[实用新型]浅层地能组合太阳能大型热水装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种浅层地能组合太阳能大型热水装置，属于太阳能制热水技术、地下水抽取与回灌技术和水源热泵技术。

背景技术

太阳能热水系统是使用比较成熟的技术，但它存在自身无法克服的供需矛盾，当它制热水量大的时候(夏季)，热水需求量最少；当它制热水量小的时候(冬季)，热水需求量又最多。我国大部分地区处在太阳北回归线以北地区，在冬季太阳能热水器的制热温度和水量远远不能满足成倍增长的热水需求，用户需要选择与太阳能配套的其它供热水方式来解决这一矛盾，目前使用最普遍的是太阳能加电的方式来解决这一供需问题，但直接用电加热是成本相对较高(与煤、气、油相比)，且能源利用效率低的一种方式。

浅层地能指地下水、地表水、土壤(岩)层低品位热能，其能量主要来源于太阳辐射，是太阳能的另一种存在形式。这种低温热能，尤其适用于住宅和办公楼房以及其他公共场所的供热和制冷。浅层地能分布广泛，储量巨大，再生迅速，采集方便，投资和风险较少，开发利用价值非常大。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种浅层地能组合太阳能大型热水装置，其引入地下水源热泵制热水技术原理，即以地下水(地表水、地埋管)为热源，热泵将水中的低品位热能通过蒸发器提出，并泵送到冷凝器，通过冷凝器加热自来水，实现为用户提供生活热水或供暖的目的，由于地下水温常年稳定，适宜于热泵的工作条件，使得热泵的能效比(COP)可达到4∶1，并保持长期稳定的工作状态。

本实用新型的技术方案是：一种浅层地能组合太阳能大型热水装置，其特征在于：它包括太阳能集热器、高温水箱、地下水源热泵加热机组、自动化控制器、回灌井和抽水井，其中自来水流入太阳能集热器，在电磁阀A的控制下流入高温水箱；地下水源热泵加热机组包括蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀，并且按蒸发器-压缩机-冷凝器-膨胀阀-蒸发器循环方式工作；从抽水井抽取的地下水，流入地下水源热泵加热机组的蒸发器，由蒸发器提取热量后进入回灌井至地下含水层中；热水通过电磁阀B、电磁阀C的控制在冷凝器和高温水箱之间循环；太阳能集热器、冷凝器、高温水箱带有温控探头A、B、C，高温水箱里还有水位探头，以上探头在自动化控制器中都有相应的温控器或水位控制器。

如上所述的浅层地能组合太阳能大型热水装置，其特征在于：增加低温水箱，自来水流入太阳能集热器，在电磁阀A控制下流向高温水箱，在电磁阀B的控制下流向低温水箱；低温水箱的水流入冷凝器，并在电磁阀C的控制下可流入高温水箱。

本实用新型的工作原理是：太阳能集热器用于加热自来水；高温水箱储存制成的生活热水；低温水箱储存未制成的低温热水，供地下水源热泵加热机组进一步加热成生活热水使用；地下水源热泵加热机组可提高热水的温度，并泵送到高温水箱；抽水井与回灌井用于抽取地下水提取低品位热能；自动化控制器，控制水流和机组运转；末端用户，消费生活热水。

当太阳能加热温度低于储水箱设定温度或制热水量不足时，自动启动地下水源热泵加热机组。

本实用新型的有益效果是：(1)提高电的使用效率，实现输出功率与输入功率达到4∶1的效果，随着电的供需矛盾加大和电价的不断上涨，减少用电量并提高电的使用效率，对国家和用户都具有非常重要的意义；(2)实现一年四季稳定提供生活热水，弥补了太阳能热水的缺点，解决了太阳能热水的供需矛盾，充分发挥了太阳能热水的长处，即一次投资，免费使用的特点；(3)在制热水方面，实现太阳能这一可再生能源的最大化利用，以及节省电能和放大电的使用效率的目的；(4)实现太阳能集热器集中安装，比单户安装太阳能更节省，避免浪费，提高了集热器的使用效率。同时也便于统一规划，统一安装，达到国家规定的新建住宅必须预留太阳能安装位置的要求；(5)单栋住宅统一供热水，可在建筑设计或改造时，统一布置热水管线，每家预留接口并安装水表计量，既便于居民使用，也便于计量收费。同时也美化了住宅建筑(与每户从楼顶太阳能水箱接管线相比)；(6)自动化控制，占用很少人力，便于物业管理。(7)也克服了空气源热泵组合太阳能制热水的缺点，即空气源热泵在冬季与太阳能同样制热水能力差，甚至更低温度下自动停机。

总之，浅层地能组合太阳能大型热水装置可有效替换目前的直接电加热辅助太阳能方式。

附图说明

图1，本实用新型实施例浅层地能组合太阳能大型热水装置1示意图。

图2，本实用新型实施例浅层地能组合太阳能大型热水装置2示意图。

图3，图1中自动化控制器原理图。

具体实施方式