专利名称：太阳能辅助地源热泵系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及热泵结构技术，尤其涉及一种太阳能辅助地源热泵系统。
背景技术：
地源热泵系统是通过地下埋管利用岩土体、地下水或地表水的地热作为热源的换热系统。地表向下30-130米左右，一年四季的温度是相对恒定的，一般在16-20°C左右。地源热泵系统正式利用地能这一特性，通过输入少量的电能，最大限度地利用地温，实现在冬季，将地下的热能取出，经过热泵换热后为室内供暖，在夏季，将地下的冷能取出，经过热泵换热后供室内制冷，同时将热能释放到地下。地源热泵系统典型地应用是中央空调。地源热泵系统在冬季运行期间，由于地下埋管换热器的吸热量主要依靠埋管换热器内流体(水或防冻液)与周围固体介质之间的换热，同时地下埋管周围介质温度降低。按照热量累计效应，为满足热泵连续供热的吸热量，埋管周围介质必然处在低温不利换热的状况下。发明人在进行研究的过程中发现，现有技术中会存在此种吸热量和排热量不平衡，致使成本投入过大，或地下埋管周围介质处于低温不利换热的缺陷。以下通过实例加以说明 对于总建筑面积约9000平米，其中地下面积约为367平米，地上建筑面积约8633平米，主要功能为办公室，休息室及库房的项目。该项目中采用地源热泵+太阳能集热组合形式作为系统冷热源，设置2台螺杆式热泵机组。办公区域夏季采用风机盘管加新风系统(冷冻水供回水温度7/12°C)，冬季采用地面辐射采暖系统(经散热器后，热水供回水温度45/40°C);库房夏季不设空调，冬季采用辐射型散热器采暖系统(50/45°C热水供回水温度)，保证值班采暖温度。末端的散热器系统与地板辐射采暖系统串联运行，以加大系统的供回水温差。打井数量为70 口，平均井深为100米。估算北京的气候特点如下表I所示表I
权利要求1.一种太阳能辅助地源热泵系统，包括负载换热组成、地下换热组成、太阳能换热组成和热泵，其特征在于，还包括切换触发装置，用于监测是否产生切换触发条件；管路切换装置，设置在负载换热组成、地下换热组成、太阳能换热组成和热泵的连接管路中，用于根据切换触发装置监测到的触发条件切换负载换热组成、地下换热组成、太阳能换热组成和热泵之间的管路连接关系。
2.根据权利要求1所述的太阳能辅助地源热泵系统，其特征在于，所述管路切换装置包括切换组件和触发组件，其中所述切换组件包括第一切换单元，串联在太阳能换热组成的供热回路与负载换热组成的放热回路之中；第二切换单元，串联在太阳能换热组成的供热回路、热泵的冷凝器回路与负载换热组成的回路之中；第三切换单元，串联在热泵的冷凝器回路与负载换热组成的回路之中；第四切换单元，串联在太阳能换热组成的供热回路、埋管供热回路和热泵蒸发器回路之中；第五切换单元，串联在埋管供热回路和热泵蒸发器回路之中；第六切换单元，串联在太阳能换热组成的供热回路和热泵蒸发器热回路之中；所述触发组件包括下述触发单元的任意一个或组合太阳能采暖触发单元，用于在所述切换触发装置监测到太阳能采暖触发条件时控制第一切换单元导通，其他切换单元断开；冷凝器串联触发单元，用于在所述切换触发装置监测到冷凝器串联触发条件时控制第二切换单元和第五切换单元导通，其他切换单元断开；埋管加热触发单元，用于在所述切换触发装置监测到埋管加热触发条件时控制第三切换单元和第四切换单元导通，其他切换单元断开；太阳能供热触发单元，用于在所述切换触发装置监测到太阳能供热触发条件时控制第三切换单元和第六切换单元导通，其他切换单元断开；埋管供热触发单元，用于在所述切换触发装置监测到埋管供热触发条件时控制第三切换单元和第五切换单元导通，其他切换单元断开。
3.根据权利要求2所述的太阳能辅助地源热泵系统，其特征在于，所述切换组件包括第一阀门，连接在太阳能换热组成供热回路的第一端与负载换热组成放热回路的第二端之间；第二阀门，连接在太阳能换热组成供热回路的第二端与负载换热组成放热回路的第一端之间；第三阀门，连接在第一阀门和负载换热组成放热回路的第二端的连接点，与冷凝器回路第二端之间；第四阀门，连接在冷凝器回路第一端，与第二阀门和负载换热组成放热回路的第一端的连接点之间；第五阀门，连接在埋管供热回路的第二端与蒸发器回路第一端之间；第六阀门，连接在蒸发器回路第一端与太阳能换热组成供热回路的第二端之间；第七阀门，连接在埋管供热回路的第二端与太阳能换热组成供热回路的第一端之间；第八阀门，连接在埋管供热回路的第一端与太阳能换热组成供热回路的第一端之间，其中，埋管供热回路的第一端与蒸发器回路的第二端连接； 其中，所述第一阀门和第二阀门组成所述第一切换单元；所述第二阀门、第三阀门和第九阀门组成所述第二切换单元；所述第三阀门和第四阀门组成所述第三切换单元；所述第六阀门和第七阀门组成所述第四切换单元；第五阀门组成所述第五切换单元；所述第六阀门和第八阀门组成所述第六切换单元。
4.根据权利要求3所述的太阳能辅助地源热泵系统，其特征在于，还包括 第一水泵，设置在埋管供热回路的第一端与蒸发器回路的第二端之间； 第二水泵，设置在所述负载换热组成的放热回路中。
5.根据权利要求4所述的太阳能辅助地源热泵系统，其特征在于 所述太阳能换热组成包括太阳能集热器、第三水泵、水箱、第四水泵和板式换热器的放热段构成的集热回路，以及板式换热器的吸热段构成的供热回路； 所述负载换热组成包括风机盘管、散热器和/或地板辐射器，以及第二水泵构成的放热回路。
6.根据权利要求2-5任一所述的太阳能辅助地源热泵系统，其特征在于 所述切换触发装置为温度传感器，用于检测太阳能换热组成的供水温度作为触发条件； 其中，所述太阳能采暖触发条件、冷凝器串联触发条件、埋管加热触发条件、太阳能供热触发条件和埋管供热触发条件分别为温度门限值。
7.根据权利要求6所述的太阳能辅助地源热泵系统，其特征在于 太阳能采暖触发条件为高于50°C ； 冷凝器串联触发条件为不高于50°C且高于40°C ； 埋管加热触发条件为不高于40°C且高于25°C ； 太阳能供热触发条件为不高于25°C且高于15°C ； 埋管供热触发条件为不高于15°C。
专利摘要本实用新型提供了一种太阳能辅助地源热泵系统，包括负载换热组成、地下换热组成、太阳能换热组成和热泵，还包括切换触发装置，用于监测是否产生切换触发条件；管路切换装置，设置在负载换热组成、地下换热组成、太阳能换热组成和热泵的连接管路中，用于根据切换触发装置监测到的触发条件切换负载换热组成、地下换热组成、太阳能换热组成和热泵之间的管路连接关系。本实用新型所提供的太阳能辅助地源热泵系统，通过根据不同的触发条件来切换太阳能换热组成、热泵、地下换热组成和负载换热组成之间的连接关系，从而灵活控制太阳能对地下热能的辅助作用，在系统的投入成本和利用效率之间达到优化平衡。
文档编号F25B27/00GK202869078SQ201220411659
公开日2013年4月10日 申请日期2012年8月17日 优先权日2012年8月17日
发明者邢同飞 申请人:北京中标新亚机电工程有限公司