CN200979316Y - 太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统，包括热泵、太阳能集热器、埋入地下恒温层的地热盘管、一号泵、用户终端、二号泵以及系统控制电路，地热盘管与太阳能集热器通过管线连接在热泵的第一交换流道的输出端与输入端之间形成第一工质回路，一号泵设置在第一工质回路中将第一工质由第一交换流道的输出端输送到第一交换流道的输入端，用户终端连接在热泵的第二交换流道的输出端与输入端之间形成第二工质回路，二号泵设置在第二工质回路中将第二工质由第二交换流道的输出端输送到第二交换流道的输入端。该系统充分利用太阳能、地热这两种新能源来参与制冷制热从而节约电能，同时通过PLC及电脑技术错峰蓄能、错峰用电。

Description

太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统

技术领域

本实用新型是关于一种空调系统，特别是关于一种综合利用太阳能、地热、电能三种能源集中供热供冷的空调系统。

背景技术

随着生活水平的不断提高，空调产品已经走进了千家万户，为人们制造了舒适的工作和学习环境。

但是，随着空调数量的激增，给供电系统带来的压力也越来越大。在大中型城市每年夏季都必须对某些区域进行拉闸限电，以保证电网的正常运行。这给那些区域的工业生产和人们生活带来了诸多不便。而且，我国目前的电力供应很大程度上还是依靠燃烧煤、油等矿产资源发电，因此用电量的激增必然导致矿产资源的日益减少。另外，依靠燃烧煤、油等矿产资源的发电过程必然造成一定程度上的环境污染问题。

因此，本领域的技术人员都在努力研制一种可以充分节能的空调系统。热泵技术是目前全世界都在大力提倡的空调节能技术，而太阳能和地热则是取之不尽用之不竭的天然能源，但是，目前还有技术人员将它们有机的结合起来。

如中国专利第02219389号所揭示的一种太阳能热泵冷暖空调器，其由制冷装置与太阳能集热器组成，其将制冷装置的制冷剂蒸发器盘管装在密封蒸发水箱中，密封蒸发水箱的顶部装有一台微形搅拌器，使其搅拌桨插入密封水箱之中，在密封水箱顶面设置一个自动放气阀，密封水箱的上部近顶面的侧壁上装有加水阀，密封水箱的底部装有排水阀，密封水箱的右侧箱壁的上方设有一根出水管，出水管与循环水泵、截止阀、电磁阀相连接，最后与空调控制箱中的散热盘管的一端相接；散热盘管的另一端伸出空调控制箱外，与一个自动放气阀相连接，再通过一个电磁阀、截止阀与一个除垢器、过滤器、再经一个截止阀与密封水箱的左侧壁下方的进水管口相连接，形成一个回路；其进、出水的管道上均设有压力表；一个设在与密封蒸发水箱相近位置的太阳能集热器的上方热水管出口与一个循环水泵相连接，再经一个截止阀、电磁阀与密封蒸发水箱的出水管相连通；在太阳能集热器下方的冷水进口管上设一个排水阀，然后与一个截止阀、过滤器、除垢器相连接，再经一个截止阀至一个电磁阀，与密封蒸发水箱的进水管相连通，使太阳能集热器与空调控制箱形成一个回路。但是，第02219389号专利没有结合利用地热能源。

又如中国专利第99248535号所揭示的一种地能、太阳能冷热水机组，它包括有地能循环热泵和太阳能循环热泵，其特征是：地能循环热泵的循环管路中配置有地能换热器和热力循环换热器，太阳能循环热泵的循环管路中配置有太阳能换热器和太阳能热泵换热器；与地能换热器相接有配置地下潜水泵的上水管和通至地下的回水管，与热力循环换热器相配置设有通过冷热媒水管相连接的冷热媒水水泵和空调、采暖装置及空调储水箱；与太阳能换热器相配置设有经太阳能循环水管相连接的太阳能热水器和太阳能循环水泵，与太阳能热泵换热器相配置有卫生热水换热器和卫生热水储水箱，由太阳能热泵换热器引出的一路热水管接入卫生热水换热器，另一路热水管配置太阳能热水泵并通过三通管分别接至空调储水箱和卫生热水储水箱，由卫生热水换热器引出有卫生热水管并通过三通管分别接至空调储水箱和卫生热水储水箱；在连接空调储水箱和卫生热水储水箱的热水管上分别设置有空调储水箱关断电磁阀和卫生热水储水箱关断电磁阀。但是，第99248535号专利所揭示的地能、太阳能冷热水机组采用了两个热泵，成本较高。

