CN219756692U - 一种地源热补热装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种地源热补热装置，包括通过太阳能集热器，阳能集热器上设置有吸热器，吸热器为空腔结构，吸热器内壁缠绕有若干圈螺旋管，螺旋管通过管道依次连通储热罐、地埋换热管和补水罐形成闭合回路，储热罐与地埋换热管连通的管道上设置有温度传感器，补水罐和吸热器连通的管道上设置有循环水泵；所述储热罐和地埋换热管连通的管道上通过供水管和回水管连通有电加热器，电加热器通过线路连接有太阳能发电结构。本实用新型解决了太阳能系统集热量低和燃烧燃气来补热的资源浪费问题。

Description

一种地源热补热装置

技术领域

本实用新型属于地源热泵技术领域，具体涉及一种地源热补热装置。

背景技术

地源热泵具有高能源利用效率和运行经济性的优点，在世界各国应用广泛。寒冷地区建筑热负荷大，冷负荷小或没有，如果单独采用地源热泵系统作为建筑冷热源，长期运行会导致土壤热失衡，进而导致地源热泵系统无法运行的严重后果。为此，寒冷地区地源热泵系统的可靠长期使用，必须解决土壤热失衡问题。

现有技术较多采用太阳能集热和燃气锅炉结合来对地源热泵系统进行补热以解决土壤热失衡问题，但是现有太阳能集热结构普遍为太阳能集热板或者太阳能集热管，固定朝向一个方向进行太阳光的收集，收集的热量有限；且采用燃气这种高品质能源作为系统补热，实则为资源的严重浪费。

例如申请号为CN201920015601.8的技术方案中指出太阳能系统的单平方太阳能集热板或太阳能集热管集热量小，前期需要建设较大规模，投资较大，燃烧燃气进行热量补充属于资源的严重浪费；由此可见，现有地源补热系统存在太阳能系统集热量低和燃气锅炉补热导致资源浪费严重的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种地源热补热装置，解决了太阳能系统集热量低和燃烧燃气来补热的资源浪费问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种地源热补热装置，包括通过太阳能集热器，所述太阳能集热器上设置有吸热器，所述吸热器为空腔结构，所述吸热器内壁缠绕有若干圈螺旋管，所述螺旋管通过管道依次连通储热罐、地埋换热管和补水罐形成闭合回路，所述储热罐与地埋换热管连通的管道上设置有温度传感器，补水罐和太阳能集热器连通的管道上设置有循环水泵；所述储热罐和地埋换热管连通的管道上通过供水管和回水管连通有电加热器，所述电加热器通过线路连接有太阳能发电结构。

进一步的，所述太阳能集热器包括底座，所述底座上垂直固接有支撑柱，所述支撑柱远离所述底座一端连接有蝶式聚光器，所述蝶式聚光器底部设置有调节蝶式聚光器朝向的转向驱动器，所述蝶式聚光器反射焦点位置设置有固定器，所述固定器通过连接杆与蝶式聚光器连接，所述吸热器固定连接于固定器底端。

进一步的，所述补水罐内部设置有检测液位高度的液位传感器，所述补水罐连通有补水管，补水管上沿进水流向依次设置有过滤器和补水截止阀，所述补水罐还连通有排水管，所述排水管上设置有排水截止阀。

进一步的，所述电加热器内部设置有换热盘管，所述换热盘管呈S状，所述换热盘管两端分别与供水管和回水管连接，所述供水管上设置有截止阀d，所述回水管上设置有截止阀f；所述电加热器内部还设置有呈螺旋状缠绕于换热盘管外侧的电磁感应线圈。

进一步的，所述太阳能发电结构包括太阳能光伏板，所述太阳能光伏板通过线路依次连接有变压器和蓄电池，所述蓄电池通过线路与电磁感应线圈连接。

进一步的，所述蓄电池还通过线路与温度传感器、循环水泵和液位传感器连接。

进一步的，所述储热罐与地埋换热管连通的管道上还设置有截止阀a和截止阀b，所述截止阀a位于储热罐和温度传感器之间，所述截止阀b位于供水管和回水管与储热罐与地埋换热管连通管道的连通位置之间。

进一步的，所述地埋换热管与补水罐连通的管道上设置有截止阀c。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，

(1)本实用新型的补热系统利用太阳能对管道中的换热介质进行加热，将加热后的换热介质输送至地埋管换热器对土壤进行补热，换热后的低温换热介质循环回到太阳能集热器形成循环，充分利用的自然资源，节约设备能耗的同时解决了严寒地区地源热泵系统的排取热量失衡的问题。

