專利名稱：太陽能-地源熱泵-地板輻射采暖聯(lián)合供熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可再生能源的高效利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及太陽能-地源熱泵-地板
輻射采暖聯(lián)合供熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，用于采暖空調(diào)方面的能源消耗總量 越來越大，占我國能耗總量的比例也越來越高。必將消耗大量的化石燃料(煤、石油、天然 氣等)，既加劇了能源的供應(yīng)緊張狀況又帶來日益嚴(yán)重的環(huán)境問題。因此，大力開發(fā)和利用 地?zé)帷⑻柲艿瓤稍偕茉醋鳛榻ㄖ膳涂照{(diào)的冷、熱源，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、減少常規(guī)能源 消耗和污染物排放，對(duì)于改善環(huán)境質(zhì)量、促進(jìn)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的戰(zhàn)略意義和現(xiàn) 實(shí)的迫切需要，并成為近年來世界各國的研究熱點(diǎn)。專利CN1945173公開了多熱源多功能 太陽能熱泵系統(tǒng)的特點(diǎn)，專利CN1415923說明了土壤蓄熱式太陽能熱泵供熱系統(tǒng)及供熱方 法，專利CN1453516則介紹了太陽能熱泵空調(diào)系統(tǒng)和太陽能+空氣源熱泵空調(diào)系統(tǒng)等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服已有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種可以最大限度的提高低質(zhì)自然 能的利用效率，使熱泵機(jī)組的性能系數(shù)達(dá)到5. 0以上，達(dá)到節(jié)能減排的目的太陽能_地源熱 泵_地板輻射采暖聯(lián)合供熱系統(tǒng)。
本發(fā)明的太陽能-地源熱泵-地板輻射采暖聯(lián)合供熱系統(tǒng)，它包括
(1)太陽能集熱器； (2) —個(gè)蓄熱水箱，該蓄熱水箱的第一進(jìn)出口分別通過其上裝有第一、二閥的第一 進(jìn)出液管與太陽能集熱器的出、進(jìn)液口相連通，在所述的第一進(jìn)液管上設(shè)置第一閥的管路 上并聯(lián)設(shè)置有其上裝有第三循環(huán)水泵組的循環(huán)支管； (3) —個(gè)地埋管散熱器，該地埋管散熱器的入口通過其上依次裝有第三閥、第二電 磁閥、單向閥、第四閥和第一循環(huán)水泵組的第二進(jìn)液管與蓄熱水箱的第二出口相連并且該 地埋管散熱器的出口通過其上依次裝有第一電磁閥和第五閥的第二出液管與蓄熱水箱的 第二進(jìn)口相連； (4) —個(gè)由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、熱力膨脹閥組成的熱泵機(jī)組，所述的壓縮機(jī)的 進(jìn)口和出口之間通過其上裝有所述熱力膨脹閥并通過所述的蒸發(fā)器和冷凝器的閉路循環(huán) 管路相連，冷凝器的出水口通過其上裝有第三電磁閥的第三出液管與位于單向閥和第四閥 之間的第二進(jìn)液管相連通并且冷凝器的進(jìn)水口通過其上裝有第四電磁閥的第三進(jìn)液管與 所述的地埋管散熱器出口相連通，所述的蒸發(fā)器的入水口通過其上裝有第二循環(huán)水泵組的 第四進(jìn)液管與所述的蓄熱水箱的第三出口相連并且其出水口通過其上依次裝有第五電磁 