因此，提供一种可以综合利用太阳能、地热、电能三种能源并且同时具备夏季制热、夏季制冷、冬季制热三种功能的空调系统成为了业界需要解决的问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种可充分节省电能的太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统。

本实用新型的技术方案是：提供一种太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统，包括热泵、太阳能集热器、埋入地下恒温层的地热盘管、一号泵、用户终端、二号泵以及系统控制电路，其中，地热盘管与太阳能集热器通过管线连接在热泵的第一交换流道的输出端与输入端之间形成第一工质回路，一号泵设置在第一工质回路中将第一工质由第一交换流道的输出端输送到第一交换流道的输入端，用户终端连接在热泵的第二交换流道的输出端与输入端之间形成第二工质回路，二号泵设置在第二工质回路中将第二工质由第二交换流道的输出端输送到第二交换流道的输入端。

热泵是本领域常用的设备，热泵内部设有压缩机、第一换热器、可与第一换热器充分进行热交换的第一交换流道、节流装置、第二换热器、可与第二换热器充分进行热交换的第二交换流道以及三通阀或者四通阀。通过三通阀或者四通阀的转换，热泵既可以制热也可以制冷。

比如，对用户终端制冷时，第二换热器将吸收热量，则，第二工质(比如水)从第二交换流道的输入端流入再从第二交换流道的输出端流出后被冷凝降温，然后输送给终端用户；此时，第一换热器将释放热量，则，第一工质(比如水)从第一交换流道的输入端流入再从第一交换流道的输出端流出后被加热而将第一换热器的热量带走。

比如，对用户终端制热时，第二换热器将释放热量，则，第二工质(比如水)从第二交换流道的输入端流入再从第二交换流道的输出端流出后被加热升温，然后输送给终端用户；此时，第一换热器将吸收热量，则，第一工质(比如水)从第一交换流道的输入端流入再从第一交换流道的输出端流出后被冷凝降温将热量传递给第一换热器。

具体地，第一工质回路上设有五号开关阀、八号开关阀、集热器旁通管线以及九号开关阀，五号开关阀、八号开关阀分别设置在太阳能集热器前端和后端的管线上，集热器旁通管线的一端与五号开关阀前端的管线连通，集热器旁通管线的另一端与八号开关阀后端的管线连通，九号开关阀设置在集热器旁通管线上，五号开关阀与太阳能集热器之间设有五号传感器，八号开关阀与太阳能集热器之间设有六号传感器，一号泵设在第一盘管旁通管线与第一交换流道的输出端之间的管线上。

进一步地，第一工质回路的太阳能集热器后端的管线上设有冷却塔、冷却塔旁通管线、十号开关阀、十一号开关阀以及十二号开关阀，十一号开关阀、十二号开关阀分别设置在冷却塔前端和后端的管线上，冷却塔旁通管线的一端与十一号开关阀前端的管线连通，冷却塔旁通管线的另一端与十二号开关阀后端的管线连通，十号开关阀设置在冷却塔旁通管线上。

进一步地，第一工质回路的冷却塔后端的管线上设有电加热器、电加热器旁通管线、十三号开关阀、十四号开关阀以及十五号开关阀，十三号开关阀、十四号开关阀分别设置在电加热器前端和后端的管线上，电加热器旁通管线的一端与十三号开关阀前端的管线连通，电加热器旁通管线的另一端与十四号开关阀后端的管线连通，十五号开关阀设置在电加热器旁通管线上，电加热器旁通管线与第一交换流道的输入端之间设有三号传感器。

