太阳能与地热源热泵联合应用系统举例
太阳能系统与地源热泵系统串联供热方式
同时使用 系数
３２２ 系统选 型 ．．
３太阳能一地源热泵系统技术方案
３１ 太 阳 能～ 地 源 热 泵 系统 运 行 原 则 ．
依 据上 述各建 筑冷 热负 荷技术参 数 ．研发 中心
楼 选 用 １台 Ｈ ３ ０ Ｔ ８ Ａ地 源热 泵 机组 Ｈ ３ ０ Ｔ ８ Ａ地 源
３１１太 阳能一 地源热 泵系统 采 暖期运 行原则 白天 ．．
１ ３
ｌ １
频率 ｆ ％
１ １ 最 大 冻 土 深 度 （ｍ） ｅ
６ ９
１ ２ １ ３
设 计计算用 采暖期天数 设 计 计 算 用 采 暖 期 平 均 温 度 ） ： ℃
１２１．６ ３１、 ２ （１１￣ ． ７ －． ０９
— —
４ ９—
表二
室 内设 计计 算参数
最 热 月 平 均 室外 风速 （ ｉ ） ｒ ｓ ｄ 冬 季 冬 季 平 均 夏 季 平 均 风向 Ｃ
２． ６９ ２。 ６ ４ ５ ３
７ ８ ３１ ． ２
．
６
Ｎ Ｗ Ｎ
１ ０
最 多 风 向及 其 频 率 （ ） ％
夏 季
频率（ ％）
风向
１ ３
Ｓ Ｅ
３２１ 供 暖／ 调制冷 负荷 ｆ ．． 空 见表 三 ）
采暖热负荷 ：ｒＦ ｑ １０ Ｑ， ．ｌ ０ ０ ＝ ／
式 中 ：～ 供 暖 面积 （Ｉ ； 供 暖 热指 标 ｆ Ｆ １ ）ｑ Ｔ 一 Ｗ／ ｍ） ２ 冷 负荷 ： Ｌ ・２ｒｌ０ Ｑ ＝Ｆ ｑ・ ０ ０ ｄ 式 中 ：～ 供冷 面积 （ ；。 冷指标（ ｍ ） Ｆ ｍ ） ｑ一 Ｗ／ ２
夏 季 冬 季
系统承 担全部 洗浴热 水 负荷 ，阴雨天不 足部 分 以电
太阳能地源热泵联合供热水系统TRNSYS模拟与研究
太阳能地源热泵联合供热水系统TRNSYS模拟与研究李淋;徐青山;蒋菱;霍现旭;李国栋【摘要】地源热泵长期运行从土壤中取热,导致地埋管换热器附近土壤温度持续性降低,会降低系统运行效率直至系统崩溃.为解决这一问题,以天津地区某高校学生公寓供应生活热水工程为例,建立太阳能地源热泵联合供热水系统.利用TRNSYS软件搭建仿真模型,从系统换热量、性能系数、太阳能集热效率的数据结果证明系统的可行性;对系统中各用电设备的月总用电量、年用电量进行数值分析,验证系统的经济性;研究第一年每月和10a内土壤平均温度和热不平衡率的变化情况,证明系统的可持续性和稳定性.仿真结果表明,通过将太阳能与地源热泵联合起来供应高校生活热水,可以有效解决地埋管附近土壤温度持续性降低的问题,验证了所建立系统的正确性及有效性.%Ground-source heat pump system takes heat from the soil,causing the temperature of soil which near the buried pipe heat exchanger to get lower and lower,and even leading to the collapse of the system.To solve the problem,according to the hot water system project of student apartment in Beijing,a solar-ground source heat pump system model is established.Then Carrying out a simulation study of the system based on TRNSYS program is to verify the correctness of the model:firstly computes the amount of heat exchange,the coefficient of performance(COP)of system and the coefficient of solar collector to prove the feasibility of the system;then analyses the monthly and annual electricity consumption of all equipment to verify the economy;finally studies the soil temperature and the ratio of