基于跨季節(jié)蓄熱的太陽(yáng)能土壤源熱泵耦合空調(diào)供暖系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型適用于一種太陽(yáng)能蓄熱系統(tǒng)，特別是一種基于跨季節(jié)蓄熱的太陽(yáng)能土壤源熱栗耦合空調(diào)供暖。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的供暖方式，存在效率低、污染嚴(yán)重、浪費(fèi)能源等問(wèn)題，特別是目前全國(guó)范圍內(nèi)都面臨的嚴(yán)重霧霾天氣，更促使市場(chǎng)對(duì)清潔取暖方式的迫切需求。北京市2015年發(fā)布企事業(yè)單位嚴(yán)禁使用煤炭采暖的規(guī)定，而基于跨季節(jié)蓄熱技術(shù)的太陽(yáng)能土壤源熱栗耦合空調(diào)供暖系統(tǒng)節(jié)能減排，減少霧霾污染的有效途徑之一。
[0003]由于供暖需要的熱水用量遠(yuǎn)大于洗浴需要的熱水用量，為了保證冬季太陽(yáng)能供暖的效果，當(dāng)前的太陽(yáng)能采暖系統(tǒng)，在集熱器的設(shè)計(jì)上往往配置了較大的集熱面積，在除冬季以外的其他用熱水少的季節(jié)，往往需要采取遮蓋集熱器等措施減少熱水產(chǎn)生量，造成太陽(yáng)能資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。本項(xiàng)目研發(fā)了基于跨季節(jié)蓄熱技術(shù)的太陽(yáng)能土壤源熱栗耦合空調(diào)供暖系統(tǒng)，把夏季、晴朗、白天的太陽(yáng)輻射熱能盡量?jī)?chǔ)存起來(lái)，以供冬季、陰雨天、夜間使用，提高太陽(yáng)能集熱系統(tǒng)的全年綜合利用率，同時(shí)，夏季可實(shí)現(xiàn)空調(diào)功能。
[0004]在供冷季由于同時(shí)存在土壤源熱栗向土壤中放熱和太陽(yáng)能向土壤蓄熱的情況，如果只采用I組地埋管換熱器，會(huì)導(dǎo)致熱栗運(yùn)行效率和土壤的蓄熱效率都降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的就是為滿足市場(chǎng)的需要，提供一種基于跨季節(jié)蓄熱技術(shù)的太陽(yáng)能土壤源熱栗耦合空調(diào)供暖系統(tǒng)，通過(guò)地下土壤蓄熱體，解決了非采暖季熱量過(guò)剩問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了非采暖季節(jié)太陽(yáng)能的充分有效利用，維持土壤以年為周期的熱平衡，又能在滿足建筑物夏季供冷、冬季供暖要求基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能與地?zé)崮芫C合高效利用的復(fù)合能源系統(tǒng)。
[0006]在供冷季由于同時(shí)存在土壤源熱栗向土壤中放熱和太陽(yáng)能向土壤蓄熱的情況，土壤換熱器分為兩部分:蓄熱埋管(地埋管I)、空調(diào)埋管(地埋管2)，兩組地埋管在夏季各自獨(dú)立工作，提高了熱栗的供冷效率和太陽(yáng)能蓄熱效率。
[0007]為達(dá)上述目的，本實(shí)用新型一種基于跨季節(jié)蓄熱的太陽(yáng)能土壤源熱栗耦合空調(diào)供暖系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括集熱器、水箱、換熱器、蓄熱埋管、空調(diào)埋管、熱栗和散熱末端；
[0008]所述集熱器出水口經(jīng)水栗A連通所述水箱第一入水口，所述水箱第一出水口連通所述集熱器入水口，所述水箱第二出水口經(jīng)水栗E連通所述換熱器第一入水口，所述換熱器第一出水口連通所述水箱第二入水口，所述換熱器第二出水口分別連通所述熱栗第一入水口、所述蓄熱埋管入水口和所述空調(diào)埋管入水口，所述熱栗第一出水口分別連通所述蓄熱埋管入水口和經(jīng)水栗D連通所述空調(diào)埋管入水口，所述蓄熱埋管出水口經(jīng)水栗C連通所述換熱器第二入水口，所述空調(diào)埋管出水口分別連通所述蓄熱埋管出水口和所述熱栗第一入水口，所述熱栗第二出水口連通所述散熱末端入水口，所述散熱末端出水口經(jīng)水栗B連通所述熱栗第二入水口 ；