优选地，该系统进一步包括蓄热水箱，第一工质回路包括一段设置在蓄热水箱内的第一盘管，第一工质经由第一盘管进入地热盘管，第一工质回路进一步包括第一盘管旁通管线、一号开关阀、二号开关阀以及三号开关阀，二号开关阀、三号开关阀分别设置在第一盘管前端和后端的管线上，第一盘管旁通管线的一端与二号开关阀前端的管线连通，第一盘管旁通管线的另一端与三号开关阀后端的管线连通，一号开关阀设置在第一盘管旁通管线上，二号开关阀与第一盘管之间设有一号传感器，三号开关阀与第一盘管之间设有二号传感器，蓄热水箱内设有第二盘管，生活用水流经第二盘管被加热后输送到用户终端，第二盘管与用户终端之间的管线上设有十七号开关阀。具体地，蓄热水箱的循环水出口的一支路通过管线经由六号开关阀与五号开关阀与五号传感器之间的管线连通，蓄热水箱的循环水出口的另一支路通过管线经由十六号开关阀与十三号开关阀与电加热器之间的管线连通，蓄热水箱的循环水入口的一支路通过管线经由七号开关阀与八号开关阀与六号传感器之间的管线连通，蓄热水箱的循环水入口的另一支路通过管线经由十八号开关阀与十四号开关阀与电加热器之间的管线连通，该系统进一步包括三号泵和四号泵，三号泵设置在蓄热水箱的循环水出口与六号开关阀之间的管线上，四号泵设置在蓄热水箱的循环水出口与十六号开关阀之间的管线上。

进一步地，第二工质回路在第二交换流道的输出端与用户终端之间设有用于储备第二工质的蓄能水箱，蓄能水箱内设有第三盘管，生活用水经第三盘管输送到用户终端，第三盘管与用户终端之间设有十九号开关阀，第三盘管前端的管线上设有二十三号开关阀，用户终端与十九号开关阀之间设有四号传感器。

优选地，第二工质回路上设有用户终端旁通管线、二十号开关阀、二十一号开关阀和二十二号开关阀，二十号开关阀、二十一号开关阀分别设置在用户终端前端和后端的管线上，用户终端旁通管线的一端与二十号开关阀前端的管线连通，用户终端旁通管线的另一端与二十一号开关阀后端的管线连通，二十二号开关阀设置在用户终端旁通管线上，二号泵设置在第二交换流道的输入端与用户终端旁通管线之间的管线上。

优选地，太阳能集热器包括位于上层的透明板、位于中层的水管、以及位于底层的吸热板，太阳能集热器倾斜设置，其与水平面之间的夹角为20～60度，比如30度或者45度，其中，透明板向阳，水管与透明板和吸热板之间均留有空隙，空隙通过上端开口和下端开口与外界大气连通。

进一步地，各个传感器以及各个开关阀分别与系统控制电路建立电气连接，系统控制电路包括PLD可编程控制电路或者单片机。各个传感器采集信号并将信号传送给系统控制电路，系统控制电路根据预设程序控制各个开关阀的开启/关闭。

可供选择地，冷却塔和电加热器的位置可以根据需要调整。各个元件可以根据需要进行增加或减少。

可供选择地，用于分别控制第一盘管、太阳能集热器、冷却塔、电加热器以及用户终端的开关阀可以分别仅为一个，且对应设置在它们的前端管线上。

本实用新型是综合利用太阳能、地热、电能三种能源集中供热供冷的系统。在系统中，利用特殊太阳能集热器收集太阳能，冬季白天为制热热泵提供热量，夏季白天提供生活用水，夏季晚上为制冷热泵散热。利用地球恒温层的一年四季恒温性为热泵提供温度恒定的水。因为太阳能的特点，防止冬季热泵制热时结霜，在热泵前加了一台电加热器，该加热器同时可以在夏天晚上为蓄热水箱储热，弥补太阳能和热泵散热的不足，同时错峰用电。此外，应用电控阀、温度传感器及PLC控制系统，自动灵活的控制各流体回路，以达到最大节能效果。本系统可充分利用环保的地热能和太阳能，同时大大降低了热泵的电耗，系统的综合COP可达到4.0，远远高于普通热泵，普通热泵的COP仅为2.6。