the soil heat imbalance to analyze the sustainability and stability of the system.Study case shows thatit can solve the persistent reduction of soil temperature by combining the solar energy and ground-source heat pump together to supply hot water.The result confirms correctness and validity of the proposed model.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2017(033)009【总页数】7页(P124-130)【关键词】太阳能;地源热泵;TRNSYS;可行性;经济性;可持续性【作者】李淋;徐青山;蒋菱;霍现旭;李国栋【作者单位】东南大学电气工程学院,江苏南京210096;东南大学电气工程学院,江苏南京210096;国网天津市电力公司电力科学研究院,天津300392;国网天津市电力公司电力科学研究院,天津300392;国网天津市电力公司电力科学研究院,天津300392【正文语种】中文【中图分类】TU83随着社会的快速发展和人民生活质量的提高，稳定的生活热水供应成为一项必备的建筑设施。
太阳能+地源热泵暖通空调新技术研究
太阳能+地源热泵暖通空调新技术研究摘要：随着低碳环保的理念已经深入人心，人们的环保意识逐渐提升。
在暖通空调新能源以及新技术的开发过程之中，一直以来均是以“绿色、环保”等的理念进行的。
基于这个理念，发明了太阳能和地源热泵暖通空调新技术，这在暖通空调技术方面的发展及探究可以说具有里程碑意义。
本文就是针对太阳能+地源热泵暖通空调创新技术进行简单地研究，首先是对太阳能及地源热泵进行简要地概述茫然和针对这个系统的创新性特点，指出太阳能+地源热泵暖通空调的设计。
关键词：太阳能；地源热泵；暖通空调；新技术0 引言当前时期下，人们的环保意识以及节能意识得到了不断地增强和补偿，在去年提倡的“低碳环保”的口号，这就使得人们更能够感觉到我们赖以生存的地球上现在的资源是极其缺乏的。
那么，这就要求我们需要积极地开发新能源，这也是我们积极地研究方向。
对于暖通空调而言也是如此，我们需要加强对其新技术的探索和研究，要能够真正地以“低碳生活，绿色环保”为根本理念，积极地对新技术进行开发。
目前，关于暖通空调开发出的新技术为太阳能和地源热泵合并的技术，一改传统的暖通空调耗费资源大之缺陷，体现了绿色环保节能的理念，为人们所共同称赞，为社会广泛接受。
本文就是针对太阳能+地源热泵暖通空调创新技术进行简单地研究，首先是对太阳能及地源热泵进行简要地概述茫然和针对这个系统的创新性特点，指出太阳能+地源热泵暖通空调的设计。
1 太阳能+地源热泵概述地源热泵的英文简称为gsh，它作为一个广义的专业术语，是这样的一种系统，即同时对土壤、地表水以及地下水中具有的热源进行最大化的理由。
其运行原理主要为机械蒸汽压缩——制冷进行循环运行的系统。
该系统最大的功效就是可以将热量从地表层排出或者是从地表层吸收热量，这主要是根据内外的温差进行控制的，这就可以有效地节省电的使用，也是非常智能的。
地源热泵主要包括如下四种系统，这四种系统互相影响，互相作用，缺一不可：水平地埋管土壤地源热泵系统、垂直地埋管土壤地源热泵系统、地表水地源热泵系统、地下水地源热泵系统。
太阳能-地源热泵联合系统
行业曲线 industry
影响力
真实度
行业关联度
太阳能—地源热泵联合系统
太阳作为地球最稳固的热源，其散发的太阳能具有储量大、无害、 使用长久、清洁等特点，被国际公认为是未来最具竞争性的能源之一。 地热能作为一种新型的洁净可再生能源，具有分布广泛、储量丰富、 单位成本低等特点。两种清洁能源的结合如太阳能—地源热泵联合系 统，是当今建筑节能领域的关键。
城市的热效应
采用太阳能地源热泵式空调比普通空调的能耗低，这样 可以降低城市的热效应，减缓城市热岛，而且对于改善局部 的气候也有帮助，甚至可以降低城市的大气污染。
太阳能—地源热泵联合系统的常见问题
