[发明专利]太阳能跨季节蓄能与地源热泵联合供暖系统及其供暖方法

说明书

本发明提出了一种太阳能跨季节蓄能与地源热泵联合供暖系统及其供暖方法，属于能源供热的技术领域。本发明包括太阳能集热系统、蓄热和取热系统、地源热泵系统和末端采暖装置；太阳能集热系统、蓄热和取热系统均通过短期蓄能装置与末端采暖装置连接，地源热泵系统也与末端采暖装置连接；蓄热和取热系统包括蓄热管，蓄热管安装于蓄热井内，蓄热井组成蓄热区；地源热泵系统包括热泵机组和换热管，换热管设置于换热井内，换热井位于蓄热区的周向上。本发明的太阳能得到了跨季节储存，太阳能集热系统、蓄热和取热系统和地源热泵系统的热量得到了联合使用，充分利用了太阳能，降低了运行成本，消除了地源热泵系统的热衰减现象，使用寿命长。

技术领域

本发明涉及能源供热的技术领域，特别是指一种太阳能跨季节蓄能与地源热泵联合供暖系统及其供暖方法。

背景技术

随着科技的进步和时代的发展，人们对居住条件的要求不断提高，对室内供暖的舒适性提出了更高的要求。然而，以煤炭等化石燃料为主的传统供暖能源，给环境带来了雾霾、酸雨等环境污染问题。因此，太阳能、浅层地热能等可再生能源利用，是政府大力推广的清洁能源供暖的重要能源之一。

太阳能是一种分布广泛、绿色无污染的可再生能源，其太阳能集热系统的热利用技术己较为成熟。但是，太阳能是一种季节性变化与间歇性变化的能源，利用高效的光热转换技术及跨季节蓄能技术来给建筑供能将会大大提高系统的太阳能利用率，经济性更好。因此，在太阳能丰富且不供暖的春、夏、秋季节，将太阳能蓄存在地下蓄能系统中，在冬季有供暖需求时释放能量，用于冬季采暖。但是，地下蓄能系统在蓄能过程中总会有少部分热量逸失到周围的土壤中，如果设计不合理，热量散失严重，蓄能效率低，无法满足冬季供暖的需要。

地源热泵是陆地浅层能源，通过输入少量的高品位能源(如电能)实现由低品位热能向高品位热能转移的装置，通常地源热泵消耗1KWh的能量，用户可以得到4.4KWh以上的热量或冷量。但是，地源热泵存在衰减现象是不可避免的，其制热效率逐年下降，热泵机组甚至无法启动，严重影响用户的供暖系统，影响地源热泵的推广应用。

发明内容

本发明提出一种太阳能跨季节蓄能与地源热泵联合供暖系统及其供暖方法，解决了现有技术中太阳能集热系统的地下蓄能系统热量散失严重而导致其蓄能效率低以及地源热泵存在衰减现象而导致其寿命短的问题。

本发明的一种太阳能跨季节蓄能与地源热泵联合供暖系统，其技术方案是这样实现的：包括太阳能集热系统、蓄热和取热系统、地源热泵系统和末端采暖装置；所述太阳能集热系统通过短期蓄能装置与所述末端采暖装置连接，所述蓄热和取热系统也通过所述短期蓄能装置与所述末端采暖装置连接，所述地源热泵系统与所述末端采暖装置连接；所述蓄热和取热系统包括设置在地面以下的多数个蓄热管，所述蓄热管设置于一蓄热区内，所述蓄热区内设置有多数个用于安装所述蓄热管的蓄热井；所述地源热泵系统包括设置于地面之上的热泵机组和设置于地面以下的多数个换热管，每个所述换热管设置于一个换热井内，所述换热井设置于所述蓄热区的周向上。