本發(fā)明涉及一種適用于極寒地區(qū)土壤源熱泵的地下土壤冷熱平衡系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前全球的傳統(tǒng)資源能源已呈現(xiàn)出日趨緊張的態(tài)勢，能源的價格也不斷地攀高，土壤源熱泵系統(tǒng)以其高效、節(jié)能的特性在暖通領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

在極寒地區(qū)，冬天，在向建筑物供暖過程中，土壤源熱泵系統(tǒng)不斷從土壤中吸熱；夏季一般不制冷，土壤源熱泵系統(tǒng)向土壤中沒有散熱量，長此以往就會造成地下土壤溫度不斷下降，形成地下土壤溫度的冷熱不平衡，造成土壤源熱泵系統(tǒng)能效下降，運行不穩(wěn)定，將極大地影響社會的經(jīng)濟環(huán)境效益。

將太陽能光熱技術(shù)﹑土壤源熱泵技術(shù)、室內(nèi)供暖技術(shù)等有效結(jié)合，組成一個綜合利用的新能源耦合系統(tǒng)，達到地下土壤的冷熱平衡，提高整個土壤源熱泵系統(tǒng)的運行能效，同時保證其安全、穩(wěn)定、高效的運行，是一種可行的方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種適用于極寒地區(qū)土壤源熱泵的地下土壤冷熱平衡系統(tǒng)，能夠達到地下土壤的冷熱平衡，同時提高土壤源熱泵系統(tǒng)的運行能效，實現(xiàn)土壤源熱泵系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、高效的運行。

實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是：一種適用于極寒地區(qū)土壤源熱泵的地下土壤冷熱平衡系統(tǒng)，包括太陽能集熱系統(tǒng)﹑土壤源熱泵系統(tǒng)、室內(nèi)供暖系統(tǒng)、第一電動閥和第二電動閥，其中：

所述太陽能集熱系統(tǒng)包括太陽能集熱器﹑儲能水箱和太陽能循環(huán)水泵，所述太陽能集熱器通過太陽能循環(huán)管道與所述儲能水箱連通，所述太陽能循環(huán)水泵設(shè)置在所述太陽能循環(huán)管道上；

所述土壤源熱泵系統(tǒng)包括土壤源熱泵主機﹑土壤源換熱器和土壤源循環(huán)水泵，所述土壤源熱泵主機通過土壤側(cè)供水管和土壤側(cè)回水管與所述土壤源換熱器循環(huán)連通，所述土壤源循環(huán)水泵設(shè)置在所述土壤側(cè)回水管上；

所述儲能水箱的出口通過儲能供水管與所述土壤側(cè)回水管連通，進口通過儲能回水管與所述土壤側(cè)供水管連通；

所述第一電動閥設(shè)置在所述土壤側(cè)回水管上，且位于所述土壤源循環(huán)水泵和土壤源熱泵主機之間；

所述土壤側(cè)供水管通過旁通管道與所述土壤側(cè)回水管連通，所述第二電動閥設(shè)置在所述旁通管道上；

所述室內(nèi)供暖系統(tǒng)包括供暖循環(huán)水泵和供暖終端設(shè)備，所述供暖終端設(shè)備通過供暖循環(huán)管道與所述土壤源熱泵主機相連，所述供暖循環(huán)水泵設(shè)置在所述供暖循環(huán)管道上。

上述的一種適用于極寒地區(qū)土壤源熱泵的地下土壤冷熱平衡系統(tǒng)，其中，所述旁通管道與土壤側(cè)回水管的相接端位于所述土壤源循環(huán)水泵和第一電動閥之間；所述旁通管道與土壤側(cè)供水管的相接端位于所述儲能回水管與土壤側(cè)供水管的相接端和土壤源熱泵主機之間。

上述的一種適用于極寒地區(qū)土壤源熱泵的地下土壤冷熱平衡系統(tǒng)，其中，所述儲能供水管與土壤側(cè)回水管的相接端位于所述土壤源循環(huán)水泵和土壤源換熱器之間。

上述的一種適用于極寒地區(qū)土壤源熱泵的地下土壤冷熱平衡系統(tǒng)，其中，所述供暖終端設(shè)備為低溫散熱器和/或地暖盤管。

上述的一種適用于極寒地區(qū)土壤源熱泵的地下土壤冷熱平衡系統(tǒng)，其中，冬季向室內(nèi)供暖時，所述太陽能集熱器采集的熱量通過所述太陽能循環(huán)水泵儲存至所述儲能水箱，換熱后的冷水再次進入所述太陽能集熱器吸熱，往復(fù)循環(huán)，將熱量不斷地儲存在所述儲能水箱中；

所述第一電動閥打開，第二電動閥關(guān)閉，所述儲能水箱儲存的熱量通過所述土壤源循環(huán)水泵被導(dǎo)入到所述土壤源熱泵系統(tǒng)中；

所述土壤源熱泵系統(tǒng)中的熱量通過所述供暖循環(huán)水泵為所述供暖終端設(shè)備供暖。

上述的一種適用于極寒地區(qū)土壤源熱泵的地下土壤冷熱平衡系統(tǒng)，其中，當(dāng)夏季及春秋季節(jié)時，所述太陽能集熱器采集的熱量通過所述太陽能循環(huán)水泵儲存至所述儲能水箱，換熱后的冷水再次進入所述太陽能集熱器吸熱，往復(fù)循環(huán)，將熱量不斷地儲存在所述儲能水箱中；

