，及设置第一换向阀和第二换向阀，可以使用地热井交替使用，使其间歇性工作，有利于提高地源热泵的工作效率。
优选的，第二出水管道9连接缓冲水箱9的第一进口，缓冲水箱9的第一出口连接太阳能集热器2的一端，太阳能集热器2的另一端连接缓冲水箱9的第二进口，缓冲水箱9的第二出口通过第二进水管道8连接第二地热井20，缓冲水箱9的第一出口与太阳能集热器2连接的管道上设有第一水泵21，第二进水管道8上设有第二水泵22。
太阳能集热器将吸收的热量输送到缓冲水箱内，缓冲水箱向第二地热井输送热量并储存于井内与周围的土壤中，输送到太阳能集热器的水及回水均靠第一水泵和第二水泵来实现循环，从而实现非承压的太阳能系统向地热井的热量传输。缓冲水箱解决了太阳能集热系统是非承压的问题，以及热胀冷缩的问题。
优选的，第一出水管道4上设有第三水泵23，第一出水管道4连接第一换热器10的热水进口，第一换热器10的热水出口连接地源热泵6的第一进口，地源热泵6的第一出口连接第二换热器11的热水进口，第二换热器11的热水出口通过第三出水管道12连接采暖器3一端，采暖器3另一端通过第三进水管道13连接第二换热器11的冷水进口，第二换热器11的冷水出口连接地源热泵6的第二进口，地源热泵6的第二出口连接第一换热器10的冷水进口，第一换热器10的冷水出口通过第一进水管道5连接第一地热井1，第三出水管道12上设有第四水泵24。优选的，第一换热器10和第二换热器11均为间壁式换热器。
通过设置两级间壁式换热器，可以将热量调整到所需的范围。
本实用新型还包括供热水箱14，供热水箱14内设有第三换热器15，第三出水管道12连接第三换热器15一端，第三换热器15另一端通过第四出水管道17连接采暖器2一端。优选的，第三换热器15为换热盘管。供热水箱14连接自来水管16，通过自来水管16给供热水箱14内补充冷水。
本实用新型在采暖的同时，还可以通过供热水箱为生活提供热水。热水和采暖所需的热量均从地热井内取热再经过地源热泵升温获得。
优选的，第三进水管道13与第四出水管道17之间通过切换阀18相连接。
切换阀为一种热水水路切换阀，通过开启“热水水路切换阀”，短时间切断采暖供应，使得地源热泵可以提供更高的温度满足供热水箱的升温，再关闭该切换阀后，即可自动满足低温地板采暖的温度要求。
优选的，第二进水管道8通过阀门连接第三换热器15。
本实用新型的太阳能集热系统在向地热井内供热时，当水温较高时也可以通过内置或外置的换热器直接向供热水箱内输送热量，直接加供热水箱内的水达到使用温度，也可以实现很好的效果，通过阀门控制是否直接使用太阳能集热器内的热水供热。
优选的，第三进水管道13和第一进水管道5连接膨胀罐19，以解决热胀冷缩的问题。
本实用新型充分利用了地热井把太阳能在非采暖季产生的热量存起来以备在冬季使用，同时系统采用地源热泵作为主加热器，更节能、可靠。
根据采暖需求设置太阳能集热系统和地源热泵，并根据地源热泵所需热源打一眼或几眼地热井。实施时地热井内放置两条管道，其中一条管道供地源热泵提取地下热量，另外一条管道供太阳能所吸收的热量向地热井内输送并储存使用。太阳能集热系统一年四季都进行工作，把所吸收的热量输送到缓冲水箱内。缓冲水箱向地热井输送热量并储存于井内与周围的土壤中。在非采暖季，地源热泵从地热井内提取热量，加热供热水箱以达到生活用水的使用要求。提高了太阳能集热系统的效率和利用率，解决了太阳能集热器在非采暖季过热的问题，将非采暖季的热量储存在地热井中，弥补了地热井内热量释放时带来的土壤温度的下降，使得整个采暖系统有效得热量大为提高、同时更可靠、更节能。在采暖季，系统通过地源热泵将地热井内的热量提取出来升温后流经供热水箱所配备的换热器再到采暖器，满足热水和采暖的需要。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种太阳能采暖系统，其特征在于，包括第一地热井和第二地热井，所述第一地热井和所述第二地热井之间通过土层相隔离，所述第二地热井内的热量能够传递到所述第一地热井内，所述第一地热井通过第一出水管道连接采暖器一端，所述采暖器另一端通过第一进水管道连接第一地热井，所述第一出水管道与所述第一进水管道上设有地源热泵并在所述第二地热井通过第二出水管道连接太阳能集热器一端，所述太阳能集热器另一端通过第二进水管道连接第二地热井，所述第一出水管道一端伸入所述第一地热井内，并与所述第一进水管道相连，所述第二出水管道一端伸入所述第二地热井内，并与所述第二进水管道相连。
2.根据权利要求1所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述第二地热井内设有U型管，所述U型管的一开口通过第一换向阀连接第一出水管，另一开口通过第二换向阀连接所述第一进水管道。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述第二出水管道连接缓冲水箱的第一进口，所述缓冲水箱的第一出口连接太阳能集热器的一端，所述太阳能集热器的另一端连接所述缓冲水箱的第二进口，所述缓冲水箱的第二出口通过第二进水管道连接第二地热井，所述缓冲水箱的第一出口与所述太阳能集热器连接的管道上设有第一水泵，所述第二进水管道上设有第二水泵。
4.根据权利要求3所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述第一出水管道上设有第三水泵，所述第一出水管道连接第一换热器的热水进口，所述第一换热器的热水出口连接地源热泵的第一进口，所述地源热泵的第一出口连接第二换热器的热水进口，所述第二换热器的热水出口通过第三出水管道连接采暖器一端，所述采暖器另一端通过第三进水管道连接第二换热器的冷水进口，所述第二换热器的冷水出口连接所述地源热泵的第二进口，所述地源热泵的第二出口连接第一换热器的冷水进口，所述第一换热器的冷水出口通过第一进水管道连接第一地热井，所述第三出水管道上设有第四水泵。
5.根据权利要求4所述的太阳能采暖系统，其特征在于，还包括供热水箱，所述供热水箱内设有第三换热器，所述第三出水管道连接第三换热器一端，所述第三换热器另一端通过第四出水管道连接所述采暖器一端。
6.根据权利要求5所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述第三进水管道与所述第四出水管道之间通过切换阀相连接。
7.根据权利要求5所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述第二进水管 道通过阀门连接第三换热器。
8.根据权利要求5所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述第一换热器和第二换热器均为间壁式换热器；或／和，所述第三换热器为换热盘管。
9.根据权利要求7所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述供热水箱连接自来水管。
10.根据权利要求4所述的太阳能采暖系统，其特征在于，所述第三进水管道和第一进水管道连接膨胀罐。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111678184A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-09-18 | 内蒙古星空能源发展有限公司 | 一种储能型地热可再生能源冬季采暖系统及方法 |
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- 2013-11-15 CN CN201320722991.5U patent/CN203718910U/zh active Active
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