一種太陽能、土壤源復合熱泵結構的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及一種熱栗裝置技術領域，尤其是一種太陽能、土壤源復合熱栗結 構。
【背景技術】
[0002] 隨著社會的發(fā)展，人們的環(huán)保意識也在不斷提高，由于土壤源熱栗環(huán)保節(jié)能優(yōu)勢 明顯，近年來已在一定程度上得到推廣。然而在使用一段時間后，裝置使用地區(qū)會出現(xiàn)土 壤溫度場的失衡問題，這一問題在寒冷的北方地區(qū)尤為突出。中國實用新型專利申請CN 103062820A公開了一種土壤源熱栗、太陽能聯(lián)合蓄熱供暖系統(tǒng)，保證冬季從大地吸取的熱 量與夏季向大地釋放的熱量平衡，保證土壤源熱栗機組工作正常有效，同時通過控制系統(tǒng) 使得土壤源熱栗機組和太陽能集熱器聯(lián)合協(xié)調工作。但是，這種結構的復合熱栗熱效率較 低。 【實用新型內容】
[0003] 本實用新型要解決的技術問題是提供一種太陽能、土壤源復合熱栗結構，能夠解 決現(xiàn)有技術的不足，提高了復合熱栗的熱效率。
[0004] 為解決上述技術問題，本實用新型所采取的技術方案如下。
[0005] -種太陽能、土壤源復合熱栗結構，包括熱栗機組和太陽能功率驅動器，熱栗機組 包括壓縮機、四通閥、雙向膨脹閥和兩個蒸發(fā)式換熱器，一個蒸發(fā)式換熱器與用戶端換熱裝 置相連，另一個蒸發(fā)式換熱器通過第六調節(jié)閥與分水器相連，并通過第一調節(jié)閥與集水器 相連，分水器還通過第五調節(jié)閥、止回閥和第二調節(jié)閥與集水器相連，分水器還通過第八調 節(jié)閥和第一循環(huán)栗與地埋管換熱器相連，集水器通過第三調節(jié)閥和第十調節(jié)閥與地埋管換 熱器相連，第十調節(jié)閥和地埋管換熱器之間的管路通過第十一調節(jié)閥、第十三調節(jié)閥、第 十四調節(jié)閥、第十五調節(jié)閥、第二十調節(jié)閥和第四調節(jié)閥與集水器相連，第十三調節(jié)閥和第 十四調節(jié)閥之間的管路通過第十二調節(jié)閥和第七調節(jié)閥與分水器相連，第一循環(huán)栗與地 埋管換熱器之間的管路通過第九調節(jié)閥和第二十一調節(jié)閥與盤管換熱器相連，第十四調節(jié) 閥和第十五調節(jié)閥之間的管路通過第十六調節(jié)閥與太陽能吸收裝置的進水口相連，太陽能 吸收裝置的出水口通過第十七調節(jié)閥、第二循環(huán)栗和第十九調節(jié)閥與盤管換熱器相連，第 二循環(huán)栗和第十九調節(jié)閥之間的管路通過第十八調節(jié)閥連接至第十五調節(jié)閥和第二十調 節(jié)閥之間的管路上，盤管換熱器外側設置有儲熱水箱，儲熱水箱分別通過第一溫控閥和第 二溫控閥連接冷水進水管和熱水出水管；太陽能吸收裝置包括鋁合金框架，鋁合金框架頂 部設置有玻璃蓋板，玻璃蓋板下方設置有太陽能電池片，玻璃蓋板與太陽能電池片之間保 留有空腔，太陽能電池片下方設置有吸熱板，吸熱板下方設置有若干個循環(huán)水排管，循環(huán)水 排管下方設置有背板，循環(huán)水排管分別與太陽能吸收裝置的出水口和進水口相連，太陽能 功率驅動器分別與太陽能電池片和壓縮機電氣連接。
[0006] 作為優(yōu)選，所述太陽能電池片的外側設置有導熱金屬框，導熱金屬框的底面與吸 熱板接觸，導熱金屬框與吸熱板之間設置有若干個貫穿的通孔，通孔的頂部與空腔連接，通 孔的底部與循環(huán)水排管連接，通孔中設置有球形腔室，相鄰的球形腔室之間設置有橡膠隔 膜，橡膠隔膜的頂部與球形腔室的頂部連接，橡膠隔膜的底部與球形腔室的底部選擇性密 封接觸。