所述第一電動閥關(guān)閉，第二電動閥打開，所述土壤源熱泵主機關(guān)閉，所述儲能水箱儲存的熱量通過所述土壤源循環(huán)水泵被導(dǎo)入到土壤源熱泵系統(tǒng)，儲存在地下土壤中。

本發(fā)明的適用于極寒地區(qū)土壤源熱泵的地下土壤冷熱平衡系統(tǒng)，利用太陽能的光熱效應(yīng)，冬季將吸收的太陽能量輔佐土壤源熱泵系統(tǒng)，提高土壤源熱泵主機的運行能效，夏季及春秋季將吸收的太陽能量導(dǎo)入地下土壤儲存起來以供冬季使用，從長遠來看，能夠達到地下土壤的冷熱平衡，同時提高土壤源熱泵系統(tǒng)的運行能效，實現(xiàn)土壤源熱泵系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、高效的運行，將產(chǎn)生極高的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的適用于極寒地區(qū)土壤源熱泵的地下土壤冷熱平衡系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對其具體實施方式進行詳細地說明：

請參閱圖1，本發(fā)明的最佳實施例，一種適用于極寒地區(qū)土壤源熱泵的地下土壤冷熱平衡系統(tǒng)，包括太陽能集熱系統(tǒng)﹑土壤源熱泵系統(tǒng)、室內(nèi)供暖系統(tǒng)、第一電動閥4和第二電動閥5，其中：

太陽能集熱系統(tǒng)包括太陽能集熱器11﹑儲能水箱12和太陽能循環(huán)水泵13，太陽能集熱器11通過太陽能循環(huán)管道14與儲能水箱12連通，太陽能循環(huán)水泵13設(shè)置在太陽能循環(huán)管道14上。

土壤源熱泵系統(tǒng)包括土壤源熱泵主機21﹑土壤源換熱器22和土壤源循環(huán)水泵23，土壤源熱泵主機21通過土壤側(cè)供水管24和土壤側(cè)回水管25與土壤源換熱器22循環(huán)連通，土壤源循環(huán)水泵23設(shè)置在土壤側(cè)回水管25上。

儲能水箱12的出口通過儲能供水管26與土壤側(cè)回水管25連通，進口通過儲能回水管27與土壤側(cè)供水管24連通，且儲能供水管26與土壤側(cè)回水管25的相接端位于土壤源循環(huán)水泵23和土壤源換熱器22之間。

第一電動閥4設(shè)置在土壤側(cè)回水管25上，且位于土壤源循環(huán)水泵23和土壤源熱泵主機21之間。

土壤側(cè)供水管24通過旁通管道與土壤側(cè)回水管25連通，第二電動閥5設(shè)置在旁通管道上；旁通管道與土壤側(cè)回水管25的相接端位于土壤源循環(huán)水泵23和第一電動閥4之間；旁通管道與土壤側(cè)供水管24的相接端位于儲能回水管27與土壤側(cè)供水管24的相接端和土壤源熱泵主機21之間。

室內(nèi)供暖系統(tǒng)包括供暖循環(huán)水泵31和供暖終端設(shè)備，供暖終端設(shè)備為低溫散熱器32和/或地暖盤管33。供暖終端設(shè)備通過供暖循環(huán)管道34與土壤源熱泵主機21相連，供暖循環(huán)水泵31設(shè)置在供暖循環(huán)管道34上。

本發(fā)明的適用于極寒地區(qū)土壤源熱泵的地下土壤冷熱平衡系統(tǒng)，在冬季向室內(nèi)供暖時，太陽能集熱器11采集的熱量通過太陽能循環(huán)水泵13儲存至儲能水箱12，換熱后的冷水再次進入太陽能集熱器11吸熱，往復(fù)循環(huán)，將熱量不斷地儲存在儲能水箱12中；第一電動閥4打開，第二電動閥5關(guān)閉，儲能水箱12儲存的熱量通過土壤源循環(huán)水泵23被導(dǎo)入到土壤源熱泵系統(tǒng)中，提高了土壤源熱泵主機21的源水側(cè)進水溫度，減少了土壤源熱泵系統(tǒng)從地下土壤中吸收的熱量，大大提高了土壤源熱泵主機21的運行能效；土壤源熱泵系統(tǒng)中的熱量通過供暖循環(huán)水泵31為供暖終端設(shè)備供暖。

當(dāng)夏季及春秋季節(jié)時，太陽能集熱器11采集的熱量通過太陽能循環(huán)水泵13儲存至儲能水箱12，換熱后的冷水再次進入太陽能集熱器11吸熱，往復(fù)循環(huán)，將熱量不斷地儲存在儲能水箱12中；第一電動閥4關(guān)閉，第二電動閥5打開，土壤源熱泵主機21關(guān)閉，儲能水箱12儲存的熱量通過土壤源循環(huán)水泵23被導(dǎo)入到土壤源熱泵系統(tǒng)，儲存在地下土壤中，從而提高了地下土壤溫度，便于冬天采暖季提取使用。

綜上所述，本發(fā)明的適用于極寒地區(qū)土壤源熱泵的地下土壤冷熱平衡系統(tǒng)，利用太陽能的光熱效應(yīng)，冬季將吸收的太陽能量輔佐土壤源熱泵系統(tǒng)，提高土壤源熱泵主機的運行能效，夏季及春秋季將吸收的太陽能量導(dǎo)入地下土壤儲存起來以供冬季使用，從長遠來看，能夠達到地下土壤的冷熱平衡，同時提高土壤源熱泵系統(tǒng)的運行能效，實現(xiàn)土壤源熱泵系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、高效的運行，將產(chǎn)生極高的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。