CN204388426U - 空气-土壤双热源热泵系统 - Google Patents
空气-土壤双热源热泵系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204388426U CN204388426U CN201420869830.3U CN201420869830U CN204388426U CN 204388426 U CN204388426 U CN 204388426U CN 201420869830 U CN201420869830 U CN 201420869830U CN 204388426 U CN204388426 U CN 204388426U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- buried
- heat pump
- pipe
- air
- source heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 49
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 91
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims abstract description 52
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 8
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 11
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 4
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 4
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种空气-土壤双热源热泵系统，它涉及热泵技术领域。双热源热泵机组通过光伏板侧供风管与光伏板侧风机相连，光伏板侧风机通过光伏板侧供风管与太阳能光伏板的幕墙间层热空气连通，太阳能光伏板通过光伏板侧回风管与双热源热泵机组相连，构成热空气循环回路。所述的双热源热泵机组通过地埋侧供水管与地埋侧循环水泵相连，地埋侧循环水泵通过地埋侧供水管与地埋管换热器连通，地埋管换热器通过地埋侧回水管与双热源热泵机组相连，构成地埋管侧乙二醇溶液循环回路。同时地埋侧补水定压系统与地埋侧回水管相连，为地埋侧循环回路补水。本实用新型从整体上提高系统运行的可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及的是热泵技术领域，具体涉及一种空气-土壤双热源热泵系统。
背景技术
沈阳属于我国严寒地区气候，冬季寒冷需供暖、夏季炎热需空调、且全年冷热负荷不平衡，长年如此，将使土壤温度逐年降低，这可能影响热泵地埋管换热性能。
实用新型内容
针对现有技术上存在的不足，本实用新型目的是在于提供一种空气-土壤双热源热泵系统，采用空气-土壤双热源热泵系统，相对于单一地源热泵系统降低了初投资，可以在运行周期中向地下土壤补充适当的热量，避免了长期冷热负荷不平衡造成土壤温度场逐渐失衡，又克服了单一太阳能系统满足不了夏季制冷要求的不足，从整体上提高系统运行的可靠性。
为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：空气-土壤双热源热泵系统，包括太阳能光伏板、光伏板侧风机、双热源热泵机组、地埋侧循环水泵、地埋管换热器、地埋侧补水定压系统、相变蓄热水箱；双热源热泵机组通过光伏板侧供风管与光伏板侧风机相连，光伏板侧风机通过光伏板侧供风管与太阳能光伏板的幕墙间层热空气连通，太阳能光伏板通过光伏板侧回风管与双热源热泵机组相连，构成热空气循环回路。所述的双热源热泵机组通过地埋侧供水管与地埋侧循环水泵相连，地埋侧循环水泵通过地埋侧供水管与地埋管换热器连通，地埋管换热器通过地埋侧回水管与双热源热泵机组相连，构成地埋管侧乙二醇溶液循环回路。同时地埋侧补水定压系统与地埋侧回水管相连，为地埋侧循环回路补水。
所述的双热源热泵机组通过用户侧供水管与用户侧末端相连，通过阀门调节在夏季连接空调供水管，冬季连接地热供水管；而用户侧地热回水管或空调回水管与用户侧循环水泵相连，用户侧循环水泵与双热源热泵机组相连，构成用户侧循环回路。
作为优选，所述的用户侧循环水泵包括夏季使用水泵和冬季使用水泵，且用户侧循环水泵还与用户侧补水定压系统相连。
作为优选，所述的双热泵机组为空气源、地源热泵机组。
作为优选，所述的太阳能光伏板与PV/T系统连接。
