一种聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统的制作方法
【专利摘要】本申请提供了一种聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，包括：太阳能聚热器；第一循环泵；与所述太阳能聚热器连接的工质流道；所述工质流道内填充具有吸收所述太阳能聚热器聚集的热量，且在所述第一循环泵的作用下在所述工质流道内循环流动的导热工质；填充有水的地下蓄水池；设置在所述工质流道与所述地下蓄水池上，将所述导热工质的热量传递至所述地下蓄水池的第一换热器；分别与所述地下蓄水池及末端采暖设备连接，吸收所述地下蓄水池内水的热量并增加热量，并将总热量传递至末端采暖设备的热泵。本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统节能环保投资小。
【专利说明】一种聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统
【技术领域】
[0001]本申请涉及供热【技术领域】，特别涉及一种聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统。
【背景技术】
[0002]供热系统主要包括供暖与供生活热水两大部分，在北方地区的冬天，供暖是必不可少的。目前的供暖措施中，主要利用燃煤燃气电厂的余热供暖，利用燃煤燃气电厂的余热供暖，需要燃烧大量的煤炭和煤气，成本较高，且会排放大量的废气，是造成雾霾的主要原因。地源、水源热泵供热技术受到水资源和投资限制，应用有很大局限性，且在一定程度上污染水资源，部分项目造成水资源浪费。
[0003]因此，市场上亟需一种新型的供热系统，以较小的成本实现供暖且减少环境污染。实用新型内容
[0004]为了解决上述问题，本申请公开了一种聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统无污染，投资小。
[0005]为了实现上述目的，本申请提供了一种聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，包括:
[0006]太阳能聚热器；
[0007]第一循环泵；
[0008]与所述太阳能聚热器连接的工质流道；
[0009]所述工质流道内填充具有吸收所述太阳能聚热器聚集的热量，且在所述第一循环泵的作用下在所述工质流道内循环流动的导热工质；
[0010]填充有水的地下蓄水池；
[0011]设置在所述工质流道与所述地下蓄水池上，将所述导热工质的热量传递至所述地下蓄水池的第一换热器；
[0012]分别与所述地下蓄水池及末端采暖设备连接，吸收所述地下蓄水池内水的热量并提升温度，并将总热量传递至末端采暖设备的热泵。
[0013]优选的，所述热泵与所述地下蓄水池通过第一循环管道连接，所述第一循环管道上设置第二循环泵；所述热泵与末端采暖设备通过第二循环管道连接，所述第二循环管道上设置第三循环泵。
[0014]优选的，还包括:
[0015]设置在所述地下蓄水池内，检测所述地下蓄水池内水温的温度传感器。
[0016]优选的，还包括:
[0017]分别与所述温度传感器和所述太阳能聚热器连接，接收所述温度传感器所检测的水温信号，并根据水温信号控制所述太阳能聚热器工作状态的控制器。
[0018]优选的，还包括:
[0019]连通所述第一循环管道第一侧与所述第二循环管道第一侧的第一管件；
[0020]连通所述第一循环管道第二侧与所述第二循环管道第二侧的第二管件；
[0021]设置在所述第一管件上的第一阀门；
[0022]设置在所述第二管件上的第二阀门；
[0023]设置在所述第一循环管道上，控制所述地下蓄水池与所述热泵之间水流停止与流通的第三阀门；
[0024]设置在所述第二循环管道上，控制末端采暖设备与所述热泵之间水流停止与流通的第四阀门。
[0025]优选的，还包括:
[0026]收集用户废热水的废水管道；
[0027]设置在所述废水管道与所述地下蓄水池上，将所述废水管道内废水的热量传送至所述地下蓄水池的第二换热器。
[0028]优选的，所述导热工质为水或者导热油。
[0029]优选的，所述太阳能聚热器包括锅式太阳能聚热器或槽式太阳能聚热器。
[0030]与现有技术相比，本申请包括以下优点:
