[实用新型]一种太阳能和地源热泵复合系统

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种对建筑物供暖供冷的系统，具体地说是一种太阳能和地源热泵复合系统。

背景技术

地源热泵系统是利用土壤作为低温热源，由热泵机组及其配套设备所构成的完整系统，冬季从土壤中提取热量并通过热泵机组升温为建筑物供暖，夏季将室内温度较高的热量转移到土壤中并向室内释放温度较低的热量的可再生能源暖通空调系统。

在寒冷地区和严寒地区，在冬天季节对建筑物供暖是非常重要且不可缺少的，尤其是在严寒地区。为了节能减排，缓解城市日益增加的污染，很多地区也利用地源热泵系统在冬季为建筑供暖。

然而，在寒冷地区和严寒地区，尤其是在西部严寒地区大城市使用地源热泵供暖，仍然存在储多不足。

1、存在““冬取夏灌”的热不平衡问题。地源热泵系统是以土壤为冷热源的。在冬季，用高于环境温度的土壤作为热泵的低位热源，从土壤中“提取”热量供建筑采暖；在夏季，用低于环境温度的土壤作为热泵的冷源，将室内提取出来的热量“释放”到土壤中去，即“冬取夏灌”。只有在“冬取”与“夏灌”达到平衡的情况下，地源热泵系统才能安全、稳定、可持续地为建筑物供暖。而在严寒地区，使用地源热泵系统存在采暖时间较长（如4300小时以上）和制冷时间较短（约为800小时）的问题。由于冬季采暖时间长需要从土壤中提取的总热量大，夏季制冷时间短（甚至无需制冷）往土壤中释放的热量少，又因土壤热扩散能力差，在较短的时间内土壤温度不能够恢复到初始状态。地源热泵系统经过若干周期的运转，埋设有土壤换热器的地下将逐渐出现温度降低，可用内能减少的问题。长此以往，无法行之有效的对建筑物进行冬季供暖。

2、土壤温度低导致制热性能系数COP低的问题。土壤温度高低对于土壤源热泵制热性能影响较大。由于土壤源热泵机组存在的变工况特性，当土壤温度较高时，经土壤换热器进入热泵机组的工质温度也较高，热泵机组制热性能系数也较高（如可达6～7左右）；当土壤温度较低时，经土壤换热器进入热泵机组的工质温度也较低，热泵机组制热性能系数也较低（如可达3～4左右）。在严寒地区，地下土壤温度较低（如8℃～10℃左右），导致土壤换热器内的工质温度较低（如8℃～9℃左右），造成地源热泵系统供热能力差，制热性能差，甚至供暖效果不好等问题。

3、存在钻孔难的问题。在西部严寒地区，城市大都建设在戈壁沙漠绿洲上，地下多砾石。使用地源热泵系统需要在地下钻较多钻孔，以安装土壤换热器。由于地下砾石十分坚硬，且数量很多，钻孔困难，导致钻孔造价较高，大大增加了施工成本。这对于使用土壤源热泵系统为建筑供暖十分不利。

4、存在场地不足的问题。如今，随着经济迅速发展，城市急剧扩张，建筑越来越拥挤，楼房与楼房之间的距离较近，能够用来钻孔安装土壤换热器的场地不足。尤其是严寒地区，使用地热泵系统需要钻较多的钻孔，需要较多的场地，但是由于建筑物之间可用场地十分有限，没有足够的场地钻孔安装土壤换热器，导致无法使用土壤源热泵系统为建筑物供暖。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种太阳能和地源热泵复合系统，有效保证整个系统的正常运转，延长使用寿命，不易损坏，施工难度降低。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取以下技术方案：

一种太阳能和地源热泵复合系统，包括土壤源热泵机组、太阳能热泵兼容机组及埋在地下的土壤换热器，所述系统还包括太阳能集热器、散热板及地埋储热槽，太阳能集热器、太阳能热泵兼容机组、地源热泵机组、散热板之间通过管路依次连接，土壤换热器通过管路与太阳能热泵兼容机组连接，并且土壤换热器通过管路与地埋储热槽连接，地埋储热槽通过管路与太阳能热泵兼容机组连接。

所述地埋储热槽内还设置有地埋蓄热式换热器。

所述地埋储热槽内填充有蓄热材料。

本实用新型有效解决了地源热泵系统在严寒地区使用所存在的热不平衡问题，通过太阳能的热储存利用及土壤自然温度恢复能力两个方面，来实现“冬取夏灌”的能量平衡。保证整个机组不易损坏，延长使用寿命，提高了热效率。另外，大大降低了施工难度，便于施工，制造成本降低，可广泛应用。

附图说明

附图1为本实用新型管路连接原理示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。