CN2558913Y - 太阳能、地热能联合中央空调装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种综合利用太阳能、地热能的联合中央空调装置，它是针对现有技术中太阳能无法在夜间和阴天提取辐射能量，而地热能应用必须依赖于电能而且电能消耗较大的局限而设计的。其特征是，它由太阳能热水器、地热能机组、输水管道通过泵、阀等组成，整机由控制器控制。其中地热能机组提取地热的方式可以用打井采水的方法，也可以用埋设土壤换热器的方法，太阳能热水器可以是各种结构形式的。该装置根据需要有太阳能热水器和地热能机组联合工作和各自单独工作三种工作方式，适用于各种建筑物的采暖、制冷和供应生活热水，可同时收到充分利用太阳能、地热能，最大限度地节约电能，并无任何环境污染的技术效果。

Description

太阳能、地热能联合中央空调装置

技术领域：本实用新型属于空调技术领域，涉及一种综合利用太阳能、地热能的联合空调装置。

背景技术：当今社会，为各种建筑物提供制冷、采暖以及生活热水的能源归根到底主要还是依靠煤和石油，随着这些能源的日益短缺，以及它们在燃烧过程中的环境污染，人们正在加大对诸如太阳能、地热能这些可再生又无任何环境污染的新能源的开发利用。目前，现有技术已经可以利用太阳能热水器为建筑物供暖和供生活热水，利用地热能机组为建筑物制冷、供暖和供生活热水，不过，它们都是单独使用的技术，而且都存有缺陷：比如地热能的提取必须耗费大量的电能，而太阳能在阴天和夜间就无法提取，因此，它们的应用范围和应用程度都受到很大限制。近来，也有人试图将太阳能和地热能结合利用，例如中国专利CN2394139Y、CN2391123Y、CN2400729Y公开的“太阳能、地热冷热水机组”便是其中的几例，不过这几项技术大同小异，它们都是从内部结构上将太阳能热泵循环系统和地能热力循环系统进行改进，然后通过这两种热源的混合叠加进行综合利用。这种改进的最大缺陷就是结构复杂，不便于推广应用。

发明内容：

本实用新型的目的是：针对现有技术缺陷，提供一种综合利用太阳能、地热能的中央空调装置，它在不改变内部结构的前提下，通过利用太阳能和地热能的现有设备，共同解决现代建筑的采暖、制冷以及供生活热水问题，它既能充分提高太阳能的利用率，又能有效减少地热能利用过程中的电能消耗。

本实用新型的技术解决方案是：

一种太阳能、地热能联合中央空调装置，包括地热能机组、太阳能热水器，其特征是地热能机组BSD与太阳能热水器BST由供暖/冷水管通过供暖/冷水泵和供暖/冷水阀门连接，其中，地热能机组BSD置于供暖/冷水泵的前部，该机组的取水管通过地热源阀门和地热源泵通向取水井，回水管通向回水井；太阳能热水器BST置于供暖/冷水阀门的后部，该热水器的出水管通过太阳能直通供水阀门通向用户YH：用户YH的回水管通过阀门与地热能机组BSD相连；此外，供暖/冷水管在供暖/冷水阀门后通过串联的第二供暖/冷水阀门直通用户YH，太阳能热水器BST的出水管通过太阳能供水阀门、太阳能水泵以及换热器连接用户贮水箱SX，再经阀门直通用户YH；前述的所有阀、泵以及地热能机组BSD均受控制器K控制。

前述的太阳能、地热能联合空调装置，其特征是在地热能机组的取水管路上串接有太阳能热水器，用以提高地下水温度，使地热能机组效能更高。

本实用新型将太阳能热水器与地热能机组结合到一起，其突出的优点就是环保、节能，前者是因为它们自身都是绿色能源缘故，而后者则是因其结构使然。因为单独使用太阳能热水器既不能解决全天候供暖和生活热水问题，也不能解决制冷问题；而单独依靠地热能机组虽然可以实现整个建筑物的采暖、制冷和生活热水问题，但是它必然要消耗大量的电能，其运行费用昂贵。而采用本实用新型不仅使二者各自的优点得了到充分发挥，而且各自的缺点得到相互弥补。毋庸置疑，使用太阳能比使用地热能要经济得多，将二者结合到一起，在完成同样任务的前提下，地热能机组工作的时间则大大减少，电力消耗也会大为降低。由此可见使用本实用新型可同时收到充分利用太阳能、以最小的耗电量利用地热能，最大限度地节约电能，并无任何环境污染的技术效果。与现有技术相比，由于它无需改变现有设备的内部结构，而只是通过建立一种新的连接关系和控制来解决两种能源的综合利用问题，因此，它还具有结构简单，节约运行费用和便于推广应用的优点