[0007] 作為優(yōu)選，所述太陽能電池片和導熱金屬框與吸熱板之間通過層壓的方式連接。
[0008] 作為優(yōu)選，所述吸熱板與循環(huán)水排管之間通過導熱膠或者焊接的方式連接。
[0009] 作為優(yōu)選，所述循環(huán)水排管下部設置有保溫棉。
[0010] 一種用于上述的太陽能、土壤源復合熱栗結構的控制方法，包括以下步驟：
[0011] 供熱時期，根據天氣狀況的不同分為三種情況，分別為系統(tǒng)單獨依靠太陽能運行、 系統(tǒng)單獨依靠土壤源運行、系統(tǒng)依靠太陽能和土壤源同時運行；當經過太陽能吸收裝置的 光熱轉換部分制得的熱水可以達到熱栗機組進水溫度要求時，系統(tǒng)單獨依靠太陽能運行供 熱，即在這種情況下工質在太陽能吸收裝置的光熱轉換部分中吸熱升溫后進入熱栗機組為 其供熱，具體循環(huán)流程為當循環(huán)水在太陽能吸收裝置的光熱轉換部分中吸熱升溫后，在第 二循環(huán)栗作用下經過第十九調節(jié)閥、盤管換熱器和第四調節(jié)閥后進入集水器中，再從第一 調節(jié)閥流出進入熱栗機組的循環(huán)水側換熱器中，充分換熱后流出，經過第六調節(jié)閥進入分 水器中，從第七調節(jié)閥所在管路流出，流經過第十二調節(jié)閥、第十四調節(jié)閥和第十六調節(jié)閥 后流入太陽能吸收裝置的光熱轉換部分進口中重新吸熱升溫并開始下一循環(huán)，第二循環(huán)栗 為工質提供循環(huán)動力，這一工況下系統(tǒng)循環(huán)管路中工質未流經的調節(jié)閥全部關閉；當戶外 是雨雪天氣和夜晚時，系統(tǒng)單獨依靠土壤源運行，即此工況中循環(huán)水在地埋管換熱器中吸 熱升溫后進入熱栗機組為其供熱，具體循環(huán)流程為當循環(huán)水在地埋管換熱器中吸熱升溫后 經過第十調節(jié)閥和第三調節(jié)閥進入集水器中，于第一調節(jié)閥所在的管路流出后進入熱栗機 組的循環(huán)水側換熱器中放熱降溫，換熱后的循環(huán)水流出并經過第六調節(jié)閥進入分水器中， 從第八調節(jié)閥所在管路流出，流經過第一循環(huán)栗流入地埋管換熱器中重新吸熱升溫并開始 下一循環(huán)，第一循環(huán)栗為工質提供循環(huán)動力，這一工況下系統(tǒng)循環(huán)管路中工質未流經的調 節(jié)閥全部關閉；當戶外天氣狀況為太陽輻射有一定的強度、太陽能吸收裝置的光熱轉換部 分的有效集熱量大于零、但作為熱栗機組的低位熱源所得的制熱量滿足不了室內末端的熱 需要時，系統(tǒng)依靠太陽能和土壤源同時運行，本系統(tǒng)中聯(lián)合運行方式為串聯(lián)，串聯(lián)順序為工 質先經過太陽能吸收裝置再進入地埋管換熱器繼續(xù)吸熱升溫，然后進入熱栗機組為熱栗機 組供熱，此時循環(huán)流程為，當循環(huán)水在太陽能吸收裝置的光熱轉換部分中吸熱升溫后在第 二循環(huán)栗作用下經第十九調節(jié)閥、盤管換熱器、第二十一調節(jié)閥和第九調節(jié)閥后，進入地埋 管換熱器中繼續(xù)吸熱升溫，從地埋管換熱器中流出后順次經第十調節(jié)閥和第三調節(jié)閥進入 集水器中，然后經第一調節(jié)閥所在的管路進入熱栗機組的循環(huán)水側換熱器中，充分換熱后 流出，經過第六調節(jié)閥進入分水器中，從第七調節(jié)閥所在管路流出，流經過第十二調節(jié)閥、 第十四調節(jié)閥和第十六調節(jié)閥后流入太陽能吸收裝置光熱轉換部分進口中重新吸熱升溫 并開始下一循環(huán)，第二循環(huán)栗為工質提供循環(huán)動力，這一工況下系統(tǒng)循環(huán)管路中工質未流 經的調節(jié)閥全部關閉；