[0031]本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，利用太阳能聚热器聚集热能，并将聚集的热能通过在第一循环泵的控制下循环流动的导热工质传递至地下蓄水池中。地下蓄水池中的水吸收了热量后，热泵吸收地下蓄水池内水的热量并继续增加热量，最后将增加后的总热量传递至末端采暖设备，以使末端采暖设备散热，实现供暖。
[0032]本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，主要利用太阳能聚热器吸收热量，利用水蓄热，并且在供暖过程中无废物排放。
[0033]当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0034]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0035]图1为本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统的结构示意图；
[0036]图2为本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统的另一个结构示意图。
【具体实施方式】
[0037]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0038]请参见图1，其示出了本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统的结构示意图。本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统。主要包括:太阳能聚热器I，第一循环泵2，工质流道3，地下蓄水池4，第一换热器5，热泵6。
[0039]太阳能聚热器I是吸收太阳辐射并将产生的热能传递到传热介质的装置，在本申请中，太阳能聚热器I与工质流道3连接，工质流道3是首尾连通的管道，内部填充导热工质。第一循环泵2设置在工质流道3中，在第一循环泵2的作用下，导热工质在工质流道3内循环流动。第一换热器5设置在工质流道3上，导热工质流经第一换热器5，并且第一换热器5沉浸在地下蓄水池4内。当导热工质流经第一换热器5时，第一换热器5将导热工质携带的热量传递至地下蓄水池4内的冷水中。流经第一换热器5后的导热工质温度降低，地下蓄水池4内的水温升高。当降温后的导热工质流经至太阳能聚热器I时再次吸收太阳能聚热器聚集的热量，并继续下一个循环。在经过不断地热量传递后，地下蓄水池4内的水温升高，同时，地下蓄水池4四周的土层温度也升高。
[0040]热泵6是将能量由低温处(地下蓄水池4)传送到高温处(末端采暖设备)的装置，且它提供给温度高的一方的能量和要大于它运行所需要的能量。在本申请中热泵可以采用水源热泵，并且关于热泵技术已经是成熟的现有技术，再此不做赘述。
[0041]热泵6分别与地下蓄水池4及末端采暖设备连接，热泵6吸收地下蓄水池4内水的热量，并且通过消耗少量的电能增加更大的热量，并将最终增加的热量传递至末端采暖设备。末端采暖设备吸收了由热泵6传递的热量后对外散热，实现供暖。
[0042]其中，末端采暖设备可以是暖气片，地暖盘管及风盘等设备。
[0043]热泵6与地下蓄水池4及末端采暖设备的连接方式具体如下:
[0044]热泵6与地下蓄水池4通过第一循环管道7连接，其中，第一循环管道7连通地下蓄水池4，同时，第一循环管道7上设置第二循环泵8。在第二循环泵8的作用下，第一循环管道7内的水在第一循环管道7内循环流动，并且当水流至热泵6处时，热泵6将水的热量吸收。
[0045]热泵6与末端采暖设备通过第二循环管道9连接，其中，第二循环管道9连通末端采暖设备，同时，第二循环管道9上设置第三循环泵10。在第三循环泵10的作用下，第二循环管道9内的水在第二循环管道9内循环流动，并且当水流至热泵6处时，热泵6将增加后的热量传递至第二循环管道9中的水。吸收了热量后的水在流至末端采暖设备处时由末端采暖设备将热量释放，实现供暖。
[0046]需要说明的是，热泵6对第二循环管道9内的水释放热量的过程即是对第二循环管道9内的水加热的过程。加热后的第二循环管道9内水的温度需要通过调节热泵6来控制。
[0047]本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统主要被应用于北方地区冬天时的采暖。由于地下蓄水池4内的水吸收热量，故地下蓄水池4四周的土层温度较外界相对较高。由于地下蓄水池4四周的土层存储有大量地热，故地下蓄水池4内的水基本被保持在10摄氏度左右，不会结冰。