本实用新型中的空气源具体指：建筑外墙上设置光伏板，外罩玻璃幕墙，使幕墙与外墙形成封闭腔体。在太阳光照射时光伏板产热，加热幕墙与外墙间腔体内空气，通过设置风管连接空腔与空气源热泵，以循环风机为驱动力形成空气源回路，作为空气源热泵的热源，在冬季时作为双热源热泵机组的主要热源为建筑供热。
本实用新型中的土壤源具体指：另外铺设地埋管，作为双热源热泵机组的土壤源，在冬季时作为辅助热源，在夏季时作为主要冷源为建筑供冷。
本实用新型采用空气-土壤双热源热泵系统联合运行方案供热供冷。冬季使用时热泵机组空气源、土壤源双工况切换：在晴朗的白天，通过PV/T系统将太阳辐射收集起来通过热空气进入机房；当气象条件不够优越的时候，例如连续阴雨雪天气，太阳辐射不足以提供必要的能量时，系统应切换至土壤源热泵工况，当条件具备时，再切换至空气源工况。夏季使用时，热泵机组切换为土壤源工况。
本实用新型的有益效果：采用空气-土壤双热源热泵系统，相对于单一地源热泵系统降低了初投资，可以在运行周期中向地下土壤补充适当的热量，避免了长期冷热负荷不平衡造成土壤温度场逐渐失衡，又克服了单一太阳能系统满足不了夏季制冷要求的不足，从整体上提高系统运行的可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式来详细说明本实用新型；
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1中各管道及阀门图例。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
参照图1-2，本具体实施方式采用以下技术方案：空气-土壤双热源热泵系统，包括太阳能光伏板1、光伏板侧风机2、双热源热泵机组3、地埋侧循环水泵4、地埋管换热器5、地埋侧补水定压系统6、相变蓄热水箱7、用户侧循环水泵和用户侧补水定压系统9；
光伏板侧：双热源热泵机组3通过光伏板侧供风管与光伏板侧风机2相连，光伏板侧风机2通过光伏板侧供风管与太阳能光伏板1的幕墙间层热空气连通，太阳能光伏板1通过光伏板侧回风管与双热源热泵机组3相连，构成热空气循环回路。
地埋管侧：双热源热泵机组3通过地埋侧供水管与地埋侧循环水泵4相连，地埋侧循环水泵4通过地埋侧供水管与地埋管换热器5连通，地埋管换热器5通过地埋侧回水管与双热源热泵机组3相连，构成地埋管侧乙二醇溶液循环回路。同时地埋侧补水定压系统6与地埋侧回水管相连，为地埋侧循环回路补水。
用户侧：双热源热泵机组3通过用户侧供水管与用户侧末端相连，通过阀门调节在夏季连接空调供水管，冬季连接地热供水管；而用户侧地热回水管或空调回水管与用户侧循环水泵相连，用户侧循环水泵与双热源热泵机组3相连，构成用户侧循环回路。蓄热水箱7如图所示分别与用户侧供水管、回水管相连，根据蓄热水箱温度的变化，通过阀门1-6的启闭来控制改变蓄热水箱在用户侧的连接方式。
值得注意的是，所述的用户侧循环水泵包括夏季使用水泵8和冬季使用水泵8’，且用户侧循环水泵还与用户侧补水定压系统9相连。
值得注意的是，所述的双热源热泵机组3为空气源、地源热泵机组。
此外，所述的太阳能光伏板1与PV/T系统连接。
本具体实施方式的工作流程：1.夏季时，由土壤源热泵直接供冷，配合蓄热水箱间歇运行：
1)热泵供冷工况，通常有地源热泵机组直接供暖，打开阀门1、5，关闭2、3、4、6。冷冻水由热泵机组流出后直接进入用户。
2)水箱蓄冷工况，根据气象条件在夜间，地源热泵晚间运行，利用水箱中水的显热蓄存能量，开启阀门2、3、6，关闭1、4、5。冷冻水不流经末端用户，全部进入水箱。
3)热泵+水箱联合运行工况，水箱和热泵串联，开启阀门1、3、4，关闭阀门2、5、6。冷冻水由热泵机组流出，经过用户，水箱，回到机组。
2.冬季时，由幕墙与外墙间层光伏板加热空气提供空气源供热，通过PV/T顶部温度探测器测温：
1)空气源热泵供热模式(同时蓄热)。当PV/T温度达到15℃时采用启用空气源热泵模式，同时向用户侧蓄热水箱蓄热。控制方式为打开阀门1、3、5、6，关闭阀门2、4，电动三通阀调节流经水箱和用户的热水流量，达到同时蓄热和供热的目的。此时，系统的最不利环路为热泵机组-末端用户。
2)蓄热水箱供热模式。当PV/T温度低于9℃，且水箱温度高于35℃时，采用蓄热水箱供热模式。控制方式为打开阀门2、3、4，关闭阀门1、5、6，通过调节电动三通阀使水量全部流往末端用户。这种工况用于蓄热供暖的夜晚。
3)土壤源热泵模式。当PV/T温度低于9℃，且水箱温度低于35℃时，采用启用土壤源热泵模式。控制方式为关闭水箱，打开阀门1、5，关闭阀门2、3、4、6，通过调节电动三通阀使水量全部流往末端用户。这种工况用于恶劣情况，例如：太阳辐射强度较弱，且水箱温度较低不足以供热。
冬季和夏季循环泵水泵需设置变频器，与室内外温控器联动，使水泵的流量能根据室内外温度的变化而变化，温度升高就增大流量，反之减小流量。以室外温度为准，室内温度控制装置只做局部调节。
实施例1：
1)在能耗方面，经模拟计算出空气-土壤双热源热泵系统的全年能耗为25962.23kWh，单一土壤源热泵系统全年能耗45573.78kWh，空气-土壤双热源热泵系统相对节省了43.03％的能耗，在运行费用和节能方面，有明显的优越性。
