專利名稱：一種太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集中供熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系 統(tǒng)，具體為一種具有蓄能功能的太陽能和地?zé)崮軓?fù)合熱源集中供熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在目前的集中供熱系統(tǒng)中，一次網(wǎng)的供水溫度一般在130°C，某些新建管網(wǎng)的設(shè)計 供水溫度甚至達(dá)到150°C，一次網(wǎng)的回水溫度受到二次網(wǎng)水溫的限制，一般在60 70°C左 右。而對于熱力站后的二次網(wǎng)而言，實際運行的供回水溫度一般在70/50°C左右，這樣就存 在著一次網(wǎng)與二次網(wǎng)之間的較大的換熱溫差，隨著地板采暖等低溫末端的逐漸普及，二次 網(wǎng)水溫可進一步降低，由此導(dǎo)致熱力站換熱過程產(chǎn)生非常大的不可逆?zhèn)鳠釗p失。另外，太陽能和地?zé)崮茏鳛榭稍偕茉船F(xiàn)在已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，但是由于其品位較 低，因此回收利用這部分能量需要采用熱泵技術(shù)才能實現(xiàn)，因此，利用集中供熱系統(tǒng)一次網(wǎng) 和二次網(wǎng)之間的溫差，采用吸收式熱泵技術(shù)回收太陽能和地?zé)崮埽瑴p少一二次熱網(wǎng)之間的 不可逆損失，增加二次網(wǎng)的供熱量，從而提高了目前熱力站的換熱效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是實現(xiàn)太陽能和地?zé)崮芸稍偕茉匆爰泄嵯到y(tǒng)并減少熱力 站的換熱不可逆損失提高換熱效率的系統(tǒng)形式。一種太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，該供熱系統(tǒng)包括熱源、吸 收式熱泵、熱用戶、太陽能集熱器、地埋管、若干循環(huán)水泵以及各種連接管路和附件，來自熱 源的一次熱網(wǎng)高溫?zé)崴?qū)動吸收式熱泵，以土壤源作為吸收式熱泵的低位熱源，吸收式熱 泵蒸發(fā)器與地埋管相連，熱媒從土壤中吸熱到吸收式熱泵蒸發(fā)器中放熱；在采暖期太陽能 集熱器作為供熱系統(tǒng)輔助熱源與地埋管聯(lián)合供熱，在非采暖期太陽能集熱器作為回灌熱 源，用以恢復(fù)地埋管周圍土壤溫度，維持土壤熱能的收支平衡；二次熱網(wǎng)的回水通過吸收式 熱泵被加熱后通過二次熱網(wǎng)送至熱用戶。所述吸收式熱泵是采用一次熱網(wǎng)的高溫?zé)崴鳛轵?qū)動熱源并吸收地埋管地?zé)崮?的熱量進行供熱的熱泵機組。所述太陽能集熱器在采暖期作為輔助熱源與地埋管聯(lián)合供熱時，一種方式為吸 收式熱泵的蒸發(fā)器出水分兩部分，一部分通過太陽能集熱器吸收太陽能熱量，另一部分進 入地埋管吸收土壤的熱量，兩部分水吸熱后會合，最后返回到吸收式熱泵的蒸發(fā)器放熱。所述太陽能集熱器在采暖期作為輔助熱源與地埋管聯(lián)合供熱時，另一種方式為 所述太陽能集熱器與地埋管串聯(lián)，吸收式熱泵的蒸發(fā)器出水先通過太陽能集熱器吸收太陽 能熱量，再進入地埋管吸收土壤的熱量，最后返回到吸收式熱泵的蒸發(fā)器放熱；或者吸收式 熱泵的蒸發(fā)器出水先通過地埋管吸收土壤的熱量，再進入太陽能集熱器吸收太陽能熱量， 最后返回到吸收式熱泵的蒸發(fā)器放熱。所述太陽能集熱器在非采暖期作為回灌熱源時，通過調(diào)節(jié)閥門和循環(huán)水泵的開啟和閉合，使太陽能集熱器與地埋管串聯(lián)循環(huán)，太陽能集熱器所收集的熱量循環(huán)至地埋管，補 充土壤的熱量。所述太陽能集熱器在夜間或陰天其出水溫度較低時，太陽能集熱器停止工作。