閥和第六閥的第四出液管與所述蓄熱水箱的第三進(jìn)口相連； (5) —個(gè)地?zé)崴摰責(zé)崴ㄟ^其上裝有潛水泵組的第五出液管與所述的第 四進(jìn)液管位于第二循環(huán)水泵組出口端的的管路部分相連通，其上裝有第六電磁閥的第五進(jìn)液管一端與所述的第四出液管位于第五電磁閥進(jìn)口端的管路相連通并且其另一端插在所 述的地?zé)崴畠?nèi)； 所述的第一至第三循環(huán)水泵組以及潛水泵組分別包括依次相連設(shè)置的第一進(jìn)口 閥、循環(huán)水泵、第一出口閥和單向閥，所述的潛水泵組包括依次相連設(shè)置的第二進(jìn)口閥、潛 水泵、第二出口閥和單向閥。 所述的第一至第三循環(huán)水泵組以及潛水泵組分別包括依次相連設(shè)置的進(jìn)口閥、循
環(huán)水泵、出口閥和單向閥。 本發(fā)明的有益效果是 (1)通過該系統(tǒng)可以用太陽能和地?zé)岬瓤稍偕茉刺娲鷤鹘y(tǒng)的化石燃料為房間采 暖提供熱源； (2)通過太陽能集熱系統(tǒng)和地源水之間的耦合和自動(dòng)轉(zhuǎn)換，可以最大限度的提高
低質(zhì)自然能的利用效率，使熱泵機(jī)組的性能系數(shù)達(dá)到5.0以上，達(dá)到節(jié)能減排的目的； (3)根據(jù)熱水溫度較低的特點(diǎn)，本系統(tǒng)的采暖房間8用地板輻射采暖方式替代傳
統(tǒng)的暖氣片散熱器，可以在相同的人體舒適度的前提下節(jié)能10%左右； (4)由于太陽能和地?zé)峋鶠榫G色潔凈能源，因此可以減少污染物排放，對(duì)保護(hù)環(huán)境
具有積極作用。


附圖是本發(fā)明的太陽能_地源熱泵_地板輻射采暖聯(lián)合供熱系統(tǒng)的工藝流程示意 圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作以詳細(xì)描述。 本發(fā)明是根據(jù)太陽能、地?zé)崮艿鹊唾|(zhì)自然能的能流密度和變化特點(diǎn)，從實(shí)際需要 情況出發(fā)，結(jié)合地板輻射采暖系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)，通過優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和自動(dòng)控制轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)太陽能 和地?zé)崮艿母咝мD(zhuǎn)換和利用。 根據(jù)上述原理如附圖所示的本發(fā)明的太陽能_地源熱泵_地板輻射采暖聯(lián)合供熱 系統(tǒng)，它包括(l)太陽能集熱器l ;(2) —個(gè)蓄熱水箱3，該蓄熱水箱的第一進(jìn)出口分別通 過其上裝有第一、二閥的第一進(jìn)出液管與太陽能集熱器的出、進(jìn)液口相連通，在所述的第一 進(jìn)液管上設(shè)置第一閥的管路上并聯(lián)設(shè)置有其上裝有第三循環(huán)水泵組的循環(huán)支管；(3) —個(gè) 地埋管散熱器9，該地埋管散熱器的入口通過其上依次裝有第三閥、第二電磁閥02、單向閥、 第四閥和第一循環(huán)水泵組的第二進(jìn)液管與蓄熱水箱的第二出口相連并且其出口通過其上 依次裝有第一電磁閥D工和第五閥的第二出液管與蓄熱水箱的第二進(jìn)口相連；(4) 一個(gè)由壓 縮機(jī)4、冷凝器5、熱力膨脹閥6和蒸發(fā)器7組成的熱泵機(jī)組，所述的壓縮機(jī)的進(jìn)口和出口之 間通過其上裝有熱力膨脹閥6并通過所述的蒸發(fā)器和冷凝器的閉路循環(huán)管路相連，冷凝器 的出水口通過其上裝有第三電磁閥D3的第三出液管與位于單向閥和第四閥之間的第二進(jìn) 液管相連通并且其進(jìn)水口通過其上裝有第四電磁閥D4的第三進(jìn)液管與所述的地埋管散熱 器9出口相連通，所述的蒸發(fā)器的入水口通過其上裝有第二循環(huán)水泵組的第四進(jìn)液管與所 述的蓄熱水箱的第三出口相連并且其出水口通過其上依次裝有第五電磁閥D5和第六閥的第四出液管與所述蓄熱水箱的第三進(jìn)口相連；(5) —個(gè)地?zé)崴?