2)在运行效率方面，空气-土壤双热源热泵系统的COP能够和单一土壤源热泵一样达到正常运行的要求，且空气-土壤双热源热泵系统运行更加稳定且COP更高。通过模拟计算，空气-土壤双热源热泵系统夏季COP值在4-5之间小幅度稳定波动，在冬季供暖期间空气源热泵COP为3-4，土壤源热泵COP为2.3-2.9，全年数值稳定。而单一土壤源热泵系统在夏季供冷期间，6月COP为4-5，8月COP为3.4-4.5，而7月COP值有相对明显的波动，降低到最低值3.2；在冬季供热初期初末期COP为2.2-3.1效率较低但稳定，在12月中旬至2月末的供热期间，热泵COP值达到峰值4.0，最低值2.1且波动非常明显，系统运行效率的稳定性较差，且比同期双热源热泵机组COP要低。
3)在土壤热平衡方面，经模拟计算系统运行一年土壤总取热量25354.68kWh，总蓄热量21611.45kWh，系统土壤的热平衡率为117％，得出结论空气-土壤双热源热泵系统的全年运行能够保持土壤的热平衡。
4)对两系统长期运行对土壤温度场的影响方面进行模拟，空气-土壤双热源热泵系统十年运行后土壤温度降低了0.06℃，单一土壤源热泵系统降低了0.53℃，是空气-土壤双热源热泵系统的8.83倍，双热源热泵机组在长期运行后对土壤温度的影响，相对单一土壤源热泵有大幅的下降。
5)对空气-土壤双热源热泵系统、单一土壤源热泵系统和集中供热供冷三种方式在初投资和10年运行费用方面进行计算比较。经过计算，空气-土壤空气-土壤双热源热泵系统的初投资总额为200.37万元，单一土壤源热泵系统的初投资为175.68万元，集中供热供冷的初投资总额为74.3万元。10年运行费用方面，空气-土壤空气-土壤双热源热泵系统为21.72万元，单一土壤源热泵系统277.18375万元，集中供热供冷150.750万元。双热源热泵在长期运行中比单一热源热泵更加经济节能。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.空气-土壤双热源热泵系统，其特征在于，包括太阳能光伏板(1)、光伏板侧风机(2)、双热源热泵机组(3)、地埋侧循环水泵(4)、地埋管换热器(5)、地埋侧补水定压系统(6)、相变蓄热水箱(7)；双热源热泵机组(3)通过光伏板侧供风管与光伏板侧风机(2)相连，光伏板侧风机(2)通过光伏板侧供风管与太阳能光伏板(1)的幕墙间层热空气连通，太阳能光伏板(1)通过光伏板侧回风管与双热源热泵机组(3)相连，构成热空气循环回路；所述的双热源热泵机组(3)通过地埋侧供水管与地埋侧循环水泵(4)相连，地埋侧循环水泵(4)通过地埋侧供水管与地埋管换热器(5)连通，地埋管换热器(5)通过地埋侧回水管与双热源热泵机组(3)相连，构成地埋管侧乙二醇溶液循环回路；同时地埋侧补水定压系统(6)与地埋侧回水管相连；所述的蓄热水箱(7)分别与用户侧供水管、回水管相连。
2.根据权利要求1所述的空气-土壤双热源热泵系统，其特征在于，所述的双热源热泵机组(3)为空气源、地源热泵机组。
3.根据权利要求1所述的空气-土壤双热源热泵系统，其特征在于，所述的太阳能光伏板(1)与PV/T系统连接。
4.根据权利要求1所述的空气-土壤双热源热泵系统，其特征在于，所述的用户侧循环水泵包括夏季使用水泵(8)和冬季使用水泵(8’)，且用户侧循环水泵还与用户侧补水定压系统(9)相连。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420869830.3U CN204388426U (zh) | 2014-12-27 | 2014-12-27 | 空气-土壤双热源热泵系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201420869830.3U CN204388426U (zh) | 2014-12-27 | 2014-12-27 | 空气-土壤双热源热泵系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204388426U true CN204388426U (zh) | 2015-06-10 |
Family
ID=53361140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201420869830.3U Expired - Fee Related CN204388426U (zh) | 2014-12-27 | 2014-12-27 | 空气-土壤双热源热泵系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204388426U (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105042942A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-11-11 | 沈阳建筑大学 | 适合寒冷地区的光伏幕墙与双源热泵集成系统 |