[0048]由上述内容可知，本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统在实现供暖的同时，投资较小，并且在整个供暖过程中对外无排放，对环境无危害，节能环保。
[0049]需要说明的是，工质流道3中的导热工质可以是导热油，水，酒精等液体，在本实施例中导热介质采用水。同时，在地下蓄水池及末端采暖设备中流通的工质只要可以导热就可以，除了水之外，还可以应用其他导热液体工质。在本申请中，地下蓄水池4内、第一循环管道7及第二循环管道9中流动的液体均为水。
[0050]若在地下蓄水池周围种植有植被，为了防止地下蓄水池4周围的地下温度过高而对地表的植被造成破坏，本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统还设置有温度传感器11及控制器12。
[0051]具体的，请参见图2，其示出了本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统另一个结构示意图。温度传感器11设置在地下蓄水池4内，用于检测地下蓄水池4内的水温。通常，当水温超过预设的温度时(在此，以预设温度为40度为例)，地下蓄水池4周围的植被的生长会受到影响。因此，设计人员需要将地下蓄水池4内的水温控制40摄氏度之下。
[0052]控制器12分别连接温度传感器11和太阳能聚热器1，温度传感器11将检测到的温度信号传输至控制器12，当地下蓄水池4内温度超过40摄氏度时，控制器12对太阳能聚热器I发出停止聚热的控制信号。这样，太阳能聚热器I停止聚热，地下蓄水池4内水温逐渐降低。当控制器12接受到地下蓄水池4内水温低于30摄氏度的电信号时，控制器12控制太阳能聚热器I开始聚热。
[0053]太阳能聚热器I的种类较多，在本申请中，太阳能聚热器I具有自动追踪太阳辐射的功能，可根据一天当中太阳的位置自动调节吸收太阳辐射的角度。当太阳能聚热器I接收到控制器12发送的停止聚热的控制指令时，太阳能聚热器I将调节角度直至无法接收到太阳辐射，进而无法聚集热量。
[0054]通过设置温度传感器11及控制器12，可以有效地控制地下蓄水池4内水的温度。
[0055]在有些不考虑种植植被的地区，地下蓄水池4内的温度可以适当的提高。通常，冬季采暖时，末端采暖设备内水温基本在50摄氏度以上，那么，当地下蓄水池4内的水温高于50摄氏度时，地下蓄水池4内的水可直接被输送至末端采暖设备处进行散热，无需启动热泵6。
[0056]具体技术方案如下:
[0057]请参见图2，其示出了本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统另一个结构示意图，并假设在第二循环泵8的作用下地下蓄水池4内的水以第一方向流动，在第三循环泵10的作用下第二循环管道9内的水以第二方向流动。
[0058]第一循环管道7的一侧与第二循环管道9的一侧通过第一管件13连通，第一循环管道7的另一侧与第二循环管道9的另一侧通过第二管件14连通，在第一管件13上设置第一阀门15，在第二管件14上设置第二阀门16，在第一循环管道7上设置第三阀门17，在第二循环管道9上设置第四阀门18。
[0059]以地下蓄水池4内温度为50摄氏度为例，当地下蓄水池4内的温度低于50摄氏度时，例如阴雨天或晚上，此时需要热泵6工作并将末端采暖设备内的热量提升至55摄氏度。
[0060]此时，第二循环泵8及第三循环泵10工作，第一阀门15与第二阀门16关闭，使地下蓄水池4内的水不在第一管件13与第二管件14内流通；第三阀门17与第四阀门18打开，地下蓄水池4内的水在地下蓄水池4与热泵6之间以第一方向循环流动，第二循环管道9内的水在末端采暖设备与热泵6间以第二方向循环流动。
[0061]当地下蓄水池4内的水温超过50摄氏度时，热泵6停止工作，第一阀门15与第二阀门16打开，第三阀门17与第四阀门18关闭，此时第一循环管道7与第二循环管道9连通。并且控制第二循环泵8工作，第三循环泵10不工作。此时地下蓄水池4内的水以第一方向流入到第一管件13内而无法流入热泵6内，并且在流入第二循环管道9时顺着第二循环管道9流向末端采暖设备，并在末端采暖设备处散热。之后水流经过第二管件14流入到第一循环管道7内，并进入下一循环。
