CN210373712U - 一种太阳能地源热泵供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种太阳能地源热泵供暖系统，包括太阳能空气集热器装置、热量交换装置、地源热泵装置及地源井；太阳能空气集热器装置，包括有进风联箱、出风联箱和太阳能真空集热管；热量交换装置包括外壳，在外壳上设置有进风口与出风口，出风口连接至室内；在外壳内设置有热交换盘管与风机；地源热泵装置包括壳体，在壳体内设置有蒸发器、压缩机与冷凝器；地源井的出液管道连接至热交换盘管入口，自热交换盘管出口连接至蒸发器壳程，返回管道至地源井。本实用新型系统适合于各种场合下的连续供暖，尤其适用于农村用户，解决了广大农村清洁能源替代的供暖问题，具有稳定可靠，使用性强等特点。

Description

一种太阳能地源热泵供暖系统

技术领域

本实用新型属于建筑供暖技术领域，具体属于一种太阳能地源热泵供暖系统。

背景技术

能源与环境问题作为人类当前面临的最大挑战，而能源消耗是造成问题的关键性因素，影响了社会的可持续性发展。地热能和太阳能均属于可再生的清洁能源，其开发利用将是最终解决能源和环境问题的重要途径。

地源热泵以地下土壤和地表的冷热源为热泵机组提供吸热和排热的场所，可以分别在冬、夏两季提供较高的蒸发温度和较低的冷凝温度，具有很好的节能性，但是地源热泵的地源井、钻孔、土建及埋管等费用较高，同时存在着热泵运行时，因埋管连续从土壤中取热造成土壤温度持续降低，而导致供热性能低下的问题，制约了地源热泵的推广发展。

太阳能和地源热泵的结合弥补了这些缺陷，人们也做了众多研究，大多都是以利用太阳能产生热水的方式进行互补，但这种方式还存在着冬季水系统冻结，影响供热系统工作稳定性的问题。

发明内容

本实用新型提供的一种太阳能地源热泵供暖系统，以达到在利用清洁能源的同时，达到高效供暖与节能供暖的目的。

一种太阳能地源热泵供暖系统，其特征在于，包括太阳能空气集热器装置、热量交换装置、地源热泵装置及地源井；

所述的太阳能空气集热器装置，包括有进风联箱、出风联箱和太阳能真空集热管；在太阳能真空集热管内设置有隔板，将太阳能真空集热管分为两部分，一部分连接进风联箱，另一部分连接出风联箱；

所述的热量交换装置包括外壳，在外壳上设置有进风口与出风口，出风口连接至室内；在外壳内设置有热交换盘管与风机；出风联箱出风口连接至热量交换装置外壳上的进风口；

所述的地源热泵装置包括壳体，在壳体内设置有蒸发器、压缩机与冷凝器；蒸发器内盘管的一端连接至压缩机内，压缩机再连接泠凝器的管程，冷凝器管程的另一端通过节流膨胀阀连接至蒸发器的盘管另一端；在冷凝器的壳程内连接有至室内的供水管道与自室内的回水管道；

地源井的出液管道连接至热交换盘管入口，自热交换盘管出口连接至蒸发器壳程，自蒸发器壳程通过返回管道至地源井。

进一步的，所述的太阳能真空集热管的底端安装有底托。

本实用新型的有益效果：

本实用新型装置将地源热泵与清洁太阳能源结合，减小了地源井的工程造价和施工难度，更利于普及推广。同时，也更具有节能性，一方面，系统增加了对太阳能源利用的结构，使整机能效比较高，功耗减小；另一方面，当用户不开启地源热泵系统时，太阳能集热装置输出的热风也会在风机的牵引下，自动引入室内，使房间升温，达到供暖的目的。本实用新型系统适合于各种场合下的连续供暖，尤其适用于农村用户，解决了广大农村清洁能源替代的供暖问题，具有稳定可靠，使用性强等特点。

在系统运行时，热交换盘管与地源井内液体进行热交换，并将液体的热量与蒸发器进行热交换，将热量传递给蒸发器，提供了高品位的热能，使地源热泵的能耗运行达到了节能的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1、进风联箱；2、出风联箱；3、太阳能真空集热管；3.1、隔板；3.2、底托；4、外壳；4.1、进风口；4.2、出风口；5、热交换盘管；6、风机；7、壳体； 8、蒸发器；9、压缩机；10、泠凝器；11、节流膨胀阀；12、供水管道；13、回水管道；14、出液管道；15、返回管道。