[0012] 過渡時期，采用自然通風調節(jié)室內環(huán)境，無需熱栗及室內設備為其工作，這時系統(tǒng) 的運行工況為太陽能吸收裝置的光熱轉換部分與地埋管換熱器組成閉合回路，白天太陽能 吸收裝置持續(xù)工作，通過太陽能吸收裝置的光熱轉換部分加熱之后的熱水在第二循環(huán)栗的 作用下通過第十九調節(jié)閥、盤管換熱器、第二十一調節(jié)閥和第九調節(jié)閥所在的管路送至地 埋管換熱器中，為土壤補熱，避免土壤溫度場失衡，多余出的熱量加熱儲熱水箱中的水，循 環(huán)水在地埋管換熱器中換熱后通過第十一調節(jié)閥、第十三調節(jié)閥、第十四調節(jié)閥、第十六調 節(jié)閥所在的管路回到太陽能吸收裝置中繼續(xù)吸熱，并開始下一個循環(huán)，工質循環(huán)的動力由 第二循環(huán)栗提供，這一工況下系統(tǒng)循環(huán)管路中工質未流經的調節(jié)閥全部關閉，夜間系統(tǒng)停 止工作；
[0013] 供冷時期，服務對象的冷負荷完全由土壤場承擔，熱栗機組只依靠地埋管換熱器 供冷，太陽能吸收裝置產生的熱量直接用于加熱生活熱水，此時整個系統(tǒng)的工質分為兩路 循環(huán)，其中一路循環(huán)是地埋管換熱器充當熱栗機組的冷源的供冷循環(huán)，工質通過地埋管換 熱器與土壤換熱降溫，再到循環(huán)水側換熱器中吸熱升溫從而為熱栗機組提供冷量，具體的 循環(huán)流程是系統(tǒng)循環(huán)水在地埋管換熱器中放熱降溫后，經過第十調節(jié)閥、第三調節(jié)閥所在 的管路流入集水器中，然后從第一調節(jié)閥所在的管路流至熱栗機組的循環(huán)水側換熱器中， 在循環(huán)水側換熱器中與熱栗制冷劑換熱后升溫，經過第六調節(jié)閥被送入分水器中，于第八 調節(jié)閥所在的管路流出，經過第一循環(huán)栗后進入地埋管換熱器中，開始下一個循環(huán)，這一路 循環(huán)的工質循環(huán)動力由第一循環(huán)栗提供；另一路循環(huán)是太陽能吸收裝置間接加熱生活熱 水部分，這一部分環(huán)路中系統(tǒng)循環(huán)水在太陽能吸收裝置的光熱轉換部分中吸熱升溫，從太 陽能吸收裝置光熱轉換部分出口流出后經過第十七調節(jié)閥、第二循環(huán)栗和第十九調節(jié)閥后 進入盤管換熱器中與儲熱水箱中儲存的水換熱，循環(huán)水放熱降溫后通過第二十調節(jié)閥、第 十五調節(jié)閥和第十六調節(jié)閥后進入太陽能吸收裝置的光熱轉換部分中，再次吸熱升溫并開 始下一循環(huán)，這一路循環(huán)的工質循環(huán)動力由第二循環(huán)栗提供，這一工況下系統(tǒng)兩路循環(huán)中 工質未流經的調節(jié)閥全部關閉。
[0014] 作為優(yōu)選，在供熱時期，系統(tǒng)單獨依靠太陽能運行時，第四調節(jié)閥和第十二調節(jié)閥 的開度同步變化，系統(tǒng)單獨依靠土壤源運行時，第一調節(jié)閥和第八調節(jié)閥的開度同變化，系 統(tǒng)依靠太陽能和土壤源同時運行時，第九調節(jié)閥和第十二調節(jié)閥的開度同步變化。
[0015] 作為優(yōu)選，在過渡時期，第二十一調節(jié)閥與第十一調