本实用新型的有益效果是：本发明的系统综合利用了太阳能集热器、热泵、地热盘管、冷却塔、电加热器、蓄冷水箱、蓄热水箱，充分保证了该系统可以安全环保、稳定高效、低能耗地运行，并可以充分减缓电网负担；热泵制冷制热的热源和冷却介质都为纯水，安全环保；太阳能集热器的构造特殊，白天有太阳时可作为集热器使用，晚上气温低，可作为散热片使用，高效节能；地热盘管可以为热泵提供一个一年四季恒温的冷热源，夏天为制冷热泵的冷源，冬天为制热热泵的热源，安全稳定，节能环保；蓄能水箱夏天蓄冷，冬天蓄热，错峰用电，降低系统用能成本，符合国家政策，和谐用能，为和谐社会的建设作贡献。

以下结合附图和实施例，来进一步说明本实用新型，但本实用新型不局限于这些实施例，任何在本实用新型基本精神上的改进或替代，仍属于本实用新型权利要求书中所要求保护的范围。

附图说明

图1是本实用新型的实施例1的示意图。

图2是本实用新型的太阳能集热器的示意图。

具体实施方式

                        实施例1

请参照图1，本实用新型的太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统包括热泵100、太阳能集热器500、埋入地下恒温层的地热盘管400、一号泵111、用户终端900、二号泵112以及系统控制电路。地热盘管400与太阳能集热器500通过管线连接在热泵100的第一交换流道的输出端102与输入端101之间形成第一工质回路。用户终端900连接在热泵100的第二交换流道的输出端105与输入端106之间形成第二工质回路。

一号泵111设置在第一工质回路中将第一工质由第一交换流道的输出端102输送到第一交换流道的输入端101，二号泵112设置在第二工质回路中将第二工质由第二交换流道的输出端105输送到第二交换流道的输入端106。

进一步地，第一工质回路上设有五号开关阀1505、八号开关阀1508、集热器旁通管线以及九号开关阀1509，五号开关阀1505、八号开关阀1508分别设置在太阳能集热器500前端和后端的管线上，集热器旁通管线的一端与五号开关阀1505前端的管线连通，集热器旁通管线的另一端与八号开关阀1508后端的管线连通，九号开关阀1509设置在集热器旁通管线上。五号开关阀1505与太阳能集热器500之间设有五号传感器185，八号开关阀1508与太阳能集热器500之间设有六号传感器186。

更进一步地，第一工质回路的太阳能集热器500后端的管线上设有冷却塔600、冷却塔旁通管线、十号开关阀1510、十一号开关阀1511以及十二号开关阀1512。十一号开关阀1511、十二号开关阀1512分别设置在冷却塔600前端和后端的管线上，冷却塔旁通管线的一端与十一号开关阀1511前端的管线连通，冷却塔旁通管线的另一端与十二号开关阀1512后端的管线连通，十号开关阀1510设置在冷却塔旁通管线上。

此外，第一工质回路的冷却塔600后端的管线上设有电加热器700、电加热器旁通管线、十三号开关阀1513、十四号开关阀1514以及十五号开关阀1515。十三号开关阀1513、十四号开关阀1514分别设置在电加热器700前端和后端的管线上，电加热器旁通管线的一端与十三号开关阀1513前端的管线连通，电加热器旁通管线的另一端与十四号开关阀1514后端的管线连通，十五号开关阀1515设置在电加热器旁通管线上。电加热器旁通管线与第一交换流道的输入端101之间设有三号传感器183。

该系统进一步包括蓄热水箱300，第一工质回路包括一段设置在蓄热水箱300内的第一盘管303，第一工质经由第一盘管303进入地热盘管400。第一工质回路包括第一盘管旁通管线、一号开关阀1501、二号开关阀1502以及三号开关阀1503。二号开关阀1502、三号开关阀1503分别设置在第一盘管303前端和后端的管线上，第一盘管旁通管线的一端与二号开关阀1502前端的管线连通，第一盘管旁通管线的另一端与三号开关阀1503后端的管线连通，一号开关阀1501设置在第一盘管旁通管线上。二号开关阀1502与第一盘管303之间设有一号传感器181，三号开关阀1503与第一盘管303之间设有二号传感器182。