[0062]设置第一管件13、第二管件14以及第一阀门15、第二阀门16、第三阀门17及第四阀门18，并根据地下蓄水池4内的水温控制地下蓄水池4内水的流向及热泵6的工作状态，可以有效地利用太阳能并节约电能。
[0063]通常，用户在使用完热水后往往将废弃的热水直接排放掉，而废弃热水所携带的余热也一同被浪费了。为了有效地利用废弃热水中的余热，可以设置收集用户废热水的废水管道19。废水管道19上设置第二换热器20，并且将第二换热器20沉浸在地下蓄水池4内。当地下蓄水池4内水温较低时，可以通过废热水所携带的热量进行热量的补给。
[0064]在本申请中，太阳能聚热器I可以是锅式或者槽式的太阳能聚光器。
[0065]本申请采用地下蓄水池4，可以保证在太阳能聚热器I聚集到很少热量的情况下，通过地热传导，基本能保证地下蓄水池4内水温在10到60摄氏度之间，能效比在4.5以上，节能效果十分显著，低于燃煤成本。
[0066]本申请提供的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，其热源主要来自于太阳能，地热和废热水，节能环保。并且供热过程主要依靠循环水进行，节约水资源，不污染环境，在缺水地区也可应用。本系统主要应用在城市、乡村住宅、学校、宾馆、小区、工业企业采暖及养殖种植采暖与保温以及热水供应，应用广泛。
[0067]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，其特征在于，包括: 太阳能聚热器； 第一循环泵； 与所述太阳能聚热器连接的工质流道； 所述工质流道内填充具有吸收所述太阳能聚热器聚集的热量，且在所述第一循环泵的作用下在所述工质流道内循环流动的导热工质； 填充有水的地下蓄水池； 设置在所述工质流道与所述地下蓄水池上，将所述导热工质的热量传递至所述地下蓄水池的第一换热器； 分别与所述地下蓄水池及末端采暖设备连接，吸收所述地下蓄水池内水的热量并提高温度，并将总热量传递至末端采暖设备的热泵。
2.根据权利要求1所述的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，其特征在于，所述热泵与所述地下蓄水池通过第一循环管道连接，所述第一循环管道上设置第二循环泵；所述热泵与末端采暖设备通过第二循环管道连接，所述第二循环管道上设置第三循环泵。
3.根据权利要求2所述的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，其特征在于，还包括: 设置在所述地下蓄水池内，检测所述地下蓄水池内水温的温度传感器。
4.根据权利要求3所述的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，其特征在于，还包括: 分别与所述温度传感器和所述太阳能聚热器连接，接收所述温度传感器所检测的水温信号，并根据水温信号控制所述太阳能聚热器工作状态的控制器。
5.根据权利要求3所述的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，其特征在于，还包括: 连通所述第一循环管道第一侧与所述第二循环管道第一侧的第一管件； 连通所述第一循环管道第二侧与所述第二循环管道第二侧的第二管件； 设置在所述第一管件上的第一阀门； 设置在所述第二管件上的第二阀门； 设置在所述第一循环管道上，控制所述地下蓄水池与所述热泵之间水流停止与流通的第三阀门； 设置在所述第二循环管道上，控制末端采暖设备与所述热泵之间水流停止与流通的第四阀门。
6.根据权利要求1所述的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，其特征在于，还包括: 收集用户废热水的废水管道； 设置在所述废水管道与所述地下蓄水池上，将所述废水管道内废水的热量传送至所述地下蓄水池的第二换热器。
7.根据权利要求1所述的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，其特征在于，所述导热工质为水或者导热油。
8.根据权利要求1所述的聚光太阳能复合地下水池热泵供热系统，其特征在于，所述太阳能聚热器包括锅式太阳能聚热器或槽式太阳能聚热器。
【文档编号】F24D11/02GK204153850SQ201420557816
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】商金华 申请人:商金华