(2)本实用新型通过太阳能光伏板将光能转化为电能，转化的电能储存至蓄电池中供电加热器使用，电加热器在温度传感器检测温度不满足补热需求时时启用，使管道内换热介质温度满足补热要求，保证了补热系统的稳定运行。

(3)本实用新型通过设置转向驱动器控制蝶式聚光器随着阳光照射角度进行转动，保证蝶式聚光器可以一直收集太阳光能，将吸热器设置在蝶式聚光器的反射聚光点使管道内的换热介质快速吸收热量进行升温。

附图说明

图1是本实用新型一种地源热补热装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种地源热补热装置中加热盘管的横截面图；

图3是本实用新型一种地源热补热装置中太阳能集热器的结构示意图；

图中，1.太阳能集热器，2.温度传感器，3.储热罐，4.补水罐，5.地埋换热管，6.过滤器，7.液位传感器，8.电加热器，9.换热盘管，10.电磁感应线圈，11.变压器，12.太阳能光伏板，13.循环水泵，14.截止阀a，15.截止阀b，16.截止阀c，17.截止阀d，18.截止阀f，19.补水截止阀，20.排水截止阀，21.蓄电池，22.供水管，23.回水管，24.吸热器，25.固定器，26.蝶式聚光器，27.支撑柱，28.底座，29.转向驱动器，30.连接杆。

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。

本实用新型一种地源热补热装置的结构如图1所示，主要作为补热的零部件为地埋换热管5，地埋换热管5通过管道依次连通补水罐4、太阳能集热器1和储热罐3形成闭合回路，太阳能集热器1上设置有吸热器24，吸热器24为空腔结构，吸热器24内壁缠绕有若干圈螺旋管，螺旋管通过管道依次连通储热罐3和补水罐4，补水罐4和太阳能集热器1连通管道上设置有循环水泵13，所述储热罐3和地埋换热管5连通管道上依次设置有截止阀a14和温度传感器2；储热罐3与地埋换热管5连通管道上还通过供水管22和回水管23连通电加热器8，供水管22上设置有截止阀d17，回水管23上设置有截止阀f18，供水管22和回水管23与储热罐3与地埋换热管5连通管道的连通位置之间还设置有截止阀b15，截止阀b15、截止阀d17和截止阀f18用来切换电加热器8是否参与换热介质的加热。

补水罐4内部设置有检测液位高度的液位传感器7，补水罐4通过补水管连通有外界换热介质补充源，补水管上沿进水流向依次设置有过滤器6和补水截止阀19，过滤器6可以在换热介质使用水等包含钙镁离子的介质时，过滤换热介质中的钙镁离子，避免换热介质在加热时钙镁离子沉淀附着于管道内壁形成安全隐患；液位传感器7用于实时检测补水罐4内的换热介质高度，当高度位于危险界限时，开启补水截止阀19进行换热介质的补充，防止换热介质过少太阳能集热器和电加热器干烧引起爆炸。补水罐4还连通有排水管，排水管上设置有排水截止阀20，当本实用新型的补热系统停止使用时。开启排水截止阀20，将系统内剩余的换热介质进行排除。

电加热器9内部设置有换热盘管9，换热盘管9为金属管道，换热盘管9呈S状，增加换热介质在电加热器9内部流动的时间，提高加热效果，如图2所示，换热盘管9外侧设置有电磁感应线圈10，电磁感应线圈10呈螺旋状缠绕于换热盘管9外侧，电磁感应线圈10通过线路连接太阳能发电结构。

太阳能发电结构包括太阳能光伏板12，太阳能光伏板12通过线路依次连接有变压器11和蓄电池21，太阳能光伏板12将光能转化为电能，然后通过变压器11转化后储存于蓄电池21内，蓄电池21还通过线路连接温度传感器2、循环水泵13和液位传感器7，进一步降低了系统的运行能耗。

如图3所示，太阳能集热器1包括底座28，底座28上垂直固接有支撑柱27，支撑柱27远离底座28一端连接有蝶式聚光器26，蝶式聚光器26底部设置有调节蝶式聚光器26朝向的转向驱动器29，蝶式聚光器26反射焦点位置设置有固定器25，固定器25通过连接杆30与蝶式聚光器26连接，吸热器24固定连接于固定器25底端。通过设置转向驱动器29控制蝶式聚光器26随着阳光照射角度进行转动，保证蝶式聚光器26可以一直收集太阳光能，将吸热器24设置在蝶式聚光器26的反射聚光点使管道内的换热介质快速吸收热量进行升温。

