CN204154030U - 一种带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统，带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统，包括自动定位太阳能发电装置、机组电源控制器、地源热泵地埋管、土壤蓄能装置、地源热泵主机、地暖盘管、洁净风机盘管和蓄能热水罐，所述自动定位太阳能发电装置包括支撑架、安装在支撑架上的太阳能板、控制器和蓄电池组，太阳能电板为整个地源热泵系统提供电能，节能空调机房，水力平衡分配器和蓄能热水罐能实现了地源热泵主机系统中地暖、空调、生活热水、厨房燃气一体化安装并减少漏水隐患，蓄能热水罐和土壤蓄能装置的设置解决了土壤热不平衡的问题，避免了土壤温度失衡，保护了周围生态环境。

Description

一种带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统

技术领域

    本实用新型涉及一种新能源利用，具体是一种带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统。

背景技术

地源热泵技术属可再生能源利用技术，由于地源热泵是利用了地球表面浅层地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供暖空调系统。地表浅层地热资源可以称之为地能，是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低温位热能。地表浅层是一个巨大的太阳能集热器，收集了47%的太阳能量，比人类每年利用能量的500倍还多。地源热泵系统运行时，不消耗水也不污染水，不需要锅炉，不需要冷却塔，也不需要堆放燃料废物的场地，环保效益显著。地源热泵系统可供暖、空调制冷，还可提供生活热水，一机多用，一套系统可以替换原来的锅炉加空调的两套装置或系统，适合于别墅住宅的采暖、空调，目前地源热泵的技术存在的最大不足是“土壤热不平衡”的问题，南方地区以供冷为主，常年向地下注入热量；而北方地区冬季供暖需求大，从土壤中大量吸热，长年运行后将导致土壤温度失衡，影响周围生态。随着人们的生活水平的提高，改善和完善地源热泵系统，使其更适合别墅住宅，并利于家庭实用性和经济性成为需要解决的问题。

地源热泵机组的电力消耗，与空气源热泵相比也可以减少40%以上；与电供暖相比可以减少70%以上。太阳能作为一种可再生的绿色环保的能源，地源热泵系统采用太阳能供电使用十分广泛，但在太阳能利用系统中，太阳能板的安装方向直接影响着太阳能的利用率，目前太阳能板的安装方向一般是根据当地的口照情况进行固定安装，绝大部分时间太阳光线与太阳能板的向光面并不垂直，不能转动跟踪太阳，当太阳光入射角改变的时候采集率也随之改变，太阳能的利用和转换率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统，带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统，包括自动定位太阳能发电装置、机组电源控制器、地源热泵地埋管、土壤蓄能装置、地源热泵主机、地暖盘管、洁净风机盘管和蓄能热水罐，所述自动定位太阳能发电装置包括支撑架、安装在支撑架上的太阳能板、控制器和蓄电池组，所述支撑架包括底座、竖直连接在底架中心位置的支撑杆、安装在支撑杆上的U形架，所述支撑杆上端设有支撑盘，所述支撑盘内固定安装有第一旋转电机，所述U形架下端中间位置设有向下的连接柱，所述连接柱上套接有端面轴承，所述端面轴承连接支撑盘和U形架，所述第一旋转电机的输出轴与连接柱连接传动，所述太阳能板上固定连接旋转轴，所述旋转轴两端分别通过转动轴承连接在U形架的两端侧臂上，所述U形架上安装有第二旋转电机，所述第二旋转电机的输出轴连接旋转轴的一端，所述太阳能板上垂直连接第一太阳能发电板和第二太阳能发电板，所述第一太阳能发电板和第二太阳能发电板分别设置在太阳能板的两长度方向的边缘位置，且第一太阳能发电板和第二太阳能发电板相互垂直，所述蓄电池组由多个蓄电池串联组成，所述蓄电池组通过导线与控制器连接，所述控制器与太阳能板连接，所述蓄电池组通过导线与机组电源控制器连接，所述机组电源控制器连接有辅助电源，所述机组电源控制器与地源热泵主机连接，所述地源热泵地埋管通过管路与地源热泵主机连接，所述土壤蓄能装置与地源热泵主机连通，所述地源热泵主机上设有节能空调机房，所述节能空调机房连接水力平衡分配器和蓄能热水罐，所述水力平衡器连接地暖盘管和洁净风机盘管，所述蓄能热水罐上设有生活热水管道，所述蓄能热水罐上连接自来水管道。

作为本实用新型进一步的方案：所述太阳能板、第一太阳能发电板和第二太阳能发电板均呈矩形结构。

作为本实用新型再进一步的方案：所述第一太阳能发电板的正面和背面均设有一块太阳能发电板，两块太阳能发电板用于接收太阳能的外表面都和转轴的轴线平行并垂直太阳能板的上表面。

作为本实用新型再进一步的方案：所述第二太阳能发电板的正面和背面均设有一块太阳能发电板，两块太阳能发电板用于接收太阳能的外表面都和转轴的轴线垂直并垂直太阳能板的上表面。