，該地?zé)崴ㄟ^其上裝 有潛水泵組的第五出液管與所述的第四進(jìn)液管位于第二循環(huán)水泵組出口端的管路部分相 連通，其上裝有第六電磁閥De的第五進(jìn)液管一端與所述的第四出液管位于第五電磁閥D5進(jìn) 口端的管路相連通并且其另一端插在所述的地?zé)崴畠?nèi)；所述的第一至第三循環(huán)水泵組分 別包括依次相連設(shè)置的第一進(jìn)口閥、循環(huán)水泵BrB3、第一出口閥和單向閥。所述的潛水泵 組包括依次相連設(shè)置的第二進(jìn)口閥、潛水泵Bp第二出口閥和單向閥。 所述的第一至第六閥以及第一、二進(jìn)出口閥用于控制裝該閥的管路的流體的通 斷，可以為截止閥，也可以為閘閥。 通過對(duì)太陽能_地?zé)崮躝地板輻射采暖系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)和合理匹配，最大限度的 利用可再生能源替代常規(guī)能源為建筑物采暖提供熱量；通過先進(jìn)合理的智能控制設(shè)計(jì)，實(shí) 現(xiàn)太陽能集熱系統(tǒng)與地源熱泵之間的自動(dòng)轉(zhuǎn)換和耦合，實(shí)現(xiàn)太陽能與地?zé)崮艿淖罴哑ヅ浜?優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，最大限度的提高熱泵機(jī)組的性能系數(shù)。 在該系統(tǒng)中，太陽能集熱器1的主要作用是收集太陽能的熱量并加熱流過其中的 水；地?zé)崴?的主要作用是作為熱泵機(jī)組的熱源；蓄熱水箱3的作用是儲(chǔ)存被太陽能集 熱器加熱后的熱水，并用于直接采暖或作為熱泵機(jī)組的熱源；壓縮機(jī)4、冷凝器5、熱力膨脹 閥6、蒸發(fā)器7及連接管道和閥門組成一個(gè)熱泵機(jī)組，作為采暖房間冬季采暖的熱源；地埋 管散熱器9的主要作用是向房間提供熱量；為提高熱泵機(jī)組的性能系數(shù)和充分利用蓄熱水 箱中熱水的熱量，在不同的溫度區(qū)間通過控制電磁閥DrD4和水泵BrB4的開啟和關(guān)閉來實(shí) 現(xiàn)不同的采暖熱水循環(huán)。
本裝置的工作流程如下 1.當(dāng)蓄熱水箱的水溫tx > 50°C時(shí)，電磁閥和循環(huán)水泵開啟，D3_D6和B2_B4 關(guān)閉。熱水自蓄熱水箱3經(jīng)由電磁閥Dy循環(huán)水泵B^地埋管散熱器9、電磁閥D工返回到蓄 熱水箱3，完成一個(gè)熱水采暖循環(huán)； 2.當(dāng)17"《tx〈5(TC時(shí)，關(guān)閉Di和D2，開啟D3、D5、B2和壓縮機(jī)4，蓄熱水箱中的 熱水在循環(huán)水泵B2的作用下，流經(jīng)蒸發(fā)器7、電磁閥Ds后流回到蓄熱水箱3中，為熱泵機(jī)組 提高熱量；由熱泵機(jī)組產(chǎn)生的高溫?zé)崴?jīng)冷凝器5經(jīng)DfB^g-W后又流回5，構(gòu)成另一個(gè)熱 水采暖循環(huán)； 3.當(dāng)tx < 17"時(shí)，開啟D6和B4，關(guān)閉D5和B2，由地?zé)崴?中的水作為熱泵機(jī)組 的熱源，由熱泵機(jī)組提供高溫?zé)崴疄椴膳块g8進(jìn)行供暖。 4.當(dāng)蓄熱水箱中的水溫tx > 5(TC時(shí)，系統(tǒng)又恢復(fù)到工作狀態(tài)1對(duì)采暖房間進(jìn)行 供暖。