附图说明：

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型的控制器结构框图。

具体实施方式：下面结合附图对本实用新型作详细说明。

如图1所示，这种太阳能、地热能联合空调装置，包括地热能机组和太阳能热水器，其中地热能机组台数和太阳能热水器台数均根据建筑物的面积组态匹配。这里的地热能机组也称地热式热泵机组，机组为整体供热/供冷机组，即可供热，又可制冷，是一种可全年运行的空调机组；太阳能热水器可以是管板式、抛物聚光式、真空管式或跟踪式的任意型式。其特征是，地热能机组BSD与太阳能热水器BST由供暖冷水管通过供暖/冷水泵3和供暖/冷水阀门4连接，其中，地热能机组BSD置于供暖/冷水泵3的前部，该机组的取水管通过地热源阀门2和地热源泵1通向取水井10，回水管通向回水井9；太阳能热水器BST置于供暖/冷水阀4的后部，该热水器的出水管通过太阳能直通供水阀门7通向用户YH；用户YH的回水管与地热能机组BSD相连；此外，供暖/冷水管在供暖/冷水阀4后通过第二供暖/冷水阀8直通用户YH，太阳能热水器BST的出水管通过太阳能供水阀门5、太阳能水泵6以及换热器17连接用户贮水箱SX，再经阀门14直通用户YH；前述的所有阀、泵以及地热能机组BSD均受控制器K控制。这里需要说明的是供水井10可以是一眼或者是多眼，也可以利用海、江、河、湖水以及处理后排放的污水。如果在地下水贫乏或打井受限制的地方，可以用埋设土壤换热器的方法提取土壤层的热量和释放热量，以此来维持地热能机组工作。

该空调装置的工作原理是：冬季供暖、供生活热水，当阳光充足时，控制器根据检测到的各种数据将地热源泵1、地热源阀门2、供暖/冷水泵3、供暖/冷水阀门4、太阳能直通供水阀门7、用户回水阀门11以及阀门12、阀门13、阀门14开启，并同时关闭太阳能供水阀门5、太阳能水泵6和第二供暖/冷水阀门8、阀门18，由地热能机组和太阳能热水器联合工作向用户供暖和提供生活热水。此时，控制器根据太阳能热水器出口的温度可自动控制减少地热能机组的开机数量，以便于充分利用太阳能，最大限度降低地热能机组耗电；当阳光不足或夜晚时，控制器则根据检测到的各种数据，将指令关闭太阳能直通供水阀门7，同时开启第二供暖/冷水阀门8，由地热能机组独立工作，为用户供暖和提供生活热水。以上两种情况，地热源泵供水进入地热能机组提取热量后再回灌到回水井9。这里，再根据检测数据，通过调节地热源泵的转速及改变地热能机组的台数，使地热能机组所提取的热量与太阳能热水器一并送给用户，以满足用户的需求，从而实现使地热能机组节约电能的目的。夏季制冷时，控制器根据检测数据，首先指令关闭阀门7、阀门12、阀门13，开启水泵1、阀门2、水泵3、阀门4、阀门8及阀门18，将用户建筑物内热量通过地热能机组吸收后换到地热源侧，再由回灌水带到回水井9中，完成对建筑物的制冷工作。然后通过控制器K打开阀门16，把地热能机组从房间中采集热量后的回灌水注入生活热水箱SX，再打开太阳能水泵6、阀门5和阀门15，而由太阳能热水器再升温至用户所需的生活热水温度，达到充分利用地热能机组余热和太阳能的目的，满足用户使用热水的需求。实施中，若是在地热能机组前端串接太阳能热水器，用以提高地下水温度，进而提高机组热泵工质的蒸发温度，则更能进一步降低地热能机组的电能消耗。

图2表示的是该装置的控制部分包括微电脑或工业控制计算机以及各种温度、压力、流量传感器，各种控制开关、电磁阀等。控制器K由通讯模块、CPU模块、模拟量模块、继电器模块、和变频器等部分组成。其基本控制步骤是：CPU模块根据模拟量模块通过光检测器G、温度检测器T、流量检测器L及压力检测器P采集到的信号，控制继电器模块及变频器，发出指令到具体执行机构——泵的开关、电磁阀的执行器、压缩机的起停、泵的转速等——保证该装置按不同工况正常运行。此外，CPU模块还可通过通讯模块和上位机进行双向通信，即将数据传输给上位机，以实现远程监控。

本实用新型适用于各种建筑物装设，以解决用户的采暖、制冷和供应生活热水问题。

Claims (2)

1、一种太阳能、地热能联合中央空调装置，包括地热能机组、太阳能热水器，其特征是地热能机组BSD与太阳能热水器BST由供暖/冷水管通过供暖/冷水泵(3)和供暖/冷水阀门(4)连接，其中，地热能机组BSD置于供暖/冷水泵(3)的前部，该机组的取水管通过地热源阀门(2)和地热源泵(1)通向取水井(10)，回水管通向回水井(9)；太阳能热水器BST置于供暖/冷水阀门(4)的后部，该热水器的出水管通过太阳能直通供水阀门(7)通向用户YH；用户YH的回水管通过阀门(11)与地热能机组BSD相连；此外，供暖/冷水管在供暖/冷水阀门(4)后通过串联的第二供暖/冷水阀门(8)直通用户YH，太阳能热水器BST的出水管通过太阳能供水阀门(5)、太阳能水泵(6)以及换热器(17)连接用户贮水箱SX，再经阀门(14)直通用户YH；前述的所有阀、泵以及地热能机组BSD均受控制器K控制。

2、根据权利要求1的太阳能、地热能联合中央空调装置，其特征是在地热能机组的供水管路上串联有太阳能热水器。