一種太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，該供熱系統(tǒng)包括熱源、吸 收式熱泵、熱用戶、太陽能集熱器、地埋管、若干循環(huán)水泵以及各種連接管路和附件，來自熱 源的一次熱網(wǎng)高溫?zé)崴?qū)動吸收式熱泵，以土壤源作為吸收式熱泵的低位熱源，吸收式熱 泵蒸發(fā)器與地埋管相連，熱媒從土壤中吸熱到吸收式熱泵蒸發(fā)器中放熱；采用一次熱網(wǎng)進 行回灌補熱，用以恢復(fù)地埋管周圍土壤溫度，維持土壤熱能的收支平衡，并采用太陽能集熱 器作為供熱系統(tǒng)輔助熱源，直接將太陽能集熱器收集的熱量補充到一次熱網(wǎng)中；二次熱網(wǎng) 的回水通過吸收式熱泵被加熱后通過二次熱網(wǎng)送至熱用戶。一種太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，該供熱系統(tǒng)包括熱源、吸 收式熱泵、熱用戶、太陽能集熱器、地埋管、若干循環(huán)水泵以及各種連接管路和附件，來自熱 源的一次熱網(wǎng)高溫?zé)崴?qū)動吸收式熱泵，以土壤源作為吸收式熱泵的低位熱源，吸收式熱 泵蒸發(fā)器與地埋管相連，熱媒從土壤中吸熱到吸收式熱泵蒸發(fā)器中放熱；所述太陽能集熱 器可以通過管路切換，在采暖期直接接入二次網(wǎng)，與吸收式熱泵并聯(lián)或串聯(lián)；并聯(lián)方式熱 用戶出口的二次網(wǎng)回水分兩路，一路進入吸收式熱泵加熱，一路進入太陽能集熱器加熱，兩 路會合后通過二次網(wǎng)供水送到熱用戶；串聯(lián)方式熱用戶出口的二次網(wǎng)回水先進入吸收式 熱泵加熱，再進入太陽能集熱器加熱，或先進入太陽能集熱器加熱，再進入吸收式熱泵加 熱，最后再通過二次網(wǎng)供水送到熱用戶。本發(fā)明在熱力站設(shè)置地?zé)嵩次帐綗岜脵C組，以集中供熱系統(tǒng)一次網(wǎng)高溫?zé)崴?qū) 動吸收式熱泵，以土壤源作為吸收式熱泵的低位熱源，吸收式熱泵蒸發(fā)器與地埋管相連，熱 媒從土壤中吸熱后到熱泵蒸發(fā)器中放熱，吸收的地?zé)嵊糜诙尉W(wǎng)供熱。為了恢復(fù)土壤溫度， 維持地下熱能的收支平衡，該系統(tǒng)采用太陽能作為輔助熱源，采暖季太陽能與地?zé)崮芑?補充，非采暖季則單獨使用太陽能回灌熱量于地下，以恢復(fù)土壤溫度，使得土壤溫度全年平本發(fā)明的有益效果為1、與常規(guī)的集中供熱方式相比，該系統(tǒng)以吸收式熱泵代替了水水換熱器，通過回 收土壤和太陽能的熱量提高系統(tǒng)供熱量；2、與常規(guī)的太陽能供熱利用方式相比，該系統(tǒng)以太陽能集熱器聯(lián)合土壤蓄熱方式 大大提高了太陽能集熱器和地埋管利用率；3、與傳統(tǒng)電驅(qū)動地源熱泵相比，該系統(tǒng)以熱網(wǎng)水驅(qū)動熱泵，節(jié)省了大量電力消耗， 運行成本低。以太陽能輔助土壤溫度的恢復(fù)，提高了地埋管換熱系統(tǒng)的穩(wěn)定性。


圖1是實施例1中太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)流程示意圖；圖2是實施例2中太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)流程示意圖；圖3是實施例3中太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)流程示意圖；圖4是實施例4中太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)流程示意圖；圖5是實施例5中太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)流程示意圖6是實施例6中太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)流程示意圖；圖7是實施例7中太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)流程示意圖；圖中標(biāo)號1_熱源；2-地?zé)嵩次帐綗岜茫?-熱用戶；4-太陽能集熱器；5-地埋 管；6-地埋管循環(huán)水泵；7-太陽能集熱器循環(huán)水泵；8-水泵；9- 一次熱網(wǎng)；10- 二次熱網(wǎng)； 11-閥門；12-閥門；13-閥門；14-閥門。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖本發(fā)明作進一步說明具體的實施方式實施例1 如圖1所示，太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)是由熱源1、地?zé)嵩?