一种适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统，包括太阳能系统、地下换热系统、末端供暖系统和土壤源热泵，太阳能系统包括太阳能集热器、太阳能集热循环泵和蓄热水箱，地下换热系统包括地埋管换热器和土壤侧循环泵，末端供暖系统包括风机盘管和负荷侧循环泵。本实用新型专利技术提供的技术方案在冬季时使用土壤源热泵与太阳能联合供暖，在其它季节时利用太阳能向浅层土壤补充热量，从根本上解决了北方寒冷地区采用土壤源热泵系统供暖造成的土壤温度逐年下降的问题，同时太阳能作为一种免费热源，能耗低，经济效益显著。本实用新型专利技术提供的技术方案自动化程度高，操作灵活方便，安全可靠，具有较强的针对性、实用性和推广价值。

A ground source heat pump and solar energy combined heating system for cold areas

The utility model discloses a combined ground source heat pump and solar energy heating system suitable for cold areas, which comprises a solar energy system, an underground heat exchange system, an end heating system and a ground source heat pump. The solar energy system comprises a solar energy collector, a solar energy collector circulating pump and a water storage tank, and the underground heat exchange system comprises a ground. The buried pipe heat exchanger and the soil side circulation pump, the end heating system includes the fan coil unit and the load side circulating pump. The technical scheme provided by the utility model uses the ground source heat pump and the solar energy for combined heating in winter, and uses the solar energy to supplement the heat to the shallow soil in other seasons, thus solving the problem that the soil temperature decreases year by year caused by the ground source heat pump system heating in the northern cold region, and the solar energy acts as the solar energy. A free heat source with low energy consumption and significant economic benefits. The technical scheme provided by the utility model has the advantages of high automation, flexible and convenient operation, safety and reliability, and strong pertinence, practicability and popularization value.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统
本技术涉及显示
，尤其涉及一种适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统。
技术介绍
土壤源热泵是一种国家大力推广的节能减排技术，它利用浅层土壤温度相对稳定、全年波动小的特点，在夏季时将热量排入土壤为建筑降温，在冬季时将土壤中储存的热量提取出来为建筑供暖。目前，土壤源热泵系统在我国中东部地区推广比较顺利，但是在北方寒冷地区却进展缓慢，究其原因主要是北方寒冷地区的冬季热负荷远远大于夏季冷负荷，土壤源热泵系统冬季从土壤中提取的热量得不到及时的补充，导致土壤温度逐年下降，无法保证供暖效果。因此，解决土壤温度场的平衡问题是土壤源热泵系统在北方寒冷地区推广的关键。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统，至少部分解决上述技术问题。