严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热泵系统及运行方法
【专利说明】
[0001]技术领域:
本发明涉及太阳能土壤源热栗系统，具体涉及一种严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统及运行方法。
[0002]【背景技术】:
在我国北方严寒地区，别墅建筑冬季供热消耗的能量较大，这类建筑多处于城市的边缘地带，绝大部分没有集中供热，冬季多采用电供热或燃气供热，运行费用较高且存在安全隐患。在严寒地区能够采用小型太阳能土壤源热栗系统对别墅建筑进行供热，将能够有效减少建筑能耗，而且其所消耗的太阳能、地热都属于可再生能源，也有益于环境保护及资源可持续发展。
[0003]目前，国内外许多科研院所都陆续开展了对太阳能土壤源热栗的研究工作，研究内容主要集中在太阳能集热器效率、热栗性能、土壤温度场的分布、经济性等方面，也建造了一些相关的实验系统。但这些研究基本上是针对某一地区的某一特例，不具有通用性。尤其是针对严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统开展的研究还很少，目前还未见到相关的广品。
[0004]
【发明内容】
:
本发明目的是提供一种严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统及运行方法。
[0005]上述的目的通过以下技术方案实现:
一种严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统，其组成包括:地埋管换热器，所述的地埋管换热器分别连接第一循环栗、第三板式换热器、风机盘管空调器、第二板式换热器、地板采暖盘管、第四板式换热器；所述的第一循环栗分别连接第一板式换热器、所述的第三板式换热器、所述的风机盘管空调器、所述的第二板式换热器、所述的地板采暖盘管；所述的第一板式换热器分别连接太阳能集热器、所述的第三板式换热器、所述的风机盘管空调器、所述的第二板式换热器、第二循环栗、所述的地板采暖盘管；所述的太阳能集热器分别连接所述的第二循环栗、所述的第二板式换热器。
[0006]所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统，所述的第二循环栗连接所述的第二板式换热器；所述的第二板式换热器分别连接第四循环栗、所述的第四板式换热器、所述的风机盘管空调器、所述的地板采暖盘管；所述的第四板式换热器分别连接所述的第四循环栗、第三循环栗、流量阀、所述的地板采暖盘管，所述的风机盘管空调器；所述的第三板式换热器分别连接所述的第三循环栗、所述的流量阀、所述的风机盘管空调器、所述的风机盘管空调器；所述的第四循环栗分别连接所述的地板采暖盘管、所述的风机盘管空调器。
[0007]所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统，所述的地埋管换热器是高密度PE100管，管径为Φ 32mm，埋管方式是U型垂直方式，埋深100米，循环介质采用乙二醇防冻液，钻孔间距5米。
[0008]所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统，所述的太阳能集热器是热管真空管太阳能集热器。
[0009]所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统，所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统的控制界面采用触屏控制模式，内置MCGS组态软件。
[0010]一种所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统的运行方法，
初次运行前，首先对太阳能集热器、地板采暖盘管和风机盘管空调器连接的管道内注满防冻介质，并对体统中的第一循环栗、第二循环栗、第三循环栗、第四循环栗进行灌栗，当系统管道内循环介质流量达到运行要求时，启动机组进行调试；
首先通过控制界面设定为手动、制热控制模式，进行所述的风机盘管空调器侧出口介质温度参数设定，调试完成之后通过所述的控制界面将系统设定为手动、制冷控制模式，进行所述的地板采暖盘管侧出口介质温度参数设定并进行调试；
手动调试后通过所述的控制界面将其切换到自动控制模式，分别为制热模式、制冷模式。
[0011]所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统的运行方法，所述的制热模式分别为太阳能直接供热、土壤源热栗供热、太阳能土壤源热栗供热。
[0012]所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统的运行方法，所述的制冷模式分别为土壤冷源直接供冷、土壤源热栗供冷。
