[实用新型]太阳能与地源热泵联合制热水系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及可再生能源领域，尤其是一种太阳能与地源热泵联合制热水系统。 

背景技术

太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，也是清洁能源，不产生任何环境污染。自上个世纪70年代以来，由于煤、石油、天燃气等不可再生能源逐渐匮乏，世界上许多国家掀起了开发利用太阳能和可再生能源的热潮。利用太阳能进行冬季采暖及全年供热水无疑是一种节能环保的供暖方式，但是受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度的限制以及晴、阴、云、雨等随机条件的影响，所以到达地面的太阳辐射既是间断的，又是不稳定的。 

地源热泵机组是利用地球表面浅层的地热资源（通常小于400米深）作为冷热源，进行能量转换的供热供冷系统。地表浅层地热资源是指地表土壤、地下水或河流、湖泊中吸收太阳能、地热能而蕴藏的低品位热能，它不受地域、资源等限制，真正是量大而广，无处不在，但是热泵机组机组若单独运行时容易导致地温不平衡，并且所需打井埋管数量较多，因此地源热泵机组在一定层面上还需要其他能源做补充。 

目前，人们已经意识到太阳能与地源热泵机组联合运行的重要性，但由于这一技术的不太成熟，在联合运行过程中存在很多问题，如中国发明专利申请2007200297109.7，200710061457.3和200820021980.3分别提出了太阳能辅助土壤源热泵机组供热系统的优化装置，这些系统优越性在于地下埋管换热器循环水泵和太阳能集热系统循环水泵能够根据空调系统负荷的变化开启和关闭，实现太阳能、地热能等可再生能源的多能回补，互为各用，节省了空调系统运行的费用。但没有考虑到冬夏季不平衡问题和热水综合供给问题。另一方面，现有的太阳能与地源热泵机组结合的系统很少设计有两个储热水箱，现有的设计在产生生活热水尤其加上对土壤进行补充热量方面均存在一定的不便。现有的太阳能与地源热 

因此，如何设计一种太阳能与地源热泵机组联合集中供热水，并实现定期的对土壤补热的系统，就成为本领域技术人员需要解决的一个技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种的太阳能与地源热泵机组联合制热水系统，它可以克服现有技术中的缺点，解决太阳能辅助土壤源热泵机组供热系统中太阳能利用的间断性及其不可靠性，该系统有两大主要功能：一方面，该系统不仅能够充分利用太阳能辐射弥补冬季热负荷大地区土壤源热泵机组制热量不足、制热效率低及埋管多、投资大等缺陷，同时可以使土壤温度得到一定程度的恢复；另一方面，该系统增加的控制部件，可以有效的调节热水的温度和供水时间，在节约运行成本的前提下，达到最大的经济效益，地源热泵机组的间歇性运行有利于土壤温度的恢复。以上均能提高土壤源热泵机组的性能系数。 

实现本实用新型的技术方案为： 

一种太阳能与地源热泵联合制热水系统，包括太阳能热水子系统、热泵机组、板式换热器、机房储热水箱、地下埋管换热子系统，其特征在于：所述的太阳能热水系统包括太阳能集热器、太阳能储热水箱、太阳能集热循环泵、太阳能补热循环泵；太阳能集热器通过循环管道与太阳能储热水箱连接；太阳能储热水箱通过管道与机房储热水箱连接；太阳能储热水箱通过循环管道与板式换热器连接；热泵机组分别通过循环管道与机房储热水箱、地下埋管换热子系统连接，所述的板式换热器通过循环管道与地下埋管换热子系统连接，机房储热水箱上连接有热水供水管。

   所述的太阳能储热水箱和机房储热水箱内均设置有温度和水位传感器。 

  太阳能集热器与太阳能储热水箱之间的循环管道上设有太阳能集热循环泵；连接在太阳能储热水箱与板上换热器之间的循环管道上设有太阳能补热循环泵；热泵机组与机房储热水箱之间的循环管道上设有热水循环泵；热泵机组与地下埋管换热子系统之间的循环管道上设有地能循环泵，板式换热器与与地下埋管换热子系统之间的循环管道上设有地源侧补热循环泵。 

具体来说： 

太阳能热水系统是太阳能集热器出水口与太阳能储热水箱底部相连，通过太阳能集热器集热量来加热太阳能储热水箱中的水。所述太阳能储热水箱内设置有温度及水位传感器，所述热水箱的底部设置有泄水管，冷水给水管设置有电磁阀和流量计。

所述太阳能储热水箱的功能在于：把太阳能产生的热水暂时储存起来，打开闸阀Z5，一部分热水进入到机房储热水箱供用户使用；打开闸阀Z6，Z7，太阳能补热循环泵把热水供到板式换热器（所述的板式换热器的一端连有太阳能储热水箱的供回水管，另一端连接的是地下埋管换热子系统），在板式换热器中进行热量交换，把太阳能产生的热量储存到地下，以维持地温的稳定。