[实用新型]太阳能低温热发电复合地源热泵系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及热泵供暖空调领域及太阳能低温热发电领域，具体是太阳能低温热发电复合地源热泵系统，该系统可作为严寒地区民用建筑和公共建筑的供暖空调系统冷热源，特别适用于严寒地区距集中供暖热网管线较远、对大气环境要求严格经常断电地区的建筑对象。

背景技术

我国幅员辽阔，绝大部分地区处于严寒和寒冷地区，这些地区的建筑都需要使用供暖空调系统，城市建筑的快速发展给地源热泵系统在建筑暖通空调系统中的应用带来了巨大的发展潜力。严寒地区冬季供暖期长、热负荷很大，而夏季空调期相对较短，冷负荷较小，土壤的平均温度较低，若单独使用地源热泵系统进行供暖、空调，势必会造成系统对土壤取热和补热的不一致，土壤换热器周围的土壤温度将会逐年下降，长时间运行后，埋管换热器周围的土壤温度场会出现不可恢复的恶化，同时随着换热器周围土壤温度逐渐下降，热泵的制热性能系数也逐渐下降，甚至会出现出力不足的现象。为了实现换热器周围土壤温度场以年为周期的热平衡，保证热泵机组的高效运行，必须向土壤补充热量。太阳能是取之不尽、用之不竭的能源，利用太阳能集热器收集的太阳热对土壤进行补热，同时间歇作为热源进行供暖是一个很好的选择，虽然补热过程仅运行循环泵，但是仍然要消耗一定的电能，若发生断电事故，水泵无法正常工作，经常会使太阳能集热器温度过高导致爆管，使系统的安全性降低。

针对上述问题，本实用新型提出了太阳能低温热发电复合地源热泵系统，该系统利用太阳能作为高温热源，将土壤作为低温热源，采用有机郎肯循环发电，以驱动蓄热循环泵、供冷循环泵等，使得该系统可以实现零能耗蓄热，同时还可以避免因停电造成的集热器故障问题发生。与传统的太阳能低温热发电系统相比，该系统采用了温度更低、更稳定的土壤冷源，发电效率大大提高。

发明内容

本实用新型提供太阳能低温热发电复合地源热泵系统，该装置实现了太阳能、浅层土壤热能高效利用，系统结构紧凑，便于安装，运行控制灵活。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

1. 太阳能低温热发电复合地源热泵系统，其系统包括太阳能集热器1、蓄热系列土壤换热器2、供冷系列土壤换热器3、第一热交换器4、第二热交换器5、第三热交换器6、膨胀机7、发电机8、地源热泵冷热水机组9、增压泵10、第一循环泵11、第二循环泵12、第三循环泵13、第四循环泵14、蓄电装置24等组成；所述的太阳能集热器1的出口经第一阀门15与第一热交换器4的热侧入口相连；所述的第一热交换器4的热侧出口经第一循环泵11与太阳能集热器1的进口相连；第一热交换器4的冷侧出口经膨胀机7与第二热交换器5的热侧入口相连；所述的第二热交换器5的热侧出口经增压泵10与第一热交换器4的冷侧入口相连；第二热交换器5的冷侧出口经第三阀门17与蓄热系列土壤换热器2的入口相连；所述的蓄热系列土壤换热器2的出口经第二循环泵12与第二热交换器5的冷侧入口相连；所述的膨胀机7的出口依次与发电机8、蓄电装置24相连；所述的供冷系列土壤换热器3的出口经第三循环泵13、第五阀门19与第三热交换器6的热源侧入口相连；所述的第三热交换器6的热源侧出口与供冷系列土壤换热器3的入口相连；所述的地源热泵冷热水机组9供热工况时的蒸发器侧冷冻水出口经第六阀门20、第四阀门18与蓄热系列土壤换热器2的入口相连；地源热泵冷热水机组9供热工况时的蒸发器侧冷冻水入口经第二阀门16、第二循环泵12与蓄热系列土壤换热器2的出口相连；地源热泵冷热水机组9供热工况时的蒸发器侧冷冻水出口经第六阀门20与供冷系列土壤换热器3的入口相连；地源热泵冷热水机组9供热工况时的蒸发器侧冷冻水入口经第三循环泵13与供冷系列土壤换热器3的出口相连；地源热泵冷热水机组9供热工况时的冷凝器侧冷却水出口经第九阀门23、第四循环泵14与用户的供水管道相连；地源热泵冷热水机组9供热工况时的冷凝器侧冷却水入口与用户的回水管道相连；所述的第三热交换器6的热源侧入口与太阳能集热器1的出口相连；第三热交换器6的热源侧出口经第七阀门21、第一循环泵11与太阳能集热器1的入口相连；第三热交换器6的用户侧入口经第四循环泵14与用户的供水管道相连；第三热交换器6的用户侧出口经第八阀门22与用户的回水管道相连。

本实用新型所述的太阳能低温热发电复合地源热泵系统，其特征在于：所述的第一热交换器、第二热交换器和第三热交换器为水冷换热器。

本实用新型所述的太阳能低温热发电复合地源热泵系统，其特征在于：所述的蓄电装置可分别向蓄热循环泵、供冷循环泵和生活用电设备供电。