CN221425142U - 一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及热泵技术领域，公开了一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置，包括地源热泵机组、使用侧循环泵、承压保温水箱、使用侧末端、太阳能光伏水泵、太阳能板、电网、地埋管、地源热泵热源侧回水口、地源热泵热源侧出水口、热源侧循环泵和系统控制单元，所述地源热泵机组通过水路管道连接太阳能板和地埋管，所述地源热泵机组通过水路管道连接承压保温水箱和使用侧末端。本实用新型中，通过使用侧末端、太阳能光伏水泵、太阳能板、电网之间的配合，从而解决了“冬季使用时间长于夏季使用时间导致取热量要大于放热量，使用时间久了会导致土壤中热量逐步下降，地埋管周围甚至出现僵土现象，从而导致地源热泵系统的制热效果大大降低”的问题。

Description

一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置

技术领域

本实用新型涉及热泵技术领域，尤其涉及一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置。

背景技术

地源热泵是一种利用地下土壤热作为热源或冷源，并通过逆卡诺循环原理实现供暖、制冷和热水等功能的热泵系统，它使用地热能源来加热或冷却室内空气，达到舒适温度的调节目的。

地源热泵系统在使用过程中冬季制热时机组需向地下土壤取热，夏天制冷时机组需向地下土壤放热，取热量和放热量达到平衡才能保证机组长期使用效果，而现有的地源热泵机组系统装置，由于实际使用过程中冬季使用时间长于夏季使用时间，导致冬季取热量要大于夏季放热量，使用时间久了会导致土壤热量逐步下降，地埋管周围甚至出现“僵土”，从而导致地源热泵系统的制热效果大大降低。

实用新型内容

为了弥补以上不足，本实用新型提供了一种太阳能加地源热泵蓄能系统装置，旨在解决现有的地源热泵系统在使用时，“冬季使用时间长于夏季使用时间导致取热量要大于放热量，使用时间久了会导致土壤中热量逐步下降，地埋管周围甚至出现僵土现象，从而导致地源热泵系统的制热效果大大降低”的问题。并且可将白天的太阳光热部分转化为电能进入电网产生经济价值。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置，包括地源热泵机组、使用侧循环泵、承压保温水箱、使用侧末端、太阳能光伏水泵、太阳能板、电网、地埋管、地源热泵热源侧回水口、地源热泵热源侧出水口、热源侧循环泵和系统控制单元，所述地源热泵机组通过水路管道连接太阳能板和地埋管，所述地源热泵机组通过水路管道连接承压保温水箱和使用侧末端，所述地源热泵机组内部下部固定连接有压缩机和第一换热器、所述压缩机右部固定连接有四通阀，所述第一换热器左部固定连接有电子膨胀阀，所述地源热泵机组中部固定连接有中隔板，所述中隔板上部固定连接有第二换热器，所述中隔板右部上侧固定连接有系统控制单元一。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述地源热泵机组左侧上部设置有热源侧换热器出水口，所述地源热泵机组左侧下部设置有热源侧换热器进水口，所述地源热泵机组右侧下部设置有使用侧换热器进水口，所述地源热泵机组右侧上部设置有使用侧换热器出水口，所述承压保温水箱右侧设置有使用侧末端.所述承压保温水箱左部设置有承压保温水箱出口，所述承压保温水箱右部设置有承压保温水箱进口，所述承压保温水箱左侧设置有使用侧循环泵，所述使用侧循环泵输出端设置有地源热泵使用侧回水口，所述使用侧循环泵输入端设置有使用侧循环泵进口。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述系统控制单元分别与地源热泵机组、使用侧循环泵、热源侧循环泵、太阳能光伏水泵之间电性连接，所述太阳能板通过电缆与电网之间电性连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述四通阀通过管道连接在电子膨胀阀的进口处。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述第一换热器和第二换热器分别通过管道与四通阀的其中一个接口连接，所述第一换热器和第二换热器的输出端通过管道与四通阀的输入端之间连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述压缩机输出端通过管道与四通阀的输入口连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述地源热泵机组使用侧出水口通过使用侧出水管与使用侧末端供水三通之间连接，所述地源热泵机组使用侧回水口通过使用侧回水管与使用侧末端回水三通之间连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述地源热泵热源侧回水口通过热源侧回水管与地埋管连接，所述地源热泵热源侧出水口通过热源侧出水管与地埋管连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述地源热泵热源侧回水口通过热源侧回水管与太阳能板连接，所述地源热泵热源侧出水口通过热源侧出水管与太阳能板连接。

本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型中，通过控制单元、地源热泵机组、循环水泵、承包保温水箱、使用侧末端、太阳能光伏水泵、太阳能板、电网之间的配合，从而解决了现有的地源热泵系统在使用时“冬季使用时间长于夏季使用时间导致取热量要大于放热量，使用时间久了会导致土壤中热量逐步下降，地埋管周围甚至出现僵土现象，从而导致地源热泵系统的制热效果大大降低”的问题。并且可将白天的太阳光热部分转化为电能进入电网产生经济价值。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置的平面示意图；

