CN211503320U - 一种太阳能地源热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能地源热泵系统，包括均连通在建筑物室内和室外的地源热泵系统和太阳能系统，所述地源热泵系统包括热泵机组、设置在室内的室内终端以及设置在室外的换热管网，所述太阳能系统包括太阳能集热器和循环管路，所述换热管网竖直埋设在地面下，所述循环管路螺旋盘绕在换热管网上部外侧，所述换热管网包括若干竖直埋设在地面下的换热管，所述换热管的上端和下端分别通过第一连接管与热泵机组连接，所述循环管路包括螺旋盘管，所述螺旋盘管设置在换热管的上端外部。本实用新型的系统结构简单，两套系统单独运行又联系紧密，能够将太阳能更好的转化成地源热能传递到室内。

Description

一种太阳能地源热泵系统

技术领域

本实用新型涉及地热能源的技术领域，尤其是涉及一种太阳能地源热泵系统。

背景技术

地源热泵技术是可再生能源应用的主要应用方向之一，即利用浅层地热能资源进行供热与空调，具有良好的节能与环境效益，近年来在国内得到了日益广泛的应用。地源热泵系统工程的市场更加规范化，能更好的发挥其节能、环保效益。但地源热泵系统存在土壤温度场的恢复问题，即随着地源热泵系统连续长期的运行，会从地下过多的取热或过多的散热，造成地下温度场的波动，降低机组的COP值，增加系统的能耗。

太阳能技术也是可再生能源应用的主要应用方向之一。太阳能资源比较丰富，太阳能年辐射总量大，年日照时数长。太阳能是永不枯竭的清洁能源，量大，资源丰富，绿色环保。但太阳能也具有一些缺点，最主要的是太阳能具有间歇性和不可靠性。太阳能的辐照度受气候条件等各种因素的影响不能维持常量，例如如果遇上连续的阴雨天气太阳能的供应就会中断。此外，太阳能是一种辐射能，具有即时性，太阳能自身不易储存，必须即时转换成其它形式能量才能利用和储存。

地源热泵技术和太阳能技术自身存在的这些局限性，如果两种能源能够联合使用，这样能互相弥补自身的不足，提高资源利用率。

授权公告号为CN205119564U的中国专利公开了一种太阳能地源热泵系统，包括地源热泵机组、第一水泵、同轴地埋换热管、太阳能集热器、第二水泵、第三水泵和第四水泵，地源热泵机组、第一水泵、同轴地埋换热管的外管形成第一循环管路，太阳能集热器、第三水泵和同轴地埋换热管内管形成第二循环管路，地源热泵机组进水口和第一水泵出水口之间管路上设置有第一三通，太阳能集热器进水口和同轴地埋换热管内管出水口之间管路上设置有第二三通，第一三通和第二三通之间通过管路连接，第一三通和第二三通之间管路上还设置有第二水泵，太阳能集热器的出水口和同轴地埋换热管内管进水口之间管路上设置三通阀，太阳能集热器、三通阀、地源热泵机组形成第三循环管路。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：地源热泵机组和太阳能集热器均与同轴地埋换热管连通，并且地源热泵机组又与太阳能集热器连通，整个系统结构复杂，铺设难度大，一个环节损坏，就要将整个系统停机维修，十分不便。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种太阳能地源热泵系统，结构简单，两套系统单独运行又联系紧密，能够将太阳能更好的转化成地源热能传递到室内。

本实用新型的上述实用新型目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种太阳能地源热泵系统，包括均连通在建筑物室内和室外的地源热泵系统和太阳能系统，所述地源热泵系统包括热泵机组、设置在室内的室内终端以及设置在室外的换热管网，所述太阳能系统包括太阳能集热器和循环管路，所述换热管网竖直埋设在地面下，所述循环管路螺旋盘绕在换热管网上部外侧。