为此，本技术提供一种适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统，包括太阳能系统、地下换热系统、末端供暖系统和土壤源热泵，所述太阳能系统包括太阳能集热器、太阳能集热循环泵和蓄热水箱，所述太阳能集热器通过管道分别与所述太阳能集热循环泵和所述蓄热水箱连接，所述蓄热水箱内设置有换热盘管，所述换热盘管通过调节阀门与所述地下换热系统连接，所述蓄热水箱通过管道与外部的软化水装置连接；所述地下换热系统包括地埋管换热器和土壤侧循环泵，所述地埋管换热器与所述土壤侧循环泵通过管道连接，所述地埋管换热器通过调节阀门与所述土壤源热泵连接，所述土壤侧循环泵通过调节阀门与所述土壤源热泵连接，所述地下换热系统用于通过所述调节阀门的切换在供热时与所述土壤源热泵的蒸发器连接，在供冷时与所述土壤源热泵的冷凝器连接；所述末端供暖系统包括风机盘管和负荷侧循环泵，所述风机盘管和所述负荷侧循环泵通过管道连接，所述风机盘管通过调节阀门与所述土壤源热泵连接，所述负荷侧循环泵通过调节阀门与所述土壤源热泵连接，所述末端供暖系统用于通过所述调节阀门的切换在供热时与所述土壤源热泵的冷凝器连接，在供冷时与所述土壤源热泵的蒸发器连接。可选的，所述太阳能集热循环泵用于当所述太阳能集热器的水温与所述蓄热水箱的水温之差大于或者等于15℃时开始运行；所述太阳能集热循环泵用于当所述太阳能集热器的水温与所述蓄热水箱的水温之差小于或者等于5℃时停止运行。可选的，所述太阳能集热循环泵用于当管道的水温小于7℃时开始运行。可选的，所述太阳能系统用于当所述蓄热水箱的水温大于或者等于45℃时，关闭所述地埋管换热器与所述土壤源热泵之间的调节阀门，同时打开所述换热盘管与所述地下换热系统之间的调节阀门；所述太阳能系统用于当所述蓄热水箱的水温小于或者等于25℃时，打开所述地埋管换热器与所述土壤源热泵之间的调节阀门，同时关闭所述换热盘管与所述地下换热系统之间的调节阀门。可选的，所述土壤侧循环泵用于当所述蓄热水箱的水温大于或者等于45℃时开始运行；所述土壤侧循环泵用于当所述蓄热水箱的水温小于或者等于25℃时停止运行。可选的，所述土壤源热泵的制热量为209kW，所述土壤源热泵的额定输入功率为55.2kW。可选的，所述地埋管换热器为地埋管换热井，所述地埋管换热井的数量为64，所述地埋管换热井的井深为100m，所述地埋管换热井之间的距离为5m；所述土壤侧循环泵的流量为88mm3/h，所述土壤侧循环泵的扬程为28m，所述土壤侧循环泵的输入功率为11kW。可选的，所述负荷侧循环泵的流量为44mm3/h，所述负荷侧循环泵的扬程为28m，所述负荷侧循环泵的输入功率为5.5kW。可选的，所述太阳能集热循环泵的流量为11m3/h，所述太阳能集热循环泵的扬程为28m，所述太阳能集热循环泵的输入功率为2.2kW；所述太阳能集热器的数量为49，所述太阳能集热器的集热面积为4m2。可选的，所述软化水装置的处理量为1t/h，所述蓄热水箱的长度为2.5m，宽度为2.5m，高度为2m。本技术具有下述有益效果：本技术提供的适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统，包括太阳能系统、地下换热系统、末端供暖系统和土壤源热泵，所述太阳能系统包括太阳能集热器、太阳能集热循环泵和蓄热水箱，所述地下换热系统包括地埋管换热器和土壤侧循环泵，所述末端供暖系统包括风机盘管和负荷侧循环泵，所述地下换热系统用于通过所述调节阀门的切换在供热时与所述土壤源热泵的蒸发器连接，在供冷时与所述土壤源热泵的冷凝器连接，所述末端供暖系统用于通过所述调节阀门的切换在供热时与所述土壤源热泵的冷凝器连接，在供冷时与所述土壤源热泵的蒸发器连接。本技术提供的技术方案在冬季时使用土壤源热泵与太阳能联合供暖，在其它季节时利用太阳能向浅层土壤补充热量。因此，本技术提供的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统从根本上解决了北方寒冷地区采用土壤源热泵系统供暖造成的土壤温度逐年下降的问题，同时太阳能作为一种免费热源，能耗低，经济效益显著。本技术提供的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统自动化程度高，操作灵活方便，安全可靠，具有较强的针对性、实用性和推广价值。附图说明图1为本技术实施例一提供的适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统的结构示意图；其中，附图标记为：1-土壤源热泵、2-地埋管换热器、3-土壤侧循环泵、4-负荷侧循环泵、5-风机盘管、6-太阳能集热循环泵、7-换热盘管、8-蓄热水箱、9-太阳能集热器、10～12-调节阀门。具体实施方式为使本领域的技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术提供的适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统进行详细描述。实施例一本实施例提供一种适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统，在冬季时使用土壤源热泵与太阳能联合供暖，在其它季节时利用太阳能向浅层土壤补充热量。