| CN110749004A (zh) * | 2019-09-19 | 2020-02-04 | 湖南工程学院 | 土壤与相变材料耦合蓄能的新风多级处理系统及运行方法 |
| CN114623485A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-06-14 | 中航天建设工程集团有限公司 | 一种太阳能光伏光热pvt、相变蓄能耦合热泵技术的三联供系统 |
-
2014
- 2014-12-27 CN CN201420869830.3U patent/CN204388426U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105042942A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-11-11 | 沈阳建筑大学 | 适合寒冷地区的光伏幕墙与双源热泵集成系统 |
| CN110749004A (zh) * | 2019-09-19 | 2020-02-04 | 湖南工程学院 | 土壤与相变材料耦合蓄能的新风多级处理系统及运行方法 |
| CN110749004B (zh) * | 2019-09-19 | 2021-07-20 | 湖南工程学院 | 土壤与相变材料耦合蓄能的新风多级处理系统及运行方法 |
| CN114623485A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-06-14 | 中航天建设工程集团有限公司 | 一种太阳能光伏光热pvt、相变蓄能耦合热泵技术的三联供系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104728979B (zh) | 一种应用全天候太阳能供热的空调系统改造方法及设备 | |
| CN103983042B (zh) | 一种太阳能室内冷热一体化系统 | |
| CN104048379A (zh) | 一种相变蓄能式辐射采暖供冷末端装置及控制方法 | |
| CN105276833B (zh) | 一种太阳能热水系统和热泵制热制冷系统及其方法 | |
| CN105258377B (zh) | 基于太阳能‑空气源热泵三联供装置 | |
| CN102032632A (zh) | 一种新能源空调方式与系统 | |
| CN205156428U (zh) | 一种空气源热泵直供式无水地板采暖和制冷系统 | |
| CN104913538A (zh) | 一种温室气温调节系统及其调节方法 | |
| CN205641309U (zh) | 一种基于太阳能空气源热泵三联供系统 | |
| CN204388426U (zh) | 空气-土壤双热源热泵系统 | |
| CN103697624A (zh) | 太阳能与空气源热泵一体化的家用型热水空调系统 | |
| CN205332591U (zh) | 一种太阳能辅助空气源热泵的三联供装置 | |
| CN108731156A (zh) | 一种基于储能模块的冷热点联供智能系统 | |
| CN204404560U (zh) | 一种分体式太阳能与空气源热泵复合系统 | |
| CN202125991U (zh) | 一种新型采暖系统 | |
| CN202648015U (zh) | 一种间接式太阳能辅助空气源热泵辐射供暖系统 | |
| CN206846891U (zh) | 建筑余热热泵系统 | |
| CN203147942U (zh) | 地源热泵复合空调系统 | |
| CN205119519U (zh) | 一种太阳能热水系统和热泵制热制冷系统 | |
| CN205536657U (zh) | 土壤源热泵节能补热装置 | |
| CN204757451U (zh) | 一种太阳能辅助式热泵机组 | |
| CN203629131U (zh) | 太阳能热泵耦合供暖、供热及制冷三位一体系统装置 | |
| CN103884067B (zh) | 一种可提供室内供暖和制冷的水空调系统 | |
| CN217978985U (zh) | 一种多能互补供热装置 | |
| CN205119551U (zh) | 基于太阳能-空气源热泵三联供装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150610 Termination date: 20151227 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |