CN216953221U - 一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统，包括太阳能集热器、高温换热器、用户供暖机组、埋地蓄热管和地暖取热机组，当太阳能集热器内部温度高于地暖取热机组时，通过太阳能集热器独立采暖，避免地底的热量过多消耗，同时导热硅胶层中的另一部分热量被第三换热管吸收，在埋地蓄热管的作用下可对地底进行补热，维持地底的地下温度，解决地下温度场的热均衡问题，当太阳能集热器的内部温度低于地暖取热机组时，启动第四循环泵，地暖取热机组将地底热量输入到用户取暖机组中，进而此时通过地暖取热机组独立采暖。

Description

一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统

技术领域

本实用新型涉及建筑供暖技术领域，具体为一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统。

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，为此，我们提出一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统，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：

一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统，包括太阳能集热器、高温换热器、用户供暖机组、埋地蓄热管和地暖取热机组，所述太阳能集热器的出液端通过管道连接有第一循环泵，所述高温换热器的内部从上到下依次安装有第一换热管、第二换热管和第三换热管，所述高温换热器的内部空隙中填充有导热硅胶层，所述第一循环泵的输出端通过管道与第二换热管的进液端固定连接，所述第二换热管的出液端通过管道与太阳能集热器的回液端固定连接，所述用户供暖机组的出液端通过管道与第三换热管的进液端固定连接，所述第三换热管的出液端通过管道连接有第二循环泵，所述第二循环泵的输出端通过管道与用户供暖机组的进液端固定连接，所述埋地蓄热管的出液端通过管道连接有第三循环泵，所述第三循环泵的输出端通过管道与第一换热管的进液端固定连接，所述第一换热管的出液端通过管道与埋地蓄热管的进液端固定连接，所述地暖取热机组的出液端通过管道连接有第四循环泵，所述第四循环泵的输出端通过管道与第二循环泵的输出端管道固定连接，所述第二循环泵的进液管道与地暖取热机组进液端之间连接有回液管。

优选的，回液管与第二循环泵的进液管道上均安装有单向阀。

优选的，所述用户供暖机组包括生活用水储存箱和地板辐射供暖机组，所述第三换热管通过管道与地板辐射供暖机组连接，所述高温换热器的上方设置有低温换热器，所述低温换热器的内部上下方分别安装有第四换热管和第五换热管，所述太阳能集热器的出液端通过管道连接有第五循环泵，所述第五循环泵的输出端通过管道与第五换热管的进液端固定连接，所述第五换热管的出液端通过管道与太阳能集热器的回液端固定连接，所述生活用水储存箱通过管道连接有第六循环泵，所述第六循环泵的输出端通过管道与第四换热管的进液端固定连接，所述第四换热管的出液端通过管道与生活用水储存箱的回液端固定连接，所述低温换热器的内部空隙中填充有导热硅胶材料。

优选的，所述第一换热管、第二换热管、第三换热管、第四换热管、第五换热管、以及埋地蓄热管均呈‘蛇’形设置。

优选的，所述高温换热器的外表面与低温换热器的外表面均包裹有第一保温棉层。

优选的，所述高温换热器的内侧壁与低温换热器的内侧壁均固定粘接有第二保温棉层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本供暖系统使用方便，当太阳能集热器内部温度高于地暖取热机组时，通过太阳能集热器独立采暖，避免地底的热量过多消耗，同时导热硅胶层中的另一部分热量被第三换热管吸收，在埋地蓄热管的作用下可对地底进行补热，维持地底的地下温度，解决地下温度场的热均衡问题，当太阳能集热器的内部温度低于地暖取热机组时，通过地暖取热机组独立采暖；当太阳能集热器的内部温度低于地暖取热机组时，可启动第五循环泵和第六循环泵，进而在低温换热器中可将生活用水储存箱中的生活用水进行换热，最大限度的利用太阳能集热器中的热量，同时可改善用户生活质量；通过第一保温棉层和第二保温棉层可提高高温换热器与低温换热器的保温性能。

附图说明

图1为一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统的主体结构正视截面示意图；

图2为一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统的高温换热器结构俯视截面示意图。

图中：1-太阳能集热器，2-第五循环泵，3-地板辐射供暖机组，4-第四换热管，5-低温换热器，6-第五换热管，7-第六循环泵，8-用户供暖机组，9-高温换热器，10-第一换热管，11-第二换热管，12-第三换热管，13-第二循环泵，14-第四循环泵，15-地暖取热机组，16-埋地蓄热管，17-第三循环泵，18-单向阀，19-第一循环泵，20-第二保温棉层，21-第一保温棉层，22-导热硅胶层，23-生活用水储存箱。

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，本实用新型提供一种技术方案：一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统，包括太阳能集热器1、高温换热器9、用户供暖机组8、埋地蓄热管16和地暖取热机组15，所述太阳能集热器1的出液端通过管道连接有第一循环泵19，所述高温换热器9的内部从上到下依次安装有第一换热管10、第二换热管11和第三换热管12，所述高温换热器9的内部空隙中填充有导热硅胶层22，所述第一循环泵19的输出端通过管道与第二换热管11的进液端固定连接，所述第二换热管11的出液端通过管道与太阳能集热器1的回液端固定连接，所述用户供暖机组8的出液端通过管道与第三换热管12的进液端固定连接，所述第三换热管12的出液端通过管道连接有第二循环泵13，所述第二循环泵13的输出端通过管道与用户供暖机组8的进液端固定连接，所述埋地蓄热管16的出液端通过管道连接有第三循环泵17，所述第三循环泵17的输出端通过管道与第一换热管10的进液端固定连接，所述第一换热管10的出液端通过管道与埋地蓄热管16的进液端固定连接，所述地暖取热机组15的出液端通过管道连接有第四循环泵14，所述第四循环泵14的输出端通过管道与第二循环泵13的输出端管道固定连接，所述第二循环泵13的进液管道与地暖取热机组15进液端之间连接有回液管。

使用时，当太阳能集热器1内部温度高于地暖取热机组15时，启动第一循环泵19、第二循环泵13以及第三循环泵17，第一循环泵19将太阳能集热器1内部的高温流体介质循环输入到高温换热器9中，并将热量传递给导热硅胶层22，导热硅胶层22中的一部分热量被第一换热管10吸收，在第二循环泵13的作用下输入到用户取暖机组8中，进而通过太阳能集热器1独立采暖，避免地底的热量过多消耗，同时导热硅胶层22中的另一部分热量被第三换热管12吸收，在埋地蓄热管16的作用下可对地底进行补热，维持地底的地下温度，解决地下温度场的热均衡问题，当太阳能集热器1的内部温度低于地暖取热机组15时，启动第四循环泵14，地暖取热机组15将地底热量输入到用户取暖机组8中，进而此时通过地暖取热机组15独立采暖。

回液管与第二循环泵13的进液管道上均安装有单向阀18。

所述用户供暖机组8包括生活用水储存箱23和地板辐射供暖机组3，所述第三换热管12通过管道与地板辐射供暖机组3连接，所述高温换热器9的上方设置有低温换热器5，所述低温换热器5的内部上下方分别安装有第四换热管4和第五换热管6，所述太阳能集热器1的出液端通过管道连接有第五循环泵2，所述第五循环泵2的输出端通过管道与第五换热管6的进液端固定连接，所述第五换热管6的出液端通过管道与太阳能集热器1的回液端固定连接，所述生活用水储存箱23通过管道连接有第六循环泵7，所述第六循环泵7的输出端通过管道与第四换热管4的进液端固定连接，所述第四换热管4的出液端通过管道与生活用水储存箱23的回液端固定连接，所述低温换热器5的内部空隙中填充有导热硅胶材料。

当太阳能集热器1的内部温度低于地暖取热机组15时，可启动第五循环泵2和第六循环泵7，进而在低温换热器5中可将生活用水储存箱23中的生活用水进行换热，最大限度的利用太阳能集热器1中的热量，同时可改善用户生活质量。

所述第一换热管10、第二换热管11、第三换热管12、第四换热管4、第五换热管6、以及埋地蓄热管16均呈‘蛇’形设置，可增加换热时长，进而有利于提高换热效率。

所述高温换热器9的外表面与低温换热器5的外表面均包裹有第一保温棉层21，通过第一保温棉层21可提高高温换热器9与低温换热器5的保温性能。

所述高温换热器9的内侧壁与低温换热器5的内侧壁均固定粘接有第二保温棉层20，通过第二保温棉层20可再次提高高温换热器9与低温换热器5的保温性能。

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 (6)

1.一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统，包括太阳能集热器(1)、高温换热器(9)、用户供暖机组(8)、埋地蓄热管(16)和地暖取热机组(15)，其特征在于：所述太阳能集热器(1)的出液端通过管道连接有第一循环泵(19)，所述高温换热器(9)的内部从上到下依次安装有第一换热管(10)、第二换热管(11)和第三换热管(12)，所述高温换热器(9)的内部空隙中填充有导热硅胶层(22)，所述第一循环泵(19)的输出端通过管道与第二换热管(11)的进液端固定连接，所述第二换热管(11)的出液端通过管道与太阳能集热器(1)的回液端固定连接，所述用户供暖机组(8)的出液端通过管道与第三换热管(12)的进液端固定连接，所述第三换热管(12)的出液端通过管道连接有第二循环泵(13)，所述第二循环泵(13)的输出端通过管道与用户供暖机组(8)的进液端固定连接，所述埋地蓄热管(16)的出液端通过管道连接有第三循环泵(17)，所述第三循环泵(17)的输出端通过管道与第一换热管(10)的进液端固定连接，所述第一换热管(10)的出液端通过管道与埋地蓄热管(16)的进液端固定连接，所述地暖取热机组(15)的出液端通过管道连接有第四循环泵(14)，所述第四循环泵(14)的输出端通过管道与第二循环泵(13)的输出端管道固定连接，所述第二循环泵(13)的进液管道与地暖取热机组(15)进液端之间连接有回液管。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统，其特征在于：回液管与第二循环泵(13)的进液管道上均安装有单向阀(18)。

3.根据权利要求2所述的一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统，其特征在于：所述用户供暖机组(8)包括生活用水储存箱(23)和地板辐射供暖机组(3)，所述第三换热管(12)通过管道与地板辐射供暖机组(3)连接，所述高温换热器(9)的上方设置有低温换热器(5)，所述低温换热器(5)的内部上下方分别安装有第四换热管(4)和第五换热管(6)，所述太阳能集热器(1)的出液端通过管道连接有第五循环泵(2)，所述第五循环泵(2)的输出端通过管道与第五换热管(6)的进液端固定连接，所述第五换热管(6)的出液端通过管道与太阳能集热器(1)的回液端固定连接，所述生活用水储存箱(23)通过管道连接有第六循环泵(7)，所述第六循环泵(7)的输出端通过管道与第四换热管(4)的进液端固定连接，所述第四换热管(4)的出液端通过管道与生活用水储存箱(23)的回液端固定连接，所述低温换热器(5)的内部空隙中填充有导热硅胶材料。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统，其特征在于：所述第一换热管(10)、第二换热管(11)、第三换热管(12)、第四换热管(4)、第五换热管(6)、以及埋地蓄热管(16)均呈‘蛇’形设置。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统，其特征在于：所述高温换热器(9)的外表面与低温换热器(5)的外表面均包裹有第一保温棉层(21)。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能辅助型地源热泵供暖系统，其特征在于：所述高温换热器(9)的内侧壁与低温换热器(5)的内侧壁均固定粘接有第二保温棉层(20)。

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