CN102313329A

CN102313329A - 带地热平衡及储能装置的太阳能空气能地源空调装置

Info

Publication number: CN102313329A
Application number: CN201110267183A
Authority: CN
Inventors: 张云峰; 许本亮; 常峥嵘; 王新华
Original assignee: Changsha University of Science and Technology
Current assignee: Changsha University of Science and Technology
Priority date: 2011-09-09
Filing date: 2011-09-09
Publication date: 2012-01-11

Abstract

本发明公开了一种带地热平衡及储能装置的太阳能空气能地源空调装置。它包括太阳能集热器、空气源冷却塔、热泵机组、地下埋管、空调用户端、补水装置、电动阀和水泵，所述的热泵机组、地下埋管、补水装置、电动阀、水泵连接构成机组侧主回路，所述的太阳能集热器、电动阀、水泵组成一辅助集热回路接入机组侧主供水回路，所述的空气源冷却塔、电动阀、水泵组成一辅助冷却回路接入机组侧主供水回路，所述的热泵机组、电动阀、水泵和空调用户端连接构成用户侧回路。本发明充分利用地热、太阳能、空气能来提供制冷或制热，并具有环保、节能、低能耗、低运行成本的优点。

Description

带地热平衡及储能装置的太阳能空气能地源空调装置

技术领域

本发明涉及一种空调装置，特别涉及一种带地热平衡及储能装置的太阳能空气能地源空调装置。

背景技术

随着人口的增长、经济的发展以及社会的进步，能源的消耗也快速增长，同时也导致了生态环境的污染和破坏。20世纪全球经济社会的高速发展以及随之出现的能源危机，特别是近年来能源价格的攀升，为人们敲响了能源面临枯竭的警钟。而随着公众环保意识的加强，节能减排也越来越受到人们的关注。尤其是 “绿色奥运”的口号，更让建筑节能的概念深入人心。在保护和利用好现有能源的基础上，人们正以极大的努力去寻找解决目前能源紧缺的措施。目前的主要措施有两条：一是开发新的可利用能源；二是节能。在节能方面，一是减少各种能量损失和浪费，即从能源的量上着手；再就是利用低品位能源代替部分高品位能源的使用，即从能源的品质上着手，如工业废热、空气、大地、水以及太阳能等。在尚未有效利用的低品位能源中，地热能有着巨大的应用潜力。

目前，地源热泵已是一种较为成熟的技术，国外特别是北欧国家已有很多工程实例，国内也已经有了成功的应用，并且已逐渐显示出了其在节能方面的良好性能。地源热泵是利用地热能作为热源进行制冷、制热循环的一种空调装置。它具有热量输出稳定、COP值高、换热效果好、机组结构紧凑等优点。利用地源热泵系统对建筑物供冷或供热，充分利用了地热能，减少了对高位能源的消耗。不仅节约了能源，而且减少了环境污染，此外由于地源热泵机组工作效率高。机房占地面积小，大大降低了运行费用。因此地热能作为可再生能源用于建筑物的空调系统已经得到了大家的认可，而且在国内的应用逐渐增多。目前，利用地源热泵系统为建筑物供冷、供热已有一些应用的实例。利用土壤与环境的温差获取热能具有十分巨大的能量资源前景。地源热泵系统的节能、环保的特点，是进行供暖，制冷的空调技术新趋势。

然而传统的地源热泵系统通常还存在冷凝温度和蒸发温度受地温变化而发生变化，回填材料热阻高、系统初投资费用大、长期使用供暖制冷效果差、使用年限较短等问题。再加上各地区地理条件、材料、设备、工艺等不同，导致设计不合理，不是造成高额的投资、形成巨大浪费，就是容量不够，在短期内达到热饱和，使系统报废，或者系统各部分不匹配，发挥不出地源热泵应有的巨大优势。