[0013]本发明的有益效果是:
本发明属于综合利用太阳能和地热能的一种形式，土壤热源与太阳能之间具有较好的互补性，可以提高机组蒸发器进口循环介质的温度，提高系统的运行效率，从而降低运行成本。太阳能具有不稳定性和间歇性的缺陷，土壤热源可以弥补单独采用太阳能不能在夜间和阴雨天运行的弊端。埋地换热器可以将春、夏、秋季的太阳能在土壤中进行存储，使土壤温度得到恢复，同时减少埋地换热器的数量，从而降低系统的初投资。
[0014]本发明原理创新:将太阳能和浅层地能利用有机结合起来，实现在严寒地区对别墅建筑进行供热、供冷的技术要求，节能效果好，清洁无污染；技术创新:系统能够在寒冷条件下高效运行，克服了单独应用太阳能或土壤源热栗时存在的缺陷；结构创新:系统由地埋管换热器、太阳能集热器、热栗机组、室内能量释放装置四部分构成，机组热栗采用模块化设计和集中控制；应用创新:该系统在冬季可实现太阳能直接供热、土壤源热栗供热、太阳能土壤源热栗供热三种供热模式；在夏季可实现土壤冷源直接供冷、土壤源热栗供冷两种供冷模式，同时能够利用太阳能对土壤进行蓄热。
[0015]本发明整个系统具有设备运行故障报警、安全报警等功能，系统可实现无人看守。
[0016]本发明造价为280元/m 2，施工安装价格为350元/m 2，利润空间可达70元/m 2，如果年安装量按2万平方米计算，年利润可达140万元，，因此该系统的市场前景还是非常广阔的。
[0017]【附图说明】:
附图1是本发明的结构示意图。
[0018]【具体实施方式】:
实施例1:
一种严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统，其组成包括:地埋管换热器1，所述的地埋管换热器分别连接第一循环栗9、第三板式换热器6、风机盘管空调器5、第二板式换热器3、地板采暖盘管4、第四板式换热器11;所述的第一循环栗分别连接第一板式换热器
2、所述的第三板式换热器、所述的风机盘管空调器、所述的第二板式换热器、所述的地板采暖盘管；所述的第一板式换热器分别连接太阳能集热器7、所述的第三板式换热器、所述的风机盘管空调器、所述的第二板式换热器、第二循环栗8、所述的地板采暖盘管；所述的太阳能集热器分别连接所述的第二循环栗、所述的第二板式换热器。
[0019]实施例2:
根据实施例1所述的第二循环栗连接所述的第二板式换热器；所述的第二板式换热器分别连接第四循环栗10、所述的第四板式换热器、所述的风机盘管空调器、所述的地板采暖盘管；所述的第四板式换热器分别连接所述的第四循环栗、第三循环栗12、流量阀13、所述的地板采暖盘管，所述的风机盘管空调器；所述的第三板式换热器分别连接所述的第三循环栗、所述的流量阀、所述的风机盘管空调器、所述的风机盘管空调器；所述的第四循环栗分别连接所述的地板采暖盘管、所述的风机盘管空调器。
[0020]实施例3:
根据实施例1所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统，所述的地埋管换热器是高密度PE100管，管径为Φ 32mm，埋管方式是U型垂直方式，埋深100米，循环介质采用乙二醇防冻液，钻孔间距5米。
[0021]实施例4:
根据实施例1或2所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统，所述的太阳能集热器是热管真空管太阳能集热器。
[0022]实施例5:
根据实施例1或2或3所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统，其特征是:所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统的控制界面采用触屏控制模式，内置MCGS组态软件。
[0023]实施例6:
一种实施例1-5之一所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统的运行方法，初次运行前，首先对太阳能集热器、地板采暖盘管和风机盘管空调器连接的的管道内注满防冻介质，并对体统中的第一循环栗、第二循环栗、第三循环栗、第四循环栗进行灌栗，当系统管道内循环介质流量达到运行要求时，启动机组进行调试；
首先通过控制界面设定为手动、制热控制模式，进行所述的风机盘管空调器侧出口介质温度参数设定，调试完成之后通过所述的控制界面将系统设定为手动、制冷控制模式，进行所述的地板采暖盘管侧出口介质温度参数设定并进行调试；
手动调试后通过所述的控制界面将其切换到自动控制模式，分别为制热模式、制冷模式。
[0024]实施例7:
根据实施例6所述的严寒地区别墅用小型太阳能土壤源热栗系统的运行方法，所述的制热模式分别为太阳能直接供热、土壤源热栗供热、太阳能土壤源热栗供热。
[0025]实施例8:
根据实施例6或7所述的严寒地区别墅用小型太