具体实施方式

参见附图，一种太阳能地源热泵供暖系统，其特征在于，包括太阳能空气集热器装置、热量交换装置、地源热泵装置及地源井；

所述的太阳能空气集热器装置，包括有进风联箱1、出风联箱2和太阳能真空集热管3，所述的太阳能真空集热管3的底端安装有底托3.2；在太阳能真空集热管内设置有隔板3.1，将太阳能真空集热管分为两部分，一部分连接进风联箱，另一部分连接出风联箱，形成太阳能热风供风通道；

所述的热量交换装置包括外壳4，在外壳4上设置有进风口4.1与出风口4.2，出风口4.2连接至室内；在外壳4内设置有热交换盘管5与风机6，且风机6靠近室内端，为热风进入室内提供牵引动力；出风联箱2出风口连接有管道至热量交换装置壳体上的进风口4.1；

所述的地源热泵装置包括壳体7，在壳体7内设置有蒸发器8、压缩机9与冷凝器10；蒸发器8内盘管的一端连接至压缩机9内，压缩机9再连接泠凝器 10管程，冷凝器10管程的另一端通过节流膨胀阀11连接至蒸发器8的盘管另一端；在冷凝器10的壳程内连接有至室内的供水管道12与自室内的回水管道 13；

地源井的出液管道14连接至热交换盘管12入口，自热交换盘管12出口连接至蒸发器8壳程，自蒸发器壳程返回管道15至地源井。

使用时，自进风联箱1内将自然风或室内回风引入太阳能真空集热管3将太阳能转换成热能，在太阳能真空集热管3中，自然风或室内回风在隔板3.1 分隔的前部分行程中预热，后部分行程继续会加热，之后在出风联箱2汇集，通过连接风管送到热量交换装置内，在流经热交换盘管12时，加热来自地源井的供水；风机6将热风送入室内；自太阳能空气集热器装置至室内的热风牵引动力由风机6提供；在用户不开启地源热泵装置时，也有热风送入室内，对室内进行供暖；

来自地源井的传热介质，通过出液管道14靠地源井系统的动力水泵输送到热交换盘管12，被太阳能集热热风再次加热升温，由热交换盘管12出口至蒸发器8的壳程，与蒸发器8管程内介质进行热交换，之后自壳程返回至地源井内，再次吸取土壤地温，再次循环至热交换盘管12内，吸收太阳能的温度热量增高后，将热量传递给蒸发器8，提供了高品位的热能，使地源热泵的能耗运行达到了节能的目的；在冷凝器13的壳程内将热水输送到房间末端设备散热，达到房间供暖的目的，散热后回水通过回水管道13返回至冷凝器壳程，继续加热，保持连续供暖。

具体的地源热泵装置工作时，循环回路内充填有换热介质，靠介质的相变传递运输热量，从而制取采暖所需的热水；低温低压液体介质，在蒸发器8的蒸发盘管内吸收热量后，气化成为低温低压气体；被压缩机9吸入，经压缩机9 做功后，被压缩成高温高压气体进入冷凝器10中的冷凝盘管进行冷凝，释放出大量的热，传递给壳程内的水，使壳程内的水温升高，为采暖所需热水，输入房间用于供暖，并将回水返回至冷凝器10壳程。放出热量的传热介质冷凝成高温高压液体状态，经节流膨胀阀11节流后成为低温低压液体，再次进入蒸发器 88中的蒸发盘管继续吸收来自地温和太阳能提供的热量，吸热蒸发汽化又被压缩机3吸入形成循环，这样周而复始，连续不间断地制取供暖所需热水。

Claims (2)

1.一种太阳能地源热泵供暖系统，其特征在于，包括太阳能空气集热器装置、热量交换装置、地源热泵装置及地源井；

所述的太阳能空气集热器装置，包括有进风联箱、出风联箱和太阳能真空集热管；在太阳能真空集热管内设置有隔板，将太阳能真空集热管分为两部分，一部分连接进风联箱，另一部分连接出风联箱；

所述的热量交换装置包括外壳，在外壳上设置有进风口与出风口，出风口连接至室内；在外壳内设置有热交换盘管与风机；出风联箱出风口连接至热量交换装置外壳上的进风口；

所述的地源热泵装置包括壳体，在壳体内设置有蒸发器、压缩机与冷凝器；蒸发器内盘管的一端连接至压缩机内，压缩机再连接泠凝器的管程，冷凝器管程的另一端通过节流膨胀阀连接至蒸发器的盘管另一端；在冷凝器的壳程内连接有至室内的供水管道与自室内的回水管道；

地源井的出液管道连接至热交换盘管入口，自热交换盘管出口连接至蒸发器壳程，自蒸发器壳程通过返回管道至地源井。

2.根据权利要求1所述的太阳能地源热泵供暖系统，其特征在于，所述的太阳能真空集热管的底端安装有底托。

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