发明内容

为了解决与上述技术问题，本发明提供了一种环保、节能、低能耗、低运行成本的带地热平衡及储能装置的太阳能空气能地源空调装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：包括太阳能集热器、空气源冷却塔、热泵机组、地下埋管、空调用户端、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀、第五电动阀、第六电动阀、第七电动阀、第八电动阀、第九电动阀、第十电动阀、第十一电动阀、第一水泵、第二水泵、第三水泵和第四水泵，所述的热泵机组、第四电动阀、第十电动阀、第十一电动阀、地下埋管、补水装置、第三水泵、第三电动阀和第五电动阀连接构成机组侧主回路，所述的太阳能集热器、第六电动阀、第一水泵、第七电动阀组成一辅助集热回路接入机组侧主供水回路，所述的空气源冷却塔、第八电动阀、第二水泵、第九电磁阀组成一辅助冷却回路接入机组侧主供水回路，所述的热泵机组、第一电动阀、第四水泵、第二电动阀和空调用户端连接构成用户侧回路。

本发明的技术效果是：本发明环保、节能、低能耗、低运行成本、实用方便，是一种较好的供热制冷装置。本发明将低位热源太阳能和空气能中的热量和冷量分别在不同时间、不同季节注入传统埋管式土壤源热泵的地下部分，平衡昼夜、冬夏季的用热用冷不均状况。并提前储存一部分热量（或冷量）在采暖（或供冷）季节使用，有利于提高供暖制冷效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明包括太阳能集热器12、空气源冷却塔13、热泵机组（由冷凝器、膨胀阀、压缩机和蒸发器连接构成）6、地下埋管22、空调用户端、电动阀4、电动阀5、电动阀10、电动阀7、电动阀11、电动阀8、电动阀14、电动阀15、电动阀20、电动阀17、电动阀19、水泵9、水泵16、水泵18和水泵3，所述的热泵机组、电动阀7、电动阀17、电动阀19、地下埋22、补水装置21、水泵18、电动阀10和电动阀11连接构成机组侧主回路，所述的太阳能集热器、电动阀8、水泵9、电动阀14组成一辅助集热回路接入机组侧主供水回路，所述的空气源冷却塔、电动阀15、水泵16、电磁阀20组成一辅助冷却回路接入机组侧主供水回路，所述的热泵机组、电动阀4、水泵3、电动阀5和空调用户端连接构成用户侧回路。

本发明的工作原理为：

（1）冬季时：开太阳能集热器提高地下回路水温补充取用的地下热能，不需供暖时适时的开启太阳能集热器回路的循环泵提高地温，改善隔天的供暖效果（关闭阀11、15、20，关闭水泵16）。

（2）春季时：适时的开启冷却水塔，把空气源中的冷量储存在地下以便夏季时取用（关闭阀4、5、10、7、8、14、19，关闭水泵9、3）。

（3）夏季时：开启冷却水塔降低冷却水的温度补充地下冷量，不需供冷的夜晚时适时的开启冷却水塔回路的循环泵降低地温，改善隔天的供暖效果（关闭阀11、8、14，关闭水泵9）。

（4）秋季时：适时的开启太阳能集热器，把太阳能中的热量储存在地下以便冬季时取用（关闭阀4、5、10、7、15、20、17，关闭水泵9、3）。

Claims

1.一种带地热平衡及储能装置的太阳能空气能地源空调装置，其特征在于，包括太阳能集热器、空气源冷却塔、热泵机组、地下埋管、第一电动阀、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀、第五电动阀、第六电动阀、第七电动阀、第八电动阀、第九电动阀、第十电动阀、第十一电动阀、第一水泵、第二水泵、第三水泵和第四水泵，所述的热泵机组、第四电动阀、第十电动阀、第十一电动阀、地下埋管、补水装置、第三水泵、第三电动阀和第五电动阀连接构成机组侧主回路，所述的太阳能集热器、第六电动阀、第一水泵、第七电动阀组成一辅助集热回路接入机组侧主供水回路，所述的空气源冷却塔、第八电动阀、第二水泵、第九电磁阀组成一辅助冷却回路接入机组侧主供水回路，所述的热泵机组、第一电动阀、第四水泵、第二电动阀和空调用户端连接构成用户侧回路。