图2为本实用新型提出的一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置的主机结构示意图。

图例说明：

1、地源热泵机组；2、使用侧循环泵；3、承压保温水箱；4、使用侧末端；5、太阳能光伏水泵；6、太阳能板；7、电网；8、地埋管；9、止回阀；10、热源侧循环泵；11、系统控制单元一；12、压缩机；13、四通阀；14、第一换热器；15、电子膨胀阀；16、中隔板；17、第二换热器；18、系统控制单元二；19、地源热泵使用侧回水口；20、使用侧循环泵出口；21、使用侧循环泵进口；22、承压保温水箱出口；23、承压保温水箱进口；24、使用侧末端回水三通；25、使用侧末端回水口；26、使用侧末端供水口；27、地源热泵使用侧出水口；28、地源热泵热源侧出水口；29、地源热泵热源侧回水口；30、热源侧出水三通；31、太阳能光伏水泵进水口；32、太阳能光伏水泵出水口；33、太阳能板分支管进水三通；34、太阳能板进水口；35、太阳能板出水口；36、太阳能板分支管出水三通；37、太阳能光伏板电输出口；38、电缆；39、电网电输入口；40、热源侧回水管；41、热源侧出水管；42、使用侧回水管；43、使用侧出水管；44、使用侧末端供水三通；45、使用侧换热器进水口；46、使用侧换热器出水口；47、热源侧换热器进水口；48、热源侧换热器出水口；49、使用侧出水温度传感器；50、热源侧出水温度传感器。

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、完整的描述，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。

参照图1和图2，本实用新型提供的一种实施例：一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置，包括地源热泵机组1、使用侧循环泵2、承压保温水箱3、使用侧末端4、太阳能光伏水泵5、太阳能板6、电网7、地埋管8、地源热泵热源侧回水口29、地源热泵热源侧出水口28、热源侧循环泵10和系统控制单元11，地源热泵机组1通过水路管道连接太阳能板6和地埋管8，地源热泵机组1通过水路管道连接承压保温水箱3和使用侧末端4，地源热泵机组1内部下部固定连接有压缩机12和第一换热器14、压缩机12右部固定连接有四通阀13，第一换热器14左部固定连接有电子膨胀阀15，地源热泵机组1中部固定连接有中隔板16，中隔板16上部固定连接有第二换热器17，中隔板16右部上侧固定连接有系统控制单元一18；地源热泵机组1左侧上部设置有热源侧换热器出水口48，地源热泵机组1左侧下部设置有热源侧换热器进水口47，地源热泵机组1右侧下部设置有使用侧换热器进水口45，地源热泵机组1右侧上部设置有使用侧换热器出水口46，承压保温水箱3右侧设置有使用侧末端4.承压保温水箱3左部设置有承压保温水箱出口22，承压保温水箱3右部设置有承压保温水箱进口23，承压保温水箱3左侧设置有使用侧循环泵2，使用侧循环泵2输出端设置有地源热泵使用侧回水口19，使用侧循环泵2输入端设置有使用侧循环泵进口21；系统控制单元11分别与地源热泵机组1、使用侧循环泵2、热源侧循环泵10、太阳能光伏水泵5之间电性连接，太阳能板6通过电缆与电网7之间电性连接；四通阀13通过管道连接在电子膨胀阀15的进口处。

参照图1和图2，第一换热器14和第二换热器17分别通过管道与四通阀13的其中一个接口连接，第一换热器14和第二换热器17的输出端通过管道与四通阀13的输入端之间连接；压缩机12输出端通过管道与四通阀13的输入口连接；地源热泵机组使用侧出水口27通过使用侧出水管43与使用侧末端供水三通44之间连接，地源热泵机组使用侧回水口19通过使用侧回水管42与使用侧末端回水三通24之间连接；地源热泵热源侧回水口29通过热源侧回水管40与地埋管8连接，地源热泵热源侧出水口28通过热源侧出水管41与地埋管8连接；地源热泵热源侧回水口29通过热源侧回水管40与太阳能板6连接，地源热泵热源侧出水口28通过热源侧出水管41与太阳能板6连接。

工作原理：首先制热时，地源热泵机组1通过地埋管8从地下土壤吸取热量，并将热量经过第二换热器17中的管道，传递给内部的制冷剂，制冷剂吸热后蒸发变成气态，变成气态后的制冷剂进入压缩机12，通过压缩使其温度和压力进一步升高，然后被加热的制冷剂通过四通阀13进入第一换热器14中，在其中与来自使用侧末端4的循环水进行换热，然后通过热量传递实现热泵系统的高效运行，经第一换热器14换热后的制冷剂经过电子膨胀阀15节流后，再进入第二换热器17重新吸收来自地埋管8的热量，制冷剂被加热，再通过管道返回到地源热泵机组1的压缩机12，循环再次进行，同时使用侧循环泵2将使用侧末端4的循环水从承压保温水箱3中抽取，经过循环水管道通过地源热泵使用侧回水口进入第一换热器14并与制冷剂进行换热，经过换热后的循环水通过地源热泵使用侧出水口被输送到使用侧末端4，从而提供制热功能。