作为本实用新型再进一步的方案：所述第一太阳能发电板与第一旋转电机电连接，第二太阳能发电板与第二旋转电机电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型设置的自动定位太阳能发电装置，结构简单，通过两个方向的跟踪调节使太阳能板垂直朝向太阳光线，太阳能板跟踪太阳光线准确可靠，太阳能的利用和转换率高，可以吸收更多的太阳能，为整个地源热泵系统提供电能，通过节能空调机房给蓄能热水罐提供热源实现全年全天候使用生活热水，节能空调机房、水力平衡分配器和蓄能热水罐能实现了将地源热泵主机系统中地暖、空调、生活热水、厨房燃气一体化安装并减少漏水隐患，土壤蓄能装置将夏季地源热泵流过冷凝器的高温水流入土壤蓄能装置，将热量储存在土壤蓄能装置中，用于冬季的供热，将冬季地源热泵流过蒸发器的低温水流入土壤蓄能装置，将冷量储存在土壤蓄能装置中，用于夏季的供冷，蓄能热水罐和土壤蓄能装置的设置解决了土壤热不平衡的问题，避免了土壤温度失衡，保护了周围生态环境，系统中使用的少量电能是通过太阳能提供，热能通过地热提供，真正实现了节能、绿色环保和再生清洁能源的利用。

附图说明

图1为带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统的结构示意图。

图2为带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统中A处的剖视示意图。

图中：底座1、支撑杆2、支撑盘3、第一旋转电机31、连接柱32、断面轴承4、U形架5、太阳能板6、第一太阳能发电板7、第二太阳能发电板8、旋转轴9、第二旋转电机10、控制器11、蓄电池组12、机组电源控制器13、地源热泵地埋管14、土壤蓄能装置15、地源热泵主机16、节能空调机房17、水力平衡分配器18、地暖盘管19、洁净风机盘管20、生活热水管道21、自来水管道22、蓄能热水罐23。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～2，本实用新型实施例中，一种带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统，包括自动定位太阳能发电装置、机组电源控制器13、地源热泵地埋管14、土壤蓄能装置15、地源热泵主机16、地暖盘管19、洁净风机盘管20和蓄能热水罐23，所述自动定位太阳能发电装置包括支撑架、安装在支撑架上的太阳能板6、控制器11和蓄电池组12，所述支撑架包括底座1、竖直连接在底架中心位置的支撑杆2、安装在支撑杆上的U形架5，所述支撑杆2上端设有支撑盘3，所述支撑盘3内固定安装有第一旋转电机31，所述U形架5下端中间位置设有向下的连接柱32，所述连接柱32上套接有端面轴承4，所述端面轴承4连接支撑盘3和U形架5，所述第一旋转电机31的输出轴与连接柱32连接传动，所述太阳能板6上固定连接旋转轴9，所述旋转轴9两端分别通过转动轴承连接在U形架5的两端侧臂上，所述U形架5上安装有第二旋转电机10，所述第二旋转电机10的输出轴连接旋转轴9的一端，所述太阳能板6上垂直连接第一太阳能发电板7和第二太阳能发电板8，所述太阳能板6、第一太阳能发电板7和第二太阳能发电板8均呈矩形结构，所述第一太阳能发电板7和第二太阳能发电板8分别设置在太阳能板6的两长度方向的边缘位置，且第一太阳能发电板7和第二太阳能发电板8相互垂直，所述第一太阳能发电板7的正面和背面均设有一块太阳能发电板，两块太阳能发电板用于接收太阳能的外表面都和转轴的轴线平行并垂直太阳能板6的上表面，所述第二太阳能发电板8的正面和背面均设有一块太阳能发电板，两块太阳能发电板用于接收太阳能的外表面都和转轴的轴线垂直并垂直太阳能板6的上表面，所述第一太阳能发电板7与第一旋转电机31电连接，第二太阳能发电板8与第二旋转电机10电连接，所述蓄电池组12由多个蓄电池串联组成，所述蓄电池组12通过导线与控制器11连接，所述控制器11与太阳能板6连接，所述蓄电池组12通过导线与机组电源控制器13连接，所述机组电源控制器13连接有辅助电源，所述机组电源控制器13与地源热泵主机16连接，所述地源热泵地埋管14通过管路与地源热泵主机16连接，所述土壤蓄能装置15与地源热泵主机16连通，所述地源热泵主机16上设有节能空调机房17，所述节能空调机房17连接水力平衡分配器18和蓄能热水罐23，所述水力平衡器18连接地暖盘管19和洁净风机盘管20，所述蓄能热水罐23上设有生活热水管道21，所述蓄能热水罐23上连接自来水管道22。