通过采用上述技术方案，地源热泵系统通过热泵机组将土壤中的热量，吸收转化成热能，供室内终端室内终端使用，太阳能系统通过太阳能集热器吸收太阳能，通过水作为介质，传递到循环管路中，循环管路盘绕在换热管网上部，将热量通过换热管网输送到室内终端，同时换热管网的下部还可以继续吸收土壤中的热量，地源热泵系统可以单独使用，也可以与太阳能系统结合使用，整个结构简单，能够更好的利用太阳能和地热能。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述换热管网包括若干竖直埋设在地面下的换热管，所述换热管的上端和下端分别通过第一连接管与热泵机组连接，所述循环管路包括螺旋盘管，所述螺旋盘管设置在换热管的上端外部。

通过采用上述技术方案，换热管网采用竖直设置的换热管，能够采集地下深层次的热量，循环管路采用螺旋盘管，增大了循环管路与换热管的接触面积，太阳能能够更大几率的传递给换热管网，螺旋盘管设置在换热管上部，既不影响换热管吸收土壤中的地热，同时螺旋盘管也能够保护换热管网在低温条件下不结冰。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述换热管的管径大于第一连接管的管径，所述换热管的内壁上设置有过滤网。

通过采用上述技术方案，换热管的管径较大，增加了其对地热的吸收量和对太阳能的吸收量，过滤网的设置则能够过滤地源热泵系统中的杂质，避免地源热泵系统堵塞。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述换热管的外壁上设置有金属导热片，所述金属导热片在换热管的下部设置有多个。

通过采用上述技术方案，金属导热片增加了换热管与土壤的接触面积，进而提高了对土壤中热量的吸收转化效率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述螺旋盘管设置为截面呈半圆形的管体，其开口两端焊接固定在换热管的外壁上。

通过采用上述技术方案，螺旋盘管的形状进一步增大了螺旋盘管中的热介质与换热管之间的换热面积，可以提高太阳能向地源热泵系统中的转化率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述循环管路还包括两个连接在螺旋盘管两端的第二连接管，所述第二连接管上设置注水接头。

通过采用上述技术方案，第二连接管上设置的注水接头，可以将太阳能系统中的水放出来，也可以向太阳能系统中补充水。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述换热管网和循环管路上均设置有加压泵。

通过采用上述技术方案，加压泵的设置能够加快水在地源热泵系统和太阳能系统中的循环速度，提高热量的转化速度和效率。

本实用新型在一较佳示例中可以进一步配置为：所述室内终端包括地暖系统、中央空调系统、暖气片系统和生活热水系统中的一种或多种。

通过采用上述技术方案，可将地源能量用在多种用途，提高地缘能量的利用空间和利用效率。

综上所述，本实用新型包括以下至少一种有益技术效果：

1.本实用新型的系统将地源热泵系统和太阳能系统有机地结合起来，既能够将太阳能系统产生的能量传递给地源热泵系统，同时二者的工作系统又能够独立运行，不会相互干扰。

2.太阳能系统的循环管路呈螺旋形绕在换热管的上部，使换热管上不能够吸收太阳能转化的热量，在太阳能系统不工作的时候，换热管的下部也可以通过吸收土壤中的地热能实现能量的转化利用。

3.螺旋盘管采用半圆形的管，能够增大与换热管的接触面积，提高太阳能热介质向换热管中转化的热量数量，提高整个系统对热量的利用率。

附图说明

图1是本实用新型系统的结构示意图。

图中，1、热泵机组，2、室内终端，3、换热管网，31、换热管，32、第一连接管，33、过滤网，34、金属导热片，4、太阳能集热器，5、循环管路，51、螺旋盘管，52、第二连接管，53、注水接头，6、加压泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参照图1，为本实用新型公开的一种太阳能地源热泵系统，包括均连通在建筑物室内和室外的地源热泵系统和太阳能系统，地源热泵系统在建筑物的室内和室外仅有分布，太阳能系统则设置在建筑物的室外。