对于太阳能系统，最重要的是太阳能的集热器，和发电 系统，而且我国长江中下游地区每年会出现两三个月的梅雨 季节，太阳辐射水平低，普通太阳能系统收集不到太多的太 阳能，而且存在普遍的价格昂贵问题。应着力对该系统的研 究工作加强。该系统最重要的还有储热技术，对于太阳能系 统，可以采用导热系数较小的保温材料，可以增加水箱的个 数，提高热水容量来解决这个问题。如果长期使用地源热泵 系统造成地下冷热源的不均匀，从而使整个系统的效能降低， 解决这个问题，则必须要保证冷热源之间的协调平衡。对于 现在的太阳能地源热泵联合系统还没有一个最佳的耦合方 式，而且初期成本高，和设备安装等问题都有待解决。而且， 未来如何让每个人都可以有机会，有能力享受到这份绿色资 源是未来发展的重要课题。
以弥补单独采用太阳在自然环境恶劣的条件下运行的不利条 件。在高海拔、低气压的高原地区，往往会出现土壤温度场 的不均衡的问题，这对于整个地源热泵系统的运行有着很大 的影响，同时也会破坏整个地区的生态平衡。但将地源热泵 与太阳能进行合适的耦合后，在采暖季运行时土壤温度场的 波动幅度相对较小，温度场比较均衡。这使得热泵机组装置 本身效率更高，太阳能对机组的效率提升也会大有帮助。
太阳能热水系统与地源热泵应用情况分析
２ 太 阳能热水 系统
性广 ， 每户为一个独立 的系统 ， 因为管线及屋 顶水箱 的摆放 零 但 来越受到人们的关 注和重视 ， 国大部分地 区有丰富的太 阳能和 我 乱而破 坏建筑立面效果 ， 目前在住宅建 设中 已很少选 用。集 中集 浅层 地 表 热 源 ， 各 类 建筑 中这 两 种 节 能 系统 越来 越 受 到 建 设 单 在 热分散供水是将真空集 热管 中加热 的热水集 中到水箱 中再分别 位和用户 的认 可。实际 项 目中这两 种系 统在 系统原 理 、 备机 设 供 给用 户 使 用 ， 为 系 统 管 线 较 长 ， 离 水 箱 远 的 用 户 得 到 热 水 因 距 房、 管线布置和运营管理 等方面存 在一定 的差异 ， 给建设单 位和 的 时 间 比较 长 ， 到 的热 水 的 温 度 较 距 离 近 的用 户 低 而 应 用 面 不 得 设 计 人 员 在选 择 系 统 类 型 时 造 成 一 定 的 困难 。 因 此 有 必 要 对 这 广 。目前应用 相对广泛 和成熟的是集 中集热集 中供热水系 统 ， 广 两 种 系统 的应 用 情 况 做 一 简单 的对 比分 析 ， 期 更 好 的推 广 和 应 以 泛应用于中高层平屋面住宅和各类公共建筑 中 ， 系统利用 集中布 用 这 两种 节 能 产 品 ， 开 发 单位 和设 计 人 员 提 供 借鉴 。 为 置的真空集热板将太 阳能收集并转化 为热水 的热能 ， 根据 集热与 供热的关系又可细分为直接式和间接式 ， 区别在于加热 的热水是 直接分配给楼层 内的住户使 用还是 通过循环 管路与公 共 的储 水 太 阳能 热 水 器是 利 用 太 阳 的 辐 射 热 能 将 冷 水 加 热 为 热 水 供 箱或住户 的储水箱 进行传 导热交换 ， 目前 广泛采用 的是 间接式 ， 人们 生 活 使 用 的 节 能 设 备 ， 主要 部 件 有 真 空 集 热 管 、 水 箱 、 、 它将 太阳能集热与储热做成封闭的环路 ， 储 泵 通过公 共管道与水箱进
太阳能地源热泵耦合系统工程运用分析
太阳能地源热泵耦合系统工程运用分析沈德安【摘要】结合某地太阳能地源热泵耦合系统工程实例,对地源热泵系统全年热量平衡进行探讨,并对太阳能地源热泵耦合系统工程设计及系统运行模式进行详细介绍.分析发现,利用太阳能地源热泵耦合系统,克服了单一使用太阳能系统或地源热泵系统引起的系统用途少、系统运行性能低的问题.并通过比较大量采暖空调方案和生活热水方案,得出采用太阳能地源热泵耦合系统不仅技术可行,而且经济效益良好的结论.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2010(000)0z2【总页数】4页(P82-85)【关键词】太阳能;地源热泵;耦合系统;热量平衡【作者】沈德安【作者单位】中铁第一勘察设计院集团有限公司,西安,710043【正文语种】中文【中图分类】TU833+.3寻找新能源、可再生能源是未来能源开发利用的必然趋势。
随着经济发展及生活水平不断提高,建筑能源的消耗比重将不断增大,据统计建筑能耗已占社会总能耗的30%～50%[1]。