蓄热水箱300内设有第二盘管305，生活用水流经第二盘管305被加热后输送到用户终端900。第二盘管305与用户终端900之间的管线上设有十七号开关阀1517。

蓄热水箱300的循环水出口301的一支路通过管线经由六号开关阀1506与五号开关阀1505与五号传感器185之间的管线连通，蓄热水箱300的循环水出口301的另一支路通过管线经由十六号开关阀1516与十三号开关阀1513与电加热器700之间的管线连通。

蓄热水箱300的循环水入口302的一支路通过管线经由七号开关阀1507与八号开关阀1508与六号传感器186之间的管线连通，蓄热水箱300的循环水入口302的另一支路通过管线经由十八号开关阀1518与十四号开关阀1514与电加热器700之间的管线连通。

进一步，该系统包括三号泵113和四号泵114，三号泵113设置在蓄热水箱300的循环水出口301与六号开关阀1506之间的管线上，四号泵114设置在蓄热水箱300的循环水出口301与十六号开关阀1516之间的管线上。

第一工质回路还包括地热盘管旁通管线以及设于地热盘管旁通管线上的开关阀。

第二工质回路在第二交换流道的输出端105与用户终端900之间设有由于储备第二工质的蓄能水箱800。蓄能水箱800内设有第三盘管808，生活用水经过第三盘管808后输送到用户终端900，第三盘管808与用户终端900之间设有十九号开关阀1519，第三盘管808前端的管线上设有二十三号开关阀1523。用户终端900与十九号开关阀1519之间设有四号传感器184。第二盘管305经由十七号开关阀1517与十九号开关阀1519与四号传感器184之间的管线连通。

第二工质回路上进一步设有用户终端900旁通管线、二十号开关阀1520、二十一号开关阀1521以及二十二号开关阀1522，二十号开关阀1520、二十一号开关阀1521分别设置在用户终端900前端和后端的管线上，用户终端900旁通管线的一端与二十号开关阀1520前端的管线连通，用户终端900旁通管线的另一端与二十一号开关阀1521后端的管线连通，二十二号开关阀1522设置在用户终端900旁通管线上。

具体地，一号泵111设在第一盘管旁通管线与第一交换流道的输出端102之间的管线上。二号泵112设置在第二交换流道的输入端106与用户终端900旁通管线之间的管线上。

各个传感器以及各个开关阀分别与系统控制电路建立电气连接。各个传感器采集信号并将信号传送给系统控制电路，系统控制电路根据预设程序控制各个开关阀的开启/关闭。

请参照图2，太阳能集热器500包括位于上层的透明板501、位于中层的水管505、位于底层的吸热板508，太阳能集热器500倾斜设置，其与水平面之间的夹角约为45度，其中，透明板501朝向太阳，水管505与透明板501和吸热板508之间均留有空隙，且空隙分别通过上端开口503和下端开口504与外界大气连通。太阳能集热器500的上下两端不封口，这样在晚上就形成了类似烟囱原理的抽气散热片。

本系统的所有阀都为电控阀，所有的泵、电控阀、传感器、冷却塔600、电加热器700等元件均由PLC系统控制，达到最佳的节能效果。

本系统的工作原理如下：

本系统由三大系统构成的：夏季制热系统，夏季制冷系统，冬季制热系统。这三个系统并不是独立的，它们之间工艺上是互补的，设备是共用的，实际上就是把三个独立的工艺用一套系统设备完成。冷热源及供冷热介质都为纯水。