本实用新型的工作原理是：通过太阳能发电为地源热泵系统提供电能，第一太阳能发电板7和第二太阳能发电板8分别在经度和纬度方向上接收太阳能发电并分别驱动第一旋转电机31和第二旋转电机转动10，第一旋转电机31转动带动太阳能板6在经度方向调节朝向位置，第二旋转电机10转动使太阳能板6在纬度方向调节朝向位置，直到第一太阳能发电板7的正面和背面以及第二太阳能发电板8的正面和背面均照射不到太阳光线为止，而第一太阳能发电板7和第二太阳能发电板8均垂直太阳能板6，因此此时太阳光线正好垂直照射到太阳能板6上，通过两个方向的跟踪调节使太阳能板6垂直朝向太阳光线，太阳能的利用和转换率高，可以给系统提供稳定的电能，节能空调机房17与地源热泵主机16配套，为其提供输送循环水的动力，室内末端使用水力平衡分配器18将末端的水力系统达到平衡，使其室内的每个房间同时达到平衡，而且它无中间环节点，大大减少漏水隐患，通过节能空调机房17给蓄能热水罐23提供热源实现全年全天候使用生活热水，节能空调机房17、水力平衡分配器18和蓄能热水罐23实现地暖、空调、生活热水一体化安装，设置的洁净风机盘管20在送风的同时可杀菌并祛除对空气中的甲醛和氨，将夏季地源热泵流过冷凝器的高温水流入土壤蓄能装置15，将热量储存在土壤蓄能装置15中，用于冬季的供热，同时，将冬季地源热泵流过蒸发器的低温水流入土壤蓄能装置15，将其中的冷量储存在土壤蓄能装置15中，用于夏季的供冷，蓄能热水罐23和土壤蓄能装置15的设置解决了土壤热不平衡的问题，避免了土壤温度失衡，且不影响周围生态环境。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。 

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统，包括自动定位太阳能发电装置、机组电源控制器（13）、地源热泵地埋管（14）、土壤蓄能装置（15）、地源热泵主机（16）、地暖盘管（19）、洁净风机盘管（20）和蓄能热水罐（23），其特征在于，所述自动定位太阳能发电装置包括支撑架、安装在支撑架上的太阳能板（6）、控制器（11）和蓄电池组（12），所述支撑架包括底座（1）、竖直连接在底架中心位置的支撑杆（2）、安装在支撑杆上的U形架（5），所述支撑杆（2）上端设有支撑盘（3），所述支撑盘（3）内固定安装有第一旋转电机（31），所述U形架（5）下端中间位置设有向下的连接柱（32），所述连接柱（32）上套接有端面轴承（4），所述端面轴承（4）连接支撑盘（3）和U形架（5），所述第一旋转电机（31）的输出轴与连接柱（32）连接传动，所述太阳能板（6）上固定连接旋转轴（9），所述旋转轴（9）两端分别通过转动轴承连接在U形架（5）的两端侧臂上，所述U形架（5）上安装有第二旋转电机（10），所述第二旋转电机（10）的输出轴连接旋转轴（9）的一端，所述太阳能板（6）上垂直连接第一太阳能发电板（7）和第二太阳能发电板（8），所述第一太阳能发电板（7）和第二太阳能发电板（8）分别设置在太阳能板（6）的两长度方向的边缘位置，且第一太阳能发电板（7）和第二太阳能发电板（8）相互垂直，所述蓄电池组（12）由多个蓄电池串联组成，所述蓄电池组（12）通过导线与控制器（11）连接，所述控制器（11）与太阳能板（6）连接，所述蓄电池组（12）通过导线与机组电源控制器（13）连接，所述机组电源控制器（13）连接有辅助电源，所述机组电源控制器（13）与地源热泵主机（16）连接，所述地源热泵地埋管（14）通过管路与地源热泵主机（16）连接，所述土壤蓄能装置（15）与地源热泵主机（16）连通，所述地源热泵主机（16）上设有节能空调机房（17），所述节能空调机房（17）连接水力平衡分配器（18）和蓄能热水罐（23），所述水力平衡器（18）连接地暖盘管（19）和洁净风机盘管（20），所述蓄能热水罐（23）上设有生活热水管道（21），所述蓄能热水罐（23）上连接自来水管道（22）。

2.根据权利要求1所述的带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统，其特征在于，所述太阳能板（6）、第一太阳能发电板（7）和第二太阳能发电板（8）均呈矩形结构。

3.根据权利要求1或2所述的带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统，其特征在于，所述第一太阳能发电板（7）的正面和背面均设有一块太阳能发电板，两块太阳能发电板用于接收太阳能的外表面都和转轴的轴线平行并垂直太阳能板（6）的上表面。

4.根据权利要求1或2所述的带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统，其特征在于，所述第二太阳能发电板（8）的正面和背面均设有一块太阳能发电板，两块太阳能发电板用于接收太阳能的外表面都和转轴的轴线垂直并垂直太阳能板（6）的上表面。

5.根据权利要求1所述的带有太阳能发电装置的节能环保家庭式地源热泵系统，其特征在于，所述第一太阳能发电板（7）与第一旋转电机（31）电连接，第二太阳能发电板（8）与第二旋转电机（10）电连接。