吸收式熱泵2、熱用戶3、太陽能集熱器4、地埋管5、地埋管循環(huán)水泵6、太陽能集熱器循環(huán) 水泵7、閥門11、閥門13、一次熱網(wǎng)9、二次熱網(wǎng)10以及各種連接管路和附件組成。來自熱 源1的一次熱網(wǎng)9水驅(qū)動吸收式熱泵，以土壤源作為吸收式熱泵2的低位熱源，吸收式熱泵 2蒸發(fā)器與地埋管5相連，熱媒從土壤中吸熱，到吸收式熱泵2蒸發(fā)器中放熱，二次熱網(wǎng)10 的回水通過地?zé)嵩次帐綗岜?的冷凝器被加熱后，熱量通過二次熱網(wǎng)10送至熱用戶。為 了恢復(fù)地埋管5周圍土壤溫度，維持土壤熱能的收支平衡，該系統(tǒng)采用太陽能集熱器4作為 補充熱源。太陽能集熱器4在采暖期為輔助熱源，與地埋管5聯(lián)合并聯(lián)供熱，閥門11、閥門 13打開，地埋管循環(huán)水泵6、太陽能集熱器循環(huán)水泵7也均打開。吸收式熱泵2的蒸發(fā)器出 水分兩部分，一部分通過太陽能集熱器4吸收太陽能熱量，另一部分進入地埋管5吸收土壤 的熱量，兩部分水吸熱后會合，最后返回到吸收式熱泵2的蒸發(fā)器放熱。太陽能集熱器4在 非采暖期為回灌熱源，閥門13和地埋管循環(huán)水泵6關(guān)閉，閥門11和太陽能集熱器循環(huán)水泵 7開啟，太陽能集熱器4與地埋管5串聯(lián)循環(huán)，太陽能集熱器4所收集的熱量循環(huán)至地埋管 5，補充土壤的熱量。太陽能集熱器4在夜間或陰天其出水溫度較低時，閥門11關(guān)閉，太陽 能集熱器循環(huán)水泵7關(guān)閉，此時太陽能集熱器停止工作。實施例2 如圖2所示，太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，其中的太陽能集熱器4和地埋 管5是聯(lián)合串聯(lián)供熱。采暖供熱時閥門12、閥門14關(guān)閉，閥門11、閥門13打開，吸收式熱 泵2的蒸發(fā)器出水先經(jīng)過太陽能集熱器4，再進入地埋管5吸收土壤的熱量，最后返回到吸 收式熱泵2的蒸發(fā)器放熱。太陽能集熱器4在非采暖期為回灌熱源，閥門12和閥門13關(guān) 閉，閥門11和閥門14開啟，太陽能集熱器4與地埋管5串聯(lián)循環(huán)，太陽能集熱器4所收集 的熱量循環(huán)至地埋管5，補充土壤的熱量。太陽能集熱器4在夜間或陰天其出水溫度較低 時，閥門11關(guān)閉，開啟閥門12，此時太陽能集熱器停止工作。其余與實施例1相同。實施例3:如圖3所示，太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，與實施例2不同在于，吸收式 熱泵2的蒸發(fā)器出水先經(jīng)過地埋管5吸收土壤的熱量，再進入太陽能集熱器4，最后返回到 吸收式熱泵2的蒸發(fā)器放熱。其余與實施例2相同。實施例4 如圖4所示，太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)是由熱源1、地?zé)嵩?吸收式熱泵2、熱用戶3、太陽能集熱器4、地埋管5、地埋管循環(huán)熱泵6、太陽能集熱器循環(huán)水泵7、閥門11、閥門13、閥門14、一次熱網(wǎng)9、二次熱網(wǎng)10以及各種連接管路和附件組成。來 自熱源1的一次熱網(wǎng)9水驅(qū)動吸收式熱泵，以土壤源作為吸收式熱泵2的低位熱源，吸收式 熱泵2蒸發(fā)器與地埋管5相連，熱媒從土壤中吸熱，到吸收式熱泵2蒸發(fā)器中放熱，二次熱 網(wǎng)10的回水通過地?zé)嵩次帐綗岜?的冷凝器被加熱后，熱量通過二次熱網(wǎng)10送至熱用 戶。沒有條件設(shè)置太陽集熱器4的熱力站，為了恢復(fù)地埋管5周圍土壤溫度，維持土壤熱能 的收支平衡，在非采暖季，閥門14開啟，該系統(tǒng)可以采用一次熱網(wǎng)9進行回灌補熱。有條件 設(shè)置太陽能集熱器4的地方，可以直接把太陽能集熱器4收集的熱量補充到一次熱網(wǎng)9中。實施例5 如圖5所示，太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，供熱系統(tǒng)是由熱源1、地?zé)嵩?吸收式熱泵2、熱用戶3、太陽能集熱器4、地埋管5、地埋管循環(huán)熱泵6、太陽能集熱器循環(huán)水 泵7、閥門11、閥門12、閥門13、閥門14、一次熱網(wǎng)9、二次熱網(wǎng)10以及各種連接管路和附件 組成。