夏季制热系统

夏季用户除了需要供冷之外，也需要供生活热水，如洗澡等，而且用户如果用本系统提供的热水做饭、烧开水，也可节约很多能源。夏季制热系统的核心是蓄热水箱300。该蓄热水箱300和三个闭合的纯水回路连接。首先，和热泵100的冷源回路连接，如果热泵100出来的冷源水温度比较高，可用来加热蓄热水箱300的冷水，能否蓄热由两个温度传感器来判断，当温度传感器判断到二号传感器182＞一号传感器181时，说明热泵100出来的热水已不能够给水箱蓄热，自控系统会关闭二号开关阀1502、三号开关阀1503，打开一号开关阀1501，禁止温度低的热泵100热水进入蓄热水箱300。其次是太阳能集热器500，在夏天白天的时候，太阳能直接用来加热蓄热水箱300里的水。通过三号泵113使水箱里的水在太阳能集热器500、蓄热水箱300这个回路中循环。不断地把太阳能收集在蓄热水箱300中，但太阳能是一种很不稳定的能源，本实用新型通过五号传感器185、六号传感器186两个温度传感器来自动控制该系统是否运行。当六号传感器186＞五号传感器185时，说明太阳能还能储存到蓄热水箱300，当六号传感器186＜＝五号传感器185时，说明不能为蓄热水箱300蓄热，自控系统会自动关闭该系统，停止三号泵113，关闭六号开关阀1506、七号开关阀1507。最后一个回路是由电加热器700和蓄热水箱300组成的回路。这是一个保障回路，当系统通过四号传感器184检测到送往用户的热水温度没有达到设定值时，系统就会自动启动电加热系统，保持关闭十三号开关阀1513、十四号开关阀1514，打开十六号开关阀1516、十八号开关阀1518和四号泵114。另外，通过自控系统的参数记录分析系统，可以计算出晚上要蓄多少热量，才能保证住白天不开电加热器700，以便错峰用电，节约成本。

夏季制冷系统

本系统夏季提供空调用冷量，核心设备是常规的热泵100。供冷介质为纯水，在热泵100出来的冷却水先储存在蓄能水箱800(也可叫作蓄冷水箱)，再送至用户，然后返回热泵100。利用蓄冷水箱800，可以充分利用廉价的低谷电，节约成本。冷源回路部分包括蓄热水箱300、地热盘管400、太阳能集热器500、冷却塔600。在制冷过程中根据情况的不同，冷源回路根据状况的不同，所走的路径是不同的，其原则是最大限度节能。由热泵100出来的热水，经过一号传感器181和二号传感器182两个温度传感器判断是否进入蓄热水箱300。当二号传感器182＜一号传感器181，那就说明对蓄热水箱300有放热，保持二号开关阀1502、三号开关阀1503阀开，一号开关阀1501关。当二号传感器182＞＝一号传感器181，说明热泵100出来的热水已不能对蓄热水箱300放热，二号开关阀1502、三号开关阀1503关闭，一号开关阀1501打开。之后冷源水被打入地下恒温层，由于恒温层温度是当地全年的平均温度，所以在制冷期间是比大气温度低的，可提供理想的恒温冷源。冷源水在恒温层被冷却出来后，送至太阳能集热器500。当太阳能不为蓄热水箱300蓄热时，冷源水进入太阳能集热器500，五号开关阀1505、六号开关阀1506开，九号开关阀1509关。目的是利用其散热的性能，由五号传感器185、六号传感器186两个温度传感器来判断散热效果。当五号传感器185＞六号传感器186时，说明有散热效果。当五号传感器185＜＝六号传感器186时，说明无散热效果，控制系统会打开九号开关阀1509，关闭五号传感器185、六号传感器186。由温度传感三号传感器183，判断冷源水是否以达到热泵100所需的理想冷源温度，该理想冷源温度是由控制系统收集了各设备的参数加上当时电价计算出来的一个较理想的温度，如果未达到该温度，控制系统会启动冷却塔600，同时自动打开十一号开关阀1511、十二号开关阀1512，关闭十号开关阀1510阀。这样，就达到了控制综合成本的目的。