因此，本实施例提供的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统从根本上解决了北方寒冷地区采用土壤源热泵系统供暖造成的土壤温度逐年下降的问题，同时太阳能作为一种免费热源，能耗低，经济效益显著。图1为本技术实施例一提供的适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统的结构示意图。如图1所示，本实施例提供一种适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统，包括太阳能系统、地下换热系统、末端供暖系统和土壤源热泵1，所述太阳能系统包括太阳能集热器9、太阳能集热循环泵6和蓄热水箱8，所述太阳能集热器9通过管道分别与所述太阳能集热循环泵6和所述蓄热水箱8连接，所述蓄热水箱8内设置有换热盘管7，所述换热盘管7通过调节阀门与所述地下换热系统连接，所述蓄热水箱8通过管道与外部的软化水装置连接。所述地下换热系统包括地埋管换热器2和土壤侧循环泵3，所述地埋管换热器2与所述土壤侧循环泵3通过管道连接，所述地埋管换热器2通过调节阀门与所述土壤源热泵1连接，所述土壤侧循环泵3通过调节阀门与所述土壤源热泵1连接，所述地下换热系统用于通过所述调节阀门的切换在供热时与所述土壤源热泵1的蒸发器连接，在供冷时与所述土壤源热泵1的冷凝器连接。所述末端供暖系统包括风机盘管5和负荷侧循环泵4，所述风机盘管5和所述负荷侧循环泵4通过管道连接，所述风机盘管5通过调节阀门与所述土壤源热泵1连接，所述负荷侧循环泵4通过调节阀门与所述土壤源热泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统，其特征在于，包括太阳能系统、地下换热系统、末端供暖系统和土壤源热泵，所述太阳能系统包括太阳能集热器、太阳能集热循环泵和蓄热水箱，所述太阳能集热器通过管道分别与所述太阳能集热循环泵和所述蓄热水箱连接，所述蓄热水箱内设置有换热盘管，所述换热盘管通过调节阀门与所述地下换热系统连接，所述蓄热水箱通过管道与外部的软化水装置连接；所述地下换热系统包括地埋管换热器和土壤侧循环泵，所述地埋管换热器与所述土壤侧循环泵通过管道连接，所述地埋管换热器通过调节阀门与所述土壤源热泵连接，所述土壤侧循环泵通过调节阀门与所述土壤源热泵连接，所述地下换热系统用于通过所述调节阀门的切换在供热时与所述土壤源热泵的蒸发器连接，在供冷时与所述土壤源热泵的冷凝器连接；所述末端供暖系统包括风机盘管和负荷侧循环泵，所述风机盘管和所述负荷侧循环泵通过管道连接，所述风机盘管通过调节阀门与所述土壤源热泵连接，所述负荷侧循环泵通过调节阀门与所述土壤源热泵连接，所述末端供暖系统用于通过所述调节阀门的切换在供热时与所述土壤源热泵的冷凝器连接，在供冷时与所述土壤源热泵的蒸发器连接。

【技术特征摘要】
1.一种适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统，其特征在于，包括太阳能系统、地下换热系统、末端供暖系统和土壤源热泵，所述太阳能系统包括太阳能集热器、太阳能集热循环泵和蓄热水箱，所述太阳能集热器通过管道分别与所述太阳能集热循环泵和所述蓄热水箱连接，所述蓄热水箱内设置有换热盘管，所述换热盘管通过调节阀门与所述地下换热系统连接，所述蓄热水箱通过管道与外部的软化水装置连接；所述地下换热系统包括地埋管换热器和土壤侧循环泵，所述地埋管换热器与所述土壤侧循环泵通过管道连接，所述地埋管换热器通过调节阀门与所述土壤源热泵连接，所述土壤侧循环泵通过调节阀门与所述土壤源热泵连接，所述地下换热系统用于通过所述调节阀门的切换在供热时与所述土壤源热泵的蒸发器连接，在供冷时与所述土壤源热泵的冷凝器连接；所述末端供暖系统包括风机盘管和负荷侧循环泵，所述风机盘管和所述负荷侧循环泵通过管道连接，所述风机盘管通过调节阀门与所述土壤源热泵连接，所述负荷侧循环泵通过调节阀门与所述土壤源热泵连接，所述末端供暖系统用于通过所述调节阀门的切换在供热时与所述土壤源热泵的冷凝器连接，在供冷时与所述土壤源热泵的蒸发器连接。2.根据权利要求1所述的适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统，其特征在于，所述太阳能集热循环泵用于当所述太阳能集热器的水温与所述蓄热水箱的水温之差大于或者等于15℃时开始运行；所述太阳能集热循环泵用于当所述太阳能集热器的水温与所述蓄热水箱的水温之差小于或者等于5℃时停止运行。3.根据权利要求1所述的适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统，其特征在于，所述太阳能集热循环泵用于当管道的水温小于7℃时开始运行。4.根据权利要求1所述的适用于寒冷地区的土壤源热泵与太阳能联合供暖系统，其特征在于，所述太阳能系统用于当所述蓄热水箱的水温大于或者等于45℃时，关闭所述地埋管换热器与所述土壤源热...

【专利技术属性】
技术研发人员：付文彪，岳丛俊，刘文辉，王俊，李文俊，
申请(专利权)人：山西省交通科学研究院，山西交科节能环保科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山西,14