來自熱源1的一次熱網(wǎng)9水驅(qū)動吸收式熱泵，以土壤源作為吸收式熱泵2的低位熱 源，吸收式熱泵2蒸發(fā)器與地埋管5相連，熱媒從土壤中吸熱，到吸收式熱泵2蒸發(fā)器中放 熱，二次熱網(wǎng)10的回水通過地?zé)嵩次帐綗岜?的冷凝器被加熱后，熱量通過二次熱網(wǎng)10 送至熱用戶。所述太陽能集熱器4直接接入二次網(wǎng)10，與吸收式熱泵2并聯(lián)，熱用戶3出口 的二次網(wǎng)10回水分兩路，一路進入吸收式熱泵2加熱，一路進入太陽能集熱器4加熱，兩路 會合后通過二次網(wǎng)10供水送到熱用戶3。太陽能集熱器4在夜間或陰天其出水溫度較低 時，閥門11關(guān)閉，水泵7關(guān)閉，此時太陽能集熱器停止工作。為了恢復(fù)地埋管5周圍土壤溫 度，維持土壤熱能的收支平衡，在非采暖季，閥門14開啟，該系統(tǒng)可以采用一次熱網(wǎng)9進行 回灌補熱。實施例6 如圖6所示，太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，與實例5不同在于，太陽能集 熱器4直接接入二次網(wǎng)10，與吸收式熱泵2串聯(lián)，熱用戶3出口的二次網(wǎng)10回水先進入太 陽能集熱器4加熱，再進入吸收式熱泵2加熱，最后再通過二次網(wǎng)10供水送到熱用戶。其 余與實施例5相同。實施例7 如圖7所示，太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，與實例6不同在于，熱用戶3 出口的二次網(wǎng)10回水先進入吸收式熱泵2加熱，再進入太陽能集熱器4加熱，最后再通過 二次網(wǎng)10供水送到熱用戶。其余與實施例6相同。
權(quán)利要求
一種太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，該供熱系統(tǒng)包括熱源(1)、吸收式熱泵(2)、熱用戶(3)、太陽能集熱器(4)、地埋管(5)、若干循環(huán)水泵以及各種連接管路和附件，來自熱源(1)的一次熱網(wǎng)(9)高溫?zé)崴?qū)動吸收式熱泵，以土壤源作為吸收式熱泵(2)的低位熱源，吸收式熱泵(2)蒸發(fā)器與地埋管(5)相連，熱媒從土壤中吸熱到吸收式熱泵(2)蒸發(fā)器中放熱；在采暖期太陽能集熱器(4)作為供熱系統(tǒng)輔助熱源與地埋管(5)聯(lián)合供熱，在非采暖期太陽能集熱器(4)作為回灌熱源，用以恢復(fù)地埋管(5)周圍土壤溫度，維持土壤熱能的收支平衡；二次熱網(wǎng)(10)的回水通過吸收式熱泵(2)被加熱后通過二次熱網(wǎng)(10)送至熱用戶(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，所 述吸收式熱泵(2)是采用一次熱網(wǎng)(9)的高溫?zé)崴鳛轵?qū)動熱源并吸收地埋管(5)地?zé)崮?的熱量進行供熱的熱泵機組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，所 述太陽能集熱器(4)在采暖期作為輔助熱源與地埋管(5)聯(lián)合供熱時，吸收式熱泵(2)的 蒸發(fā)器出水分兩部分，一部分通過太陽能集熱器(4)吸收太陽能熱量，另一部分進入地埋 管(5)吸收土壤的熱量，兩部分水吸熱后會合，最后返回到吸收式熱泵(2)的蒸發(fā)器放熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，所 述太陽能集熱器(4)在采暖期作為輔助熱源與地埋管(5)聯(lián)合供熱時，所述太陽能集熱器 (4)與地埋管(5)串聯(lián)，吸收式熱泵(2)的蒸發(fā)器出水先通過太陽能集熱器(4)吸收太陽 能熱量，再進入地埋管(5)吸收土壤的熱量，最后返回到吸收式熱泵(2)的蒸發(fā)器放熱；或 者吸收式熱泵(2)的蒸發(fā)器出水先通過地埋管(5)吸收土壤的熱量，再進入太陽能集熱器 (4)吸收太陽能熱量，最后返回到吸收式熱泵(2)的蒸發(fā)器放熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的一種太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，其特征在于， 