[发明专利]寒区隧道衬砌太阳能-地源热泵联合蓄热加热系统及方式

权利要求书

1.一种寒区隧道衬砌太阳能-地源热泵联合蓄热加热系统，其特征在于：包括太阳能集热器、地源热泵换热器、地源热泵设备和供热管路；

所述地源热泵换热器包括多组换热器，多组换热器安装在隧道中部围岩内，各组换热器的两端分别通过出水管路、进水管路与地源热泵设备取热端口连成隧道中部围岩取热环路；

所述太阳能集热器的两端分别通过出水管路、进水管路与地源热泵换热器连成隧道中部围岩蓄热环路；

所述供热管路包括多组供热管，多组供热管安装在隧道洞口段的初衬与二衬之间，各组供热管的两端分别通过出水管路、进水管路与地源热泵设备供热端口连成第一隧道洞口段衬砌供热环路；

所述太阳能集热器的两端分别通过出水管路、进水管路与供热管路形成第二隧道洞口段衬砌供热环路。

2.一种权利要求1所述寒区隧道衬砌太阳能-地源热泵联合蓄热加热系统的运行方式，其特征在于：包括以下四种方式：

第一种运行方式为夏季太阳能存储方式，太阳能分两部分存储，一部分太阳能通过太阳能集热器与地源热泵换热器串联成的封闭环路内的传热循环流体存储于锚杆钻孔周围的隧道围岩中，用于冬季供热；另一部分太阳能通过太阳能集热器与供热管路串联成的封闭环路内的传热循环流体存储于洞口供热段围岩中，用于延缓隧道衬砌加热的起始时间；

第二种运行方式为太阳能独立供热方式，利用太阳能集热器与供热管路串联成的封闭环路内的传热循环流体加热隧道衬砌；

第三种运行方式为太阳能-地源热泵联合供热方式，通过太阳能集热器、地源热泵换热器和地源热泵设备取热端口串联成的封闭环路内的传热循环流体吸收围岩中的热量，经地源热泵设备加热提升后，通过地源热泵设备供热端口和供热管路串联成的封闭环路内的传热循环流体加热隧道衬砌；

第四种运行方式为地源热泵独立供热模式，通过地源热泵换热器和地源热泵设备取热端口串联成封闭的封闭环路内的传热循环流体吸收围岩中的热量，经地源热泵设备加热提升后，通过地源热泵设备供热端口和供热管路串联成的封闭环路内的传热循环流体加热隧道衬砌。

3.根据权利要求1所述的寒区隧道衬砌太阳能-地源热泵联合蓄热加热系统，其特征在于：所述地源热泵换热器为套管式换热器，且安装在隧道中部围岩内的中空锚杆内。