冬季制热系统

冬季制热主要提供生活热水。主要原理是利用热泵100加热蓄冷水箱800的水以蓄热，生活用水通过蓄冷水箱800的第三盘管808被加热后送至用户。在冬季，夏季制冷时的冷却介质回路仍然使用，二十号开关阀1520、二十一号开关阀1521关闭，二十二号开关阀1522打开，形成一个不过用户的简单加热回路。热泵100的热能全部送往蓄能水箱800。热泵100的热源回路是由热泵100、地热盘管400、太阳能集热器500、电加热器700组成。制热热泵100出来的冷水经过一号泵111、一号开关阀1501直接打到地下恒温层，由恒温层加热成较热的水，然后进入太阳能集热器500再次加热，当温度传感器五号传感器185、六号传感器186感测到六号传感器186＜＝五号传感器185，说明太阳能集热器500已不能提供热量，自控系统会打开九号开关阀1509，关闭五号开关阀1505、六号开关阀1506，热水旁通过太阳能集热器500。然后经过十号开关阀1510、十五号开关阀1515回热泵100。回热泵100的水由三号传感器183感测，当感测到回水温度低于设定值时，系统自动开启电加热器700，十六号开关阀1516、十八号开关阀1518保持关闭，十三号开关阀1513、十四号开关阀1514打开，十五号开关阀1515关闭，将回水加热到设定值。设定值是由控制系统采集电加热器700、热泵100等的性能参数结合当时电价计算出来的，是一个经常变动的值，每一个相关参数的变化都回影响到它，它的计算目的就是节约成本。

                      实施例2

本实施例与实施例1相似，不同之处在于：该系统采用本领域常用的普通太阳能集热器500；该系统不采用蓄能水箱800及其对应的管线、开关阀、以及传感器。

                      实施例3

请参照图3，本实施例与实施例1相似，不同之处在于：该系统不采用蓄热水箱300及其对应的泵、管线、开关阀、以及传感器。

                      实施例4

本实施例与实施例1相似，不同之处在于：该系统不采用冷却塔600及其对应的管线、开关阀、以及传感器。

                      实施例5

本实施例与实施例1相似，不同之处在于：该系统不采用电加热器700及其对应的管线、开关阀、以及传感器。

Claims (10)

1、一种太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统，包括热泵、太阳能集热器、埋入地下恒温层的地热盘管、一号泵、用户终端、二号泵以及系统控制电路，其特征在于，所述地热盘管与所述太阳能集热器通过管线连接在所述热泵的第一交换流道的输出端与输入端之间形成第一工质回路，所述一号泵设置在所述第一工质回路中将第一工质由所述第一交换流道的输出端输送到所述第一交换流道的输入端，所述用户终端连接在所述热泵的第二交换流道的输出端与输入端之间形成第二工质回路，所述二号泵设置在所述第二工质回路中将第二工质由所述第二交换流道的输出端输送到所述第二交换流道的输入端。

2、如权利要求1所述的太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统，其特征在于，所述第一工质回路上设有五号开关阀、八号开关阀、集热器旁通管线以及九号开关阀，所述五号开关阀、八号开关阀分别设置在所述太阳能集热器前端和后端的管线上，所述集热器旁通管线的一端与所述五号开关阀前端的管线连通，所述集热器旁通管线的另一端与所述八号开关阀后端的管线连通，所述九号开关阀设置在所述集热器旁通管线上，所述五号开关阀与所述太阳能集热器之间设有五号传感器，所述八号开关阀与所述太阳能集热器之间设有六号传感器。

3、如权利要求2所述的太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统，其特征在于，所述第一工质回路的所述太阳能集热器后端的管线上设有冷却塔、冷却塔旁通管线、十号开关阀、十一号开关阀以及十二号开关阀，所述十一号开关阀、十二号开关阀分别设置在所述冷却塔前端和后端的管线上，所述冷却塔旁通管线的一端与所述十一号开关阀前端的管线连通，所述冷却塔旁通管线的另一端与所述十二号开关阀后端的管线连通，所述十号开关阀设置在所述冷却塔旁通管线上。