迅速发展的地源热泵技术是一项多用途、清洁、高效节能而且可持续发展的能源利用技术,可以用于夏季空调制冷,冬季采暖和热水供应,用热回收技术,地源热泵系统可以同时实现制冷和制热,在建筑能源利用中,具有广阔的运用前景。
但在我国地域辽阔,广大地区全年冷热负荷差异较大,仅靠地源热泵系统冬、夏季运行,无法满足地埋管换热器区域岩土体冷热平衡,这会给系统运行带来诸多问题。
在北方地区,为使热泵系统长期高效运行,地源热泵系统采用太阳能回灌填补土壤热量损失,该措施具有巨大优势：一方面,20世纪70年代能源危机以来,太阳能和地热能作为可利用的新能源,逐步成为国内外研究重点,最近研究表明,到2050年,核能将占第一位,太阳能占第二位；21世纪末,太阳能将取代核能占第一位[2]此外,我国属太阳能资源丰富的国家之一。
全国总面积2/3以上地区年日照时数大于2 000 h,日照在5×106 kJ/(m2·年)以上。
太阳能+热泵系统运行原理说明
一、系统运行原理图： 热泵温度探头循环水泵电脑控制系统泄空阀电磁阀增压泵温度探头排污阀水位传感器温度探头贮热水箱温度探头溢流二、系统运行原理1、正常情况下，太阳能定温加热在光照条件下，当太阳集热器内水温达到设定水温时（可在0～100℃之间任意设定，一般设定在45～55℃之间），电脑控制器使供冷水电磁阀自动打开，自来水进入太阳集热器底部，同时将太阳集热器顶部达到设定温度的热水顶入储热水箱；当太阳集热器顶部水温低于设定温度时（一般定在40～45℃之间），电脑控制器使供冷水电磁阀自动关闭。
如此运行，不断将达到设定温度的热水顶入储热水箱储存。
2、储热水箱满水位时，太阳能温差循环加热当储热水箱水满时，为了防止水满溢流，电脑控制器使太阳能系统自动转入温差循环。
当太阳集热器水温高于储热水箱水温时，循环水泵自动启动，将储热水箱内较低温度的水泵入太阳集热器继续加热，同时将太阳集热器内较高温度的热水顶入储热水箱。
如此，通过使储热水箱水温升高的方法储存太阳集热器吸收的太阳能。
当用户使用热水，使储热水箱水位下降后，电脑控制器使太阳能系统自动转入定温加热。
3、太阳能不足时，自动启动热泵辅助加热电脑控制器将随时监测储热水箱水温，当水箱水温达不到使用要求时，自动启动热泵辅助加热，以保证用热水。
4、储热水箱水位控制PLC控制器将随时监测储热水箱水位。
在天气正常的情况下，储热水箱的水位在一天中不同的时间将达到不同的水位。
如果在某一时间内，储热水箱的水位没有达到正常的水位，说明太阳能产热水不足或用户用热水过度，此时，PLC控制器使热泵自动启动，当达到正常水位时，PLC使热泵自动停止。
5、储热水箱水温控制当由于循环散热等原因，使储热水箱的水温低于设定值时（一般应设定在45～55℃之间），PLC控制器会自动根据情况选择加热方式。
当太阳能正常时，自动启动太阳能循环水泵，通过太阳能加热储热水箱内的水；当太阳能不足时，自动启动热泵，加热到设定温度，热泵自动停止。
新型的太阳能与地源热泵联合供热制冷系统
。
这 两大缺 点
此外
，
地源 热泵在长
，
将会 使土 壤 温 度场 得 不 到 及 时恢 复
，
蒸
。
1
1
．
太 阳 能 与地 源 热 泵 联 合 运 行 新 系统 设 计
1
发 温 度 及 冷 凝 温 度波 动 较 大 因此
，
热泵机组 运 行效 率较低
设 计思 路
目前
，
针 对 各 自的 不 足
一
，
国 内外 的学 者 开 始 将 太 阳能
2
5
． ．
上 海 2 00090
吸收式制冷 ／ 热泵技术的研 究还 处 于 理 论 探讨阶段
集 美 大 学机 械 工 程 学 院
工
福建 厦 门
，
3 6 102 1
；
实 际 的 工 程项 目不 多 常成熟
，
。
而 地源 热泵技术在 国外 已经 非
。
华 东理
大 学机 械 与 动 力 工 程 学 院
上 海 2 0 02 3 7 )
温度相 对较低 。通过输 入少量 的高 品位 电能 ，就 可以 将 室内的低 品位热量 “ ”出，释放 到地能 中去 ，进而 取 使 室 内产 生 良好 的制冷 效果 。同时 ，随 着太 阳辐 射强 度 的逐 渐增强 ，大气温 度不断升 高 ，建 筑物对 冷量的
需求 也越来越 大 。这样我 们可以 充分利 用太阳能 辐射
是
一
种广泛 采 用 的供热空调 系统
在美国 地
，
源 热 泵 已 占整 个 供 暖 空 调 系 统 的 2 0 ％； 在 欧 洲 据 1 9 9 9
，
年 的 统 计 地 源 热 泵 在 家 用 供 热 装 置 中所 占的 比 例 ： 瑞