權(quán)利要求
太陽能-地源熱泵-地板輻射采暖聯(lián)合供熱系統(tǒng)，其特征在于它包括(1)太陽能集熱器；(2)一個(gè)蓄熱水箱，該蓄熱水箱的第一進(jìn)出口分別通過其上裝有第一、二閥的第一進(jìn)出液管與太陽能集熱器的出、進(jìn)液口相連通，在所述的第一進(jìn)液管上設(shè)置第一閥的管路上并聯(lián)設(shè)置有其上裝有第三循環(huán)水泵組的循環(huán)支管；(3)一個(gè)地埋管散熱器，該地埋管散熱器的入口通過其上依次裝有第三閥、第二電磁閥、單向閥、第四閥和第一循環(huán)水泵組的第二進(jìn)液管與蓄熱水箱的第二出口相連并且該地埋管散熱器的出口通過其上依次裝有第一電磁閥和第五閥的第二出液管與蓄熱水箱的第二進(jìn)口相連；(4)一個(gè)由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、熱力膨脹閥組成的熱泵機(jī)組，所述的壓縮機(jī)的進(jìn)口和出口之間通過其上裝有所述熱力膨脹閥并通過所述的蒸發(fā)器和冷凝器的閉路循環(huán)管路相連，冷凝器的出水口通過其上裝有第三電磁閥的第三出液管與位于單向閥和第四閥之間的第二進(jìn)液管相連通并且冷凝器的進(jìn)水口通過其上裝有第四電磁閥的第三進(jìn)液管與所述的地埋管散熱器出口相連通，所述的蒸發(fā)器的入水口通過其上裝有第二循環(huán)水泵組的第四進(jìn)液管與所述的蓄熱水箱的第三出口相連并且其出水口通過其上依次裝有第五電磁閥和第六閥的第四出液管與所述蓄熱水箱的第三進(jìn)口相連；(5)一個(gè)地?zé)崴?，該地?zé)崴ㄟ^其上裝有潛水泵組的第五出液管與所述的第四進(jìn)液管位于第二循環(huán)水泵組出口端的的管路部分相連通，其上裝有第六電磁閥的第五進(jìn)液管一端與所述的第四出液管位于第五電磁閥進(jìn)口端的管路相連通并且其另一端插在所述的地?zé)崴畠?nèi)；所述的第一至第三循環(huán)水泵組以及潛水泵組分別包括依次相連設(shè)置的第一進(jìn)口閥、循環(huán)水泵、第一出口閥和單向閥，所述的潛水泵組包括依次相連設(shè)置的第二進(jìn)口閥、潛水泵、第二出口閥和單向閥。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能_地源熱泵_地板輻射采暖聯(lián)合供熱系統(tǒng)，其特征在 于所述的第一至第六閥以及第一、二進(jìn)、出口閥為截止閥或閘閥。
全文摘要
本發(fā)明公開了太陽能-地源熱泵-地板輻射采暖聯(lián)合供熱系統(tǒng)，它包括太陽能集熱器；與太陽能集熱器相連通的蓄熱水箱；一個(gè)地埋管散熱器，該地埋管散熱器的入口、出口與蓄熱水箱的第二出、進(jìn)口相連；一個(gè)熱泵機(jī)組，熱泵機(jī)組的冷凝器的出、進(jìn)水口與地埋管散熱器進(jìn)、出口相連通，熱泵機(jī)組的蒸發(fā)器的入水口通過其上裝有第二循環(huán)水泵組的第四進(jìn)液管與蓄熱水箱的第三出口相連并且其出水口通過其上裝有第五電磁閥的第四出液管與蓄熱水箱的第三進(jìn)口相連；一個(gè)地?zé)崴?，該地?zé)崴ㄟ^其上裝有潛水泵組的第五出液管與所述的第四進(jìn)液管相連通，其上裝有第六電磁閥的第五進(jìn)液管一端與第四出液管相連通；采用本發(fā)明方法使熱泵機(jī)組的性能系數(shù)達(dá)到5.0以上。
文檔編號(hào)F24D11/02GK101701733SQ200910250090
公開日2010年5月5日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者孫敬龍, 張于峰, 杜丹, 鄧娜, 馬洪亭 申請(qǐng)人:天津大學(xué)