CN216693690U - 太阳能与地源热泵结合的跨季节储能系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种太阳能与地源热泵结合的跨季节储能系统，其将地源热泵组与太阳能集热组合配套设置，两者并联连接，在需要室内供暖时，地源热泵组与太阳能集热组合全部接通实现同时供暖或者独立供暖；在夏季不需室内供暖时，可将室内供暖控制阀门全部关闭，关闭后将地源热泵组和太阳能集热组合循环连接，以此实现太阳能集热组合向深埋在地下的地热管组进行供暖储热，实现夏季储热冬季供热的取暖系统。本实用新型结构设计新颖，使用方便，有效的提高地源热泵组的热利用率，通过太阳能实现地热补热，能耗低，运行成本低。
Description
技术领域
本实用新型属于太阳能供热系统技术领域，具体涉及一种太阳能与地源热泵结合的跨季节储能系统。
背景技术
地源热泵（GSHP）是以大地为热源对建筑物进行空调、供暖和热水供应的技术。众所周知，地层之下一年四季均保持一个相对稳定的温度。在夏季，地下的温度要比地面空气温度低，在冬季却比地面空气温度高。地源热泵正是利用大地的这个特点，通过埋藏在地下的换热器，与土壤或岩石交换热量。地源热泵在理论上全年运行工况稳定，不需要其它辅助热源及冷却设备即可实现冬季供热。冬季代替锅炉从土壤中取出热量，以30-40℃左右的热风或热水向建筑物供暖，通过热泵把大地中的热量升高温度后对建筑供热，同时，它还能供应生活热水。但是在目前在地热实际运行中发现，地热管线布局后，在最初的几年取热效果较好，但是五年之后会存在热效大幅降低甚至直接影响到了正常采暖，针对此种弊端，一般地源热泵在使用时会搭配制冷系统一同工作，以保持地下热量的热平衡。但是在很多地区夏季不需要制冷或制冷需求很小，只是冬季地下热量取热过多，而导致地下热失衡，严重影响了系统的取热效果。
针对目前存在的此种问题，作为本领域技术人员，如何通过技术改善设计一套可对地热进行辅助补热的系统以降低采暖成本和能源损耗是本领域亟待解决的技术问题。
发明内容
为克服现有技术不足，本实用新型提供了一种太阳能与地源热泵结合的跨季节储能系统，其通过采用新颖的结构设计，可使太阳能真空管集热系统与地缘热泵系统相结合实现两者的能源互补，以此降低供暖成本。
为实现上述技术目的，本实用新型采用以下方案：其包括一个或者多个太阳能集热组合，太阳能集热组合上设置有进风端和排风端以及用于供风循环的风机；对应太阳能集热组合设置有地源热泵组，所述的地源热泵组内设置有若干个地热管组实现地热提取；所述的太阳能集热组合与地源热泵组并联连接可实现同时供热以及通过太阳能集热组合向地源热泵组内部供热。
所述的太阳能集热组合包括左右两侧的连箱以及两个连箱中间均布设置的多根集热管。
所述的风机至少包括送风机和抽风机，两者之间连接有一个循环管道和换热器，所述的换热器上设置有介质进口和介质出口，介质进口和介质出口上分别通过管道与地源热泵组的总供暖管和总回水管连接，所述的管道上固定有水泵用以实现换热器内部介质增压循环。
所述的地源热泵组与太阳能集热组合连接部位，在总供暖管上设置有一个单向阀用于实现单向供暖，在单向阀上设置有旁通阀用于实现地源热泵组与太阳能集热组合循环储热时的导通。
所述的地热管组包括一个井，所述的井内设置有U型管道实现液体介质自上而下和自下而上的导通；在井内部，U型管道外部设置有导热介质将U型管道包覆。
所述的每个地热管组上皆设置有独立阀门用于实现每个地热管组的单独控制。
本实用新型的有益效果为：本实用新型通过以上结构设置，其将地源热泵组与太阳能集热组合配套设置，两者并联连接，在需要室内供暖时，地源热泵组与太阳能集热组合全部接通实现同时供暖或者独立供暖；在夏季不需室内供暖时，可将室内供暖控制阀门全部关闭，关闭后将地源热泵组和太阳能集热组合循环连接，以此实现太阳能集热组合向深埋在地下的地热管组进行供暖储热，实现夏季储热冬季供热的取暖系统；本实用新型结构设计新颖，使用方便，有效的提高地源热泵组的热利用率，通过太阳能实现地热补热，能耗低，运行成本低，是一种理想的太阳能与地源热泵结合的跨季节储能系统。
附图说明
附图1为本实用新型运转结构示意图；
图2为图1中A区域放大结构示意图；
图3为地源热泵组布局结构示意图；
图4为图3中B区域放大结构示意图；
附图中，1、支撑架，2、太阳能集热组合，21、双通管，22、联箱，3、送风机，31、回风口，4、风水换热器，41、换热回水管，42、换热供水管，43、介质进口，44、介质出口，45、太阳能供热阀门，46、循环泵，47、太阳能回水阀门，48、旁通阀，5、循环管道，6、抽风机，7、辅助制冷系统，71、总回水管，72、总供暖管，73、单向阀，74、供暖控制阀，8、地源热泵组，80、地热管组，81、深井，82、U型管道，83、土层，84、导热沙子,85、独立阀门。
具体实施方式