其中，地源热泵系统包括热泵机组1、设置在建筑物室内的室内终端2以及设置在建筑物室外的换热管网3。换热管网3包括若干竖直埋设在地面下的换热管31，换热管31为竖直管，换热管31的上端和下端分别通过第一连接管32与热泵机组1连接，第一连接管32设置两部分，一部分连接在换热管31的下端作为进水管，另一部分连接在换热管31的上端作为出水管，第一连接管32作为出水管的一部分上还连接有加压泵6，对换热管网3内的水流进行加压。

换热管31的管径大于第一连接管32的管径，增加了换热管31对地热的吸收量，换热管31的内壁上设置有两层过滤网33，能够过滤地源热泵系统中的杂质，避免地源热泵系统堵塞。换热管31的外壁上设置有金属导热片34，金属导热片34在换热管31的下部设置有多个，并设置成环形金属片，金属导热片34增加了换热管31与土壤的接触面积，进而提高了对土壤中热量的吸收转化效率。

太阳能系统包括太阳能集热器4和循环管路5，太阳能集热器4设置在室外屋顶，循环管路5包括螺旋盘管51和第二连接管52。螺旋盘管51螺旋盘绕在换热管31的上部外侧，循环管路5采用螺旋盘管51，增大了循环管路5与换热管31的接触面积，太阳能能够更大效率的传递给换热管网3，螺旋盘管51设置在换热管31的上部，既不影响换热管31吸收土壤中的地热，同时螺旋盘管51也能够保护换热管31在低温条件下不结冰。

具体实施时，螺旋盘管51设置为截面呈半圆形的管体，其开口两端焊接固定在换热管31的外壁上，螺旋盘管51的形状进一步增大了螺旋盘管51中的热介质与换热管31之间的换热面积，可以提高太阳能向地源热泵系统中的转化率。第二连接管52也包括两部分，一部分连接在螺旋盘管51下端作为进水管，另一部分连接在螺旋盘管51的上端作为出水管，第二连接管52作为出水管的部分上设置注水接头53，注水接头53可以将太阳能系统中的水放出来，也可以向太阳能系统中补充水。第二连接管52作为出水管的部分上还设置有加压泵6，加压泵6能够加快水在太阳能系统中的循环速度，提高热量的转化速度和效率。

参照图1，本实施例中的室内终端2包括地暖系统、中央空调系统、暖气片系统和生活热水系统中的一种或多种可以根据需要进行设置，可将地源能量用在多种用途，提高地源能量的利用空间和利用效率。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种太阳能地源热泵系统，包括均连通在建筑物室内和室外的地源热泵系统和太阳能系统，其特征在于：所述地源热泵系统包括热泵机组（1）、设置在室内的室内终端（2）以及设置在室外的换热管网（3），所述太阳能系统包括太阳能集热器（4）和循环管路（5），所述换热管网（3）竖直埋设在地面下，所述循环管路（5）螺旋盘绕在换热管网（3）上部外侧。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵系统，其特征在于：所述换热管网（3）包括若干竖直埋设在地面下的换热管（31），所述换热管（31）的上端和下端分别通过第一连接管（32）与热泵机组（1）连接，所述循环管路（5）包括螺旋盘管（51），所述螺旋盘管（51）设置在换热管（31）的上端外部。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能地源热泵系统，其特征在于：所述换热管（31）的管径大于第一连接管（32）的管径，所述换热管（31）的内壁上设置有过滤网（33）。

4.根据权利要求2所述的一种太阳能地源热泵系统，其特征在于：所述换热管（31）的外壁上设置有金属导热片（34），所述金属导热片（34）在换热管（31）的下部设置有多个。

5.根据权利要求2所述的一种太阳能地源热泵系统，其特征在于：所述螺旋盘管（51）设置为截面呈半圆形的管体，其开口两端焊接固定在换热管（31）的外壁上。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能地源热泵系统，其特征在于：所述循环管路（5）还包括两个连接在螺旋盘管（51）两端的第二连接管（52），所述第二连接管（52）上设置注水接头（53）。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵系统，其特征在于：所述换热管网（3）和循环管路（5）上均设置有加压泵（6）。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵系统，其特征在于：所述室内终端（2）包括地暖系统、中央空调系统、暖气片系统和生活热水系统中的一种或多种。

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