制冷时，地源热泵机组1通过使用侧末端4从室内房间吸取热量，并将热量经过第一换热器14中的管道，传递给内部的制冷剂，制冷剂吸热后蒸发变成气态，变成气态后的制冷剂进入压缩机12，通过压缩使制冷剂温度和压力进一步升高，然后高温高压的制冷剂通过四通阀13进入第二换热器17中，在其中与来自地埋管8的循环水进行换热，将热量传递给地埋管8从而传递给地埋管8周围的地下土壤，经第二换热器17换热后的制冷剂变成高压常温的制冷剂液体，经过电子膨胀阀15节流后，变成低温低压制冷剂气液混合态再进入第一换热器14重新吸收来自使用侧末端4的热量，使用侧末端4被吸热后温度降低，低温的使用侧末端4和室内房间空气换热后将室内房间温度降低，从而实现制冷功能，气液混合态制冷剂吸热后蒸发变成气态，变成气态后的制冷剂重新进入压缩机12，如此循环。

另外，当白天时，太阳能板吸收太阳的光热后，一部分转化为热量给管道内的水进行加热，通过太阳能光伏水泵5将加热后的水循环到地埋管8使其热量释放到地埋管8周围地下土壤进行补充热量和蓄存热量，另一部分光热转化为电能通过电缆进入电网7，这样既可避免使用时间久了土壤中热量逐步下降地埋管周围出现“僵土”从而导致地源热泵系统的制热效果大大降低的问题，又可以让多余的光热转化为电能进入电网产生经济价值。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置，包括地源热泵机组（1）、使用侧循环泵（2）、承压保温水箱（3）、使用侧末端（4）、太阳能光伏水泵（5）、太阳能板（6）、电网（7）、地埋管（8）、地源热泵热源侧回水口（29）、地源热泵热源侧出水口（28）、热源侧循环泵（10）和系统控制单元（11），其特征在于：所述地源热泵机组（1）通过水路管道连接太阳能板（6）和地埋管（8），所述地源热泵机组（1）通过水路管道连接承压保温水箱（3）和使用侧末端（4），所述地源热泵机组（1）内部下部固定连接有压缩机（12）和第一换热器（14）、所述压缩机（12）右部固定连接有四通阀（13），所述第一换热器（14）左部固定连接有电子膨胀阀（15），所述地源热泵机组（1）中部固定连接有中隔板（16），所述中隔板（16）上部固定连接有第二换热器（17），所述中隔板（16）右部上侧固定连接有系统控制单元一（18）。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置，其特征在于：所述地源热泵机组（1）左侧上部设置有热源侧换热器出水口（48），所述地源热泵机组（1）左侧下部设置有热源侧换热器进水口（47），所述地源热泵机组（1）右侧下部设置有使用侧换热器进水口（45），所述地源热泵机组（1）右侧上部设置有使用侧换热器出水口（46），所述承压保温水箱（3）右侧设置有使用侧末端（4）.所述承压保温水箱（3）左部设置有承压保温水箱出口（22），所述承压保温水箱（3）右部设置有承压保温水箱进口（23），所述承压保温水箱（3）左侧设置有使用侧循环泵（2），所述使用侧循环泵（2）输出端设置有地源热泵使用侧回水口（19），所述使用侧循环泵（2）输入端设置有使用侧循环泵进口（21）。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置，其特征在于：所述系统控制单元（11）分别与地源热泵机组（1）、使用侧循环泵（2）、热源侧循环泵（10）、太阳能光伏水泵（5）之间电性连接，所述太阳能板（6）通过电缆与电网（7）之间电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置，其特征在于：所述四通阀（13）通过管道连接在电子膨胀阀（15）的进口处。

5.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置，其特征在于：所述第一换热器（14）和第二换热器（17）分别通过管道与四通阀（13）的其中一个接口连接，所述第一换热器（14）和第二换热器（17）的输出端通过管道与四通阀（13）的输入端之间连接。

6.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置，其特征在于：所述压缩机（12）输出端通过管道与四通阀（13）的输入口连接。

7.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置，其特征在于：所述地源热泵机组使用侧出水口（27）通过使用侧出水管（43）与使用侧末端供水三通（44）之间连接，所述地源热泵机组使用侧回水口（19）通过使用侧回水管（42）与使用侧末端回水三通（24）之间连接。

8.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置，其特征在于：所述地源热泵热源侧回水口（29）通过热源侧回水管（40）与地埋管（8）连接，所述地源热泵热源侧出水口（28）通过热源侧出水管（41）与地埋管（8）连接。

9.根据权利要求1所述的一种太阳能地源热泵组合式蓄能装置，其特征在于：所述地源热泵热源侧回水口（29）通过热源侧回水管（40）与太阳能板（6）连接，所述地源热泵热源侧出水口（28）通过热源侧出水管（41）与太阳能板（6）连接。