所述太陽能集熱器(4)在非采暖期作為回灌熱源時，通過調(diào)節(jié)閥門和循環(huán)水泵的開啟和閉 合，使太陽能集熱器(4)與地埋管(5)串聯(lián)循環(huán)，太陽能集熱器(4)所收集的熱量循環(huán)至地 埋管(5)，補充土壤的熱量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任意一個權(quán)利要求所述的一種太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱 系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能集熱器(4)在夜間或陰天其出水溫度較低時，太陽能集熱器 停止工作。
7.一種太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，該供熱系統(tǒng)包括熱源(1)、 吸收式熱泵(2)、熱用戶(3)、太陽能集熱器(4)、地埋管(5)、若干循環(huán)水泵以及各種連接管 路和附件，來自熱源(1)的一次熱網(wǎng)(9)高溫?zé)崴?qū)動吸收式熱泵，以土壤源作為吸收式熱 泵(2)的低位熱源，吸收式熱泵(2)蒸發(fā)器與地埋管(5)相連，熱媒從土壤中吸熱到吸收式 熱泵(2)蒸發(fā)器中放熱；采用一次熱網(wǎng)(9)進行回灌補熱，用以恢復(fù)地埋管(5)周圍土壤溫 度，維持土壤熱能的收支平衡，并采用太陽能集熱器(4)作為供熱系統(tǒng)輔助熱源，直接將太 陽能集熱器(4)收集的熱量補充到一次熱網(wǎng)(9)中；二次熱網(wǎng)(10)的回水通過吸收式熱泵 (2)被加熱后通過二次熱網(wǎng)(10)送至熱用戶(3)。
8.一種太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)，其特征在于，該供熱系統(tǒng)包括熱源(1)、 吸收式熱泵(2)、熱用戶(3)、太陽能集熱器(4)、地埋管(5)、若干循環(huán)水泵以及各種連接管 路和附件，來自熱源(1)的一次熱網(wǎng)(9)高溫?zé)崴?qū)動吸收式熱泵，以土壤源作為吸收式熱 2泵(2)的低位熱源，吸收式熱泵(2)蒸發(fā)器與地埋管(5)相連，熱媒從土壤中吸熱到吸收式 熱泵(2)蒸發(fā)器中放熱；所述太陽能集熱器(4)直接接入二次網(wǎng)(10)，與吸收式熱泵(2)并 聯(lián)或串聯(lián)；并聯(lián)方式熱用戶(3)出口的二次網(wǎng)(10)回水分兩路，一路進入吸收式熱泵(2) 加熱，一路進入太陽能集熱器(4)加熱，兩路會合后通過二次網(wǎng)(10)供水送到熱用戶(3)； 串聯(lián)方式熱用戶(3)出口的二次網(wǎng)(10)回水先進入吸收式熱泵(2)加熱，再進入太陽能 集熱器(4)加熱，或先進入太陽能集熱器(4)加熱，再進入吸收式熱泵(2)加熱，最后再通 過二次網(wǎng)(10)供水送到熱用戶。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于集中供熱技術(shù)領(lǐng)域的太陽能與地?zé)崮茌o助型集中供熱系統(tǒng)。在熱力站設(shè)置地?zé)嵩次帐綗岜脵C組，以集中供熱系統(tǒng)一次網(wǎng)高溫?zé)崴?qū)動吸收式熱泵，以土壤源作為吸收式熱泵的低位熱源，熱媒從土壤中吸熱后到熱泵蒸發(fā)器中放熱，吸收的地?zé)嵊糜诙尉W(wǎng)供熱。為了恢復(fù)土壤溫度，該系統(tǒng)采用太陽能作為輔助熱源，采暖季太陽能與地?zé)崮芑檠a充，非采暖季則單獨使用太陽能回灌熱量于地下，以恢復(fù)土壤溫度，使得土壤溫度全年平衡。該系統(tǒng)以吸收式熱泵代替了水水換熱器，通過回收環(huán)境熱量提高系統(tǒng)供熱量；以太陽能土壤蓄熱方式提高了太陽能集熱器的利用率和系統(tǒng)穩(wěn)定性；以熱網(wǎng)水驅(qū)動熱泵，節(jié)省了大量電力消耗，運行費用降低。
文檔編號F24J2/00GK101922753SQ20101026558
公開日2010年12月22日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月27日
發(fā)明者付林, 劉華, 張世鋼, 李巖, 江億, 羅勇 申請人:清華大學(xué);北京華清泰盟科技發(fā)展有限公司