4、如权利要求3所述的太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统，其特征在于，所述第一工质回路的所述太阳能集热器后端的管线上设有电加热器、电加热器旁通管线、十三号开关阀、十四号开关阀以及十五号开关阀，所述十三号开关阀、十四号开关阀分别设置在所述电加热器前端和后端的管线上，所述电加热器旁通管线的一端与所述十三号开关阀前端的管线连通，所述电加热器旁通管线的另一端与所述十四号开关阀后端的管线连通，所述十五号开关阀设置在所述电加热器旁通管线上，所述电加热器旁通管线与所述第一交换流道的输入端之间设有三号传感器。

5、如权利要求4所述的太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统，其特征在于，该系统进一步包括蓄热水箱，所述第一工质回路包括一段设置在所述蓄热水箱内的第一盘管，所述第一工质经由所述第一盘管进入所述地热盘管，所述第一工质回路进一步包括第一盘管旁通管线、一号开关阀、二号开关阀以及三号开关阀，所述二号开关阀、三号开关阀分别设置在所述第一盘管前端和后端的管线上，所述第一盘管旁通管线的一端与所述二号开关阀前端的管线连通，所述第一盘管旁通管线的另一端与所述三号开关阀后端的管线连通，所述一号开关阀设置在所述第一盘管旁通管线上，所述二号开关阀与所述第一盘管之间设有一号传感器，所述三号开关阀与所述第一盘管之间设有二号传感器，所述蓄热水箱内设有第二盘管，生活用水流经所述第二盘管被加热后输送到所述用户终端，所述第二盘管与所述用户终端之间的管线上设有十七号开关阀。

6、如权利要求5所述的太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统，其特征在于，所述蓄热水箱的循环水出口的一支路通过管线经由六号开关阀与所述五号开关阀与所述五号传感器之间的管线连通，所述蓄热水箱的循环水出口的另一支路通过管线经由十六号开关阀与所述十三号开关阀与所述电加热器之间的管线连通，所述蓄热水箱的循环水入口的一支路通过管线经由七号开关阀与所述八号开关阀与所述六号传感器之间的管线连通，所述蓄热水箱的循环水入口的另一支路通过管线经由十八号开关阀与所述十四号开关阀与所述电加热器之间的管线连通，该系统进一步包括三号泵和四号泵，所述三号泵设置在所述蓄热水箱的循环水出口与所述六号开关阀之间的管线上，所述四号泵设置在所述蓄热水箱的循环水出口与所述十六号开关阀之间的管线上，所述一号泵设在所述第一盘管旁通管线与所述第一交换流道的输出端之间的管线上。

7、如权利要求1所述的太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统，其特征在于，所述第二工质回路在所述第二交换流道的输出端与所述用户终端之间设有用于储备第二工质的蓄能水箱，所述蓄能水箱内设有第三盘管，生活用水经所述第三盘管输送到所述用户终端，所述第三盘管与所述用户终端之间设有十九号开关阀，所述第三盘管前端的管线上设有二十三号开关阀，所述用户终端与所述十九号开关阀之间设有四号传感器。

8、如权利要求7所述的太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统，其特征在于，所述第二工质回路上设有用户终端旁通管线、二十号开关阀、二十一号开关阀以及二十二号开关阀，所述二十号开关阀、二十一号开关阀分别设置在所述用户终端前端和后端的管线上，所述用户终端旁通管线的一端与所述二十号开关阀前端的管线连通，所述用户终端旁通管线的另一端与所述二十一号开关阀后端的管线连通，所述二十二号开关阀设置在所述用户终端旁通管线上，所述二号泵设置在所述第二交换流道的输入端与所述用户终端旁通管线之间的管线上。

9、如权利要求1～8之一所述的太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统，其特征在于，所述太阳能集热器包括位于上层的透明板、位于中层的水管、以及位于底层的吸热板，所述太阳能集热器倾斜设置，其与水平面之间的夹角为20～60度，其中，所述透明板向阳，所述水管与所述透明板和所述吸热板之间均留有空隙，所述空隙通过上端开口和下端开口与外界大气连通。

10、如权利要求2～8之一所述的太阳能与热泵及地热耦合制冷制热系统，其特征在于，所述各个传感器以及各个开关阀分别与所述系统控制电路建立电气连接，所述系统控制电路包括PLD可编程控制电路或者单片机。

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