本实用新型工作时，根据温度传感器2检测温度不同分为两种工作模式，当温度传感器检测温度满足补热需求时，开启截止阀a14、截止阀b15和截止阀c16，关闭截止阀d17和截止阀f18，管道中的管热介质仅通过太阳能集热器1进行加热，管道内的换热介质在通过太阳能集热器1加热后流至储热罐3，储热罐3内壁设置有保温层可以对高温度的换热介质进行存储，然后换热介质流动至地埋换热管5散发热量进行换热从而对土壤进行补热，换热后的低温换热介质流动至补水罐4，液位传感器7检测补水罐4内液位高度选择是否需要进行换热介质补充；此时太阳能光伏板12正常工作，转化的电能储存至蓄电池21供温度传感器2、循环水泵13和液位传感器7使用。

当温度传感器2检测的温度低于补热需求温度时，关闭截止阀b15，开启截止阀d17和截止阀f18，使管道内的换热介质先通过太阳能集热器1加热，然后再通过电加热器8进行二次加热，换热介质在太阳能集热器1经过初次加热后，流动至电加热器8内的换热盘管9内，通过电磁感应线圈10对换热盘管9内的换热介质进行进一步加热使其达到补热需求温度，然后再输送至地埋换热管5进行地源补热。

Claims (8)

1.一种地源热补热装置，其特征在于，包括通过太阳能集热器(1)，所述太阳能集热器(1)上设置有吸热器(24)，所述吸热器(24)为空腔结构，所述吸热器(24)内壁缠绕有若干圈螺旋管，所述螺旋管通过管道依次连通储热罐(3)、地埋换热管(5)和补水罐(4)形成闭合回路，所述储热罐(3)与地埋换热管(5)连通的管道上设置有温度传感器(2)，所述补水罐(4)和吸热器(24)连通的管道上设置有循环水泵(13)；所述储热罐(3)和地埋换热管(5)连通的管道上通过供水管(22)和回水管(23)连通有电加热器(8)，所述电加热器(8)通过线路连接有太阳能发电结构。

2.根据权利要求1所述的一种地源热补热装置，其特征在于，所述太阳能集热器(1)包括底座(28)，所述底座(28)上垂直固接有支撑柱(27)，所述支撑柱(27)远离所述底座(28)一端连接有蝶式聚光器(26)，所述蝶式聚光器(26)底部设置有调节蝶式聚光器(26)朝向的转向驱动器(29)，所述蝶式聚光器(26)的反射焦点位置设置有固定器(25)，所述固定器(25)通过连接杆(30)与蝶式聚光器(26)连接，所述吸热器(24)固定连接于固定器(25)底端。

3.根据权利要求2所述的一种地源热补热装置，其特征在于，所述补水罐(4)内部设置有检测液位高度的液位传感器(7)，所述补水罐(4)连通有补水管，补水管上沿进水流向依次设置有过滤器(6)和补水截止阀(19)，所述补水罐(4)还连通有排水管，所述排水管上设置有排水截止阀(20)。

4.根据权利要求1～3任一所述的一种地源热补热装置，其特征在于，所述电加热器(8)内部设置有换热盘管(9)，所述换热盘管(9)呈S状，所述换热盘管(9)两端分别与供水管(22)和回水管(23)连接，所述供水管(22)上设置有截止阀d(17)，所述回水管(23)上设置有截止阀f(18)；所述电加热器(8)内部还设置有呈螺旋状缠绕于换热盘管(9)外侧的电磁感应线圈(10)。

5.根据权利要求4所述的一种地源热补热装置，其特征在于，所述太阳能发电结构包括太阳能光伏板(12)，所述太阳能光伏板(12)通过线路依次连接有变压器(11)和蓄电池(21)，所述蓄电池(21)通过线路与电磁感应线圈(10)连接。

6.根据权利要求5所述的一种地源热补热装置，其特征在于，所述蓄电池(21)还通过线路与温度传感器(2)、循环水泵(13)和液位传感器(7)连接。

7.根据权利要求1～3任一所述的一种地源热补热装置，其特征在于，所述储热罐(3)与地埋换热管(5)连通的管道上还设置有截止阀a(14)和截止阀b(15)，所述截止阀a(14)位于储热罐(3)和温度传感器(2)之间，所述截止阀b(15)位于供水管(22)和回水管(23)与储热罐(3)与地埋换热管(5)连通管道的连通位置之间。

8.根据权利要求1～3任一所述的一种地源热补热装置，其特征在于，所述地埋换热管(5)与补水罐(4)连通的管道上设置有截止阀c(16)。