[0009]所述集熱器出水口和所述水栗A之間、所述水箱第一出水口與所述集熱器入水口之間、所述水箱第二出水口與所述換熱器第一入水口之間、所述換熱器第一出水口與所述水箱第二入水口之間、所述換熱器第二出水口與所述換熱器的分流口之間、所述換熱器的分流口與所述熱栗的合流口之間、所述熱栗的合流口與所述熱栗第一入水口之間、所述熱栗第一出水口與所述熱栗的分流口之間、所述熱栗和所述換熱器的合流口與所述熱栗的分流口之間、所述熱栗和所述換熱器的合流口與所述換熱器的分流口之間、所述熱栗和所述換熱器的合流口與所述蓄熱埋管的分流口之間、所述蓄熱埋管的分流口與所述蓄熱埋管入水口之間、所述蓄熱埋管出水口與所述蓄熱埋管的合流口之間、所述蓄熱埋管的合流口與所述空調(diào)埋管的分流口之間、所述空調(diào)埋管出水口與所述空調(diào)埋管的合流口之間、所述空調(diào)埋管的合流口與所述蓄熱埋管的分流口之間、所述空調(diào)埋管的分流口與所述熱栗的合流口之間、所述空調(diào)埋管的合流口與所述水栗D之間、所述水栗C與所述換熱器第二入水口之間、所述熱栗出水口與所述散熱末端入水口之間、所述水栗B與所述熱栗入水口之間分別設(shè)有閥門。
[0010]其中所述換熱器為板式換熱器。
[0011]其中所述蓄熱埋管和所述空調(diào)埋管為地埋管換熱器。
[0012]其中所述散熱末端為風(fēng)機(jī)盤管、地?zé)岜P管或散熱器。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于本實(shí)用新型取得了如下技術(shù)效果:
[0014]本實(shí)用新型將土壤換熱器分為兩部分:蓄熱埋管(地埋管I)、空調(diào)埋管(地埋管2)，兩組地埋管在夏季各自獨(dú)立工作。系統(tǒng)主要針對(duì)嚴(yán)寒和寒冷地區(qū)供暖季吸熱量遠(yuǎn)大于供冷季排熱量的地區(qū)，利用太陽(yáng)能集熱器收集非供熱季的太陽(yáng)能，通過(guò)地埋管換熱器儲(chǔ)存到土壤中，在供熱季通過(guò)土壤源熱栗把熱量取出進(jìn)行供熱，系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)夏季供冷，冬季供暖，其他季節(jié)蓄熱，維持地下土壤以年為周期的熱平衡。系統(tǒng)根據(jù)季節(jié)和溫度可以實(shí)現(xiàn)對(duì)水栗、熱栗、散熱末端和閥門的自動(dòng)控制。
[0015]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型基于跨季節(jié)蓄熱技術(shù)的太陽(yáng)能土壤源熱栗耦合空調(diào)供暖系統(tǒng)的示意圖。
[0017]附圖標(biāo)記說(shuō)明:1-21-閥門，22-集熱器;23-水箱;24-換熱器;25-熱栗；26-蓄熱埋管(地埋管I) ； 27-風(fēng)機(jī)盤管;28-空調(diào)埋管(地埋管2); 29-水栗A;30-水栗B; 31-水栗C;32-水栗D; 33-水栗E。
【具體實(shí)施方式】
[0018]以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型上述的和另外的技術(shù)特征和優(yōu)點(diǎn)作更詳細(xì)的說(shuō)明。
[0019]實(shí)施例
[0020]基于跨季節(jié)蓄熱技術(shù)的太陽(yáng)能土壤源熱栗耦合空調(diào)供暖系統(tǒng)可以分為集熱系統(tǒng)和供熱系統(tǒng)(蓄熱埋管為地埋管I，空調(diào)埋管為地埋管2)。
[0021]集熱系統(tǒng)的控制與季節(jié)無(wú)關(guān)，系統(tǒng)采用差分控制，當(dāng)集熱器22進(jìn)出口溫差大于溫差上限7°C，則開啟水栗A，把集熱器22中的熱水從出水口輸送到水箱23上部，同時(shí)把水箱23底部的冷水輸送到集熱器22進(jìn)水口；當(dāng)集熱器22進(jìn)出口溫差小于溫差下限2°C，則關(guān)閉水栗A停止集熱。
[0022]供熱系統(tǒng)的控制取決于季節(jié)和系統(tǒng)控制溫度的變化，共選用五種運(yùn)行模式。在蓄熱期即春秋過(guò)渡季，太陽(yáng)能集熱器通過(guò)兩組地埋管向土壤蓄熱，地埋管周圍的土壤溫度會(huì)上升(模式I)。在供冷期，太陽(yáng)能收集的熱量全部蓄到地埋管I中(模式2)。此外，在供冷期熱栗從地埋管2中提取冷量(模式3)，相當(dāng)于把末端負(fù)荷的熱量也排到土壤中。結(jié)果是兩組地埋管周圍的土壤溫度會(huì)繼續(xù)上升，模式2和模式3互不干擾，存在同時(shí)運(yùn)行的情況。在供暖期，當(dāng)水箱溫度比較低時(shí)，兩組地埋管并聯(lián)提供熱栗源側(cè)的熱量(模式4)，地埋管換熱器周圍的土壤溫度降低；當(dāng)水箱溫度比較高時(shí)，兩組地埋管并聯(lián)后再通過(guò)板式換熱器與水箱中的水換熱，共同提供熱栗源側(cè)的熱量(模式5)，地埋管換熱器周圍的土壤溫度降低。以下，分別按春秋季(蓄熱季)、夏季、冬季的系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行說(shuō)明:
[0023]春秋季:
[0024]太陽(yáng)光照到集熱器上，使集熱器和水箱中的水溫升高。根據(jù)水箱溫度T2采用差分控制，當(dāng)水