参看附图示，本实用新型包括由多个太阳能集热组合2串联后通过支撑架1架设的太阳能集热系统，每个太阳能集热组合2包括左右两侧的连箱22以及两个连箱22中间均布设置的多根集热管，该集热管采用双通管21；太阳能集热组合2上设置有进风端和排风端以及用于供风循环的风机；所述的风机包括送风机3和抽风机6，两者之间连接有一个循环管道5和风水换热器4，所述的风水换热器4上设置有介质进口43和介质出口44，介质进口43和介质出口44上分别通过换热回水管41和换热供水管42与地源热泵组8的总供暖管72和总回水管71连接，所述的换热回水管41上固定有循环泵46用以实现风水换热器4内部介质增压循环。
对应太阳能集热组合2设置有地源热泵组8，所述的地源热泵组8的设置方式与现有技术相同，其包括辅助制冷系统7和总回水管71以及总供暖管72，总回水管71和总供暖管72上皆设置有供暖控制阀74并和若干个地热管组80实现地热提取；所述的太阳能集热组合2与地源热泵组8并联连接可实现同时供热以及通过太阳能集热组合2向地源热泵组8内部供热。
如图4所示，所述的地热管组8包括一个井81，所述的井81内设置有U型管道82实现液体介质自上而下和自下而上的导通；在井81的内部，U型管道82外部设置有导热沙子84将U型管道82包覆。每个地热管组80上皆设置有独立阀门85用于实现每个地热管组80的单独控制。
实施例1：
在冬季时，可通过地源热泵组8与太阳能集热组合2同步使用，用于地表供热，其使用方式如下：在总供暖管72上设置有一个单向阀73用于实现单向供暖，在单向阀73上设置有旁通阀48用于实现地源热泵组与太阳能集热组合循环储热时的导通。将除去旁通阀48以外的阀门全部开启，此时，总回水管71和总供暖管72与太阳能集热组合2向地源热泵组8形成并联供热状态，此时太阳能集热组合2通过太阳能供热阀门45和循环泵46以及太阳能回水阀门47的开启实现对总供暖管72提供热水，地源热泵组8通过每个地热管组80实现地下取热向总供暖管72提供热水，以此实现双系统同步供热。
实施例2：
在炎热的夏季，室内不需供热，此时，将供暖控制阀74全部关闭，旁通阀48开启，太阳能集热组合2内部的太阳能供热阀门45和循环泵46以及太阳能回水阀门47全部开启，以此实现太阳能集热组合2向地源热泵组8内部循环供热，此时供暖控制阀74关闭，不会向室内送风，太阳能集热组合2所吸收热量转换至地下实现夏季热量存储，在夏季为冬季供暖储备热量，同时保持地温，有利于地下生态环境的保持。
本实用新型结构设计新颖，使用方便，有效的提高地源热泵组的热利用率，通过太阳能实现地热补热，能耗低，运行成本低，是一种理想的太阳能与地源热泵结合的跨季节储能系统。
Claims (6)
1.一种太阳能与地源热泵结合的跨季节储能系统，其特征在于：其包括一个或者多个太阳能集热组合，太阳能集热组合上设置有进风端和排风端以及用于供风循环的风机；对应太阳能集热组合设置有地源热泵组，所述的地源热泵组内设置有若干个地热管组实现地热提取；所述的太阳能集热组合与地源热泵组并联连接可实现同时供热以及通过太阳能集热组合向地源热泵组内部供热。
2.如权利要求1所述的太阳能与地源热泵结合的跨季节储能系统，其特征在于：所述的太阳能集热组合包括左右两侧的连箱以及两个连箱中间均布设置的多根集热管。
3.如权利要求1所述的太阳能与地源热泵结合的跨季节储能系统，其特征在于：所述的风机至少包括送风机和抽风机，两者之间连接有一个循环管道和换热器，所述的换热器上设置有介质进口和介质出口，介质进口和介质出口上分别通过管道与地源热泵组的总供暖管和总回水管连接，所述的管道上固定有水泵用以实现换热器内部介质增压循环。
4.如权利要求1所述的太阳能与地源热泵结合的跨季节储能系统，其特征在于：所述的地源热泵组与太阳能集热组合连接部位，在总供暖管上设置有一个单向阀用于实现单向供暖，在单向阀上设置有旁通阀用于实现地源热泵组与太阳能集热组合循环储热时的导通。
5.如权利要求1所述的太阳能与地源热泵结合的跨季节储能系统，其特征在于：所述的地热管组包括一个井，所述的井内设置有U型管道实现液体介质自上而下和自下而上的导通；在井内部，U型管道外部设置有导热介质将U型管道包覆。
6.如权利要求5所述的太阳能与地源热泵结合的跨季节储能系统，其特征在于：所述的每个地热管组上皆设置有独立阀门用于实现每个地热管组的单独控制。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116086043A (zh) * | 2022-12-23 | 2023-05-09 | 重庆交通大学 | 高寒地区中具有补热功能的高地热利用系统 |
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2022
- 2022-01-24 CN CN202220190110.9U patent/CN216693690U/zh active Active
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