[发明专利]一种带热回收功能的地源与空气源耦合热泵系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种带热回收功能的地源与空气源耦合热泵系统，属于冷、热源利用技术领域。

背景技术

随着我国经济的快速发展，建筑能耗将伴随建筑面积的增长而与日俱增。而其中，降低暖通空调与生活热水系统的能耗对缓解环境污染和资源短缺具有至关重要的意义。

地源热泵系统虽然与常规空调系统相比具有较高的能效比；是一种可再生能源,可以缓解能源紧张,但在目前地源热泵利用中，由于对已建工程的冷热均衡缺乏研究以及对环境的影响缺乏监控，造成地源热泵地下（冷）热堆积,使得地源热泵工程不能长期有效运行；若单一使用地源热泵会导致大量打井，由此需提供大面积的打井地块，且所需投资额大量增加。

空气源热泵是目前应用最广泛的热泵种类之一，但由于空气源热泵夏季（冬季）是将空气作为高温冷源（低温热源），当负荷达到最大需求时，机组却恰好处于最不利的运行环境中。尤其在严寒地区，冬季机组运行时，除霜会增加大量的能耗，因此空气源热泵的单独使用是受到条件制约的。

双源热泵通过将两种热源热泵系统经过优化整合，形成一种新型的热泵机组，目前在该领域已有相关专利申请或产品，但内部结构复杂，实际应用中会出现效率低下且控制复杂的问题。即使使用将地源热泵作为耦合热泵的复合式热泵系统，现阶段也主要是通过增加辅助散热装置或辅助加热装置，实现维持土壤热平衡的目的。这些辅助装置的增加会引起相应的循环、动力设备的增加，系统比较复杂，且整个系统的运行特性也有了很大的改变。

常规的空气处理机组带电加热等传统辅助加热设备，根据负荷需要使用，会额外增加电费及加热器的选型安装费用。

因此研究出一种带热回收功能的双源热泵系统及其控制运行方式，将最具优势的两种热泵结合起来，同时发挥热泵的热回收功能，使之不仅能够有效的解决地源热泵系统土壤热（冷）堆积问题，延长地源热泵的使用年限，而且简化系统便于操作控制，提高系统整体的运行效率，将是科学研究的重要课题。

发明内容

本发明公开了一种带热回收功能的地源与空气源耦合热泵系统，其目的在于克服现有使用的地源热泵系统和复合式地源热泵系统所带来的系统土壤热（冷）堆积、土壤收支不平衡、空气源热泵运行条件受限，复合式地源热泵结构复杂、效率低下、难以控制等应用缺陷，改变传统空调处理机组辅助再热的弊端。

本发明技术方案是这样实现的：

一种带热回收功能的地源与空气源耦合热泵系统，包含地源热泵，空气源热泵，供水三通调节阀，回水三通调节阀，冷热水泵，冷却水泵，空气处理机组，热回收三通调节阀，地源热泵的八个模式转换阀V1-V8，以及地埋管；所述空气处理机组依进风方向，由过滤网，表冷段，再热段，加湿器，空气循环风机依次连接。

A)负荷侧：空气处理机组表冷段的出水口连接冷热水泵，之后经回水三通阀的c端分成两路，第一路由回水三通阀的c端通到a端，a端经地源热泵的模式转换阀V2后与地源热泵蒸发器的进水口相接，经蒸发器后，地源热泵蒸发器的出水口经模式转换阀门V8后与供水三通调节阀的b端相接；或a端经地源热泵的模式转换阀V1后与地源热泵冷凝器的进水口相接，经冷凝器后，地源热泵冷凝器的出水口经模式转换阀门V5后与供水三通调节阀的b端相接；第二路从回水三通阀的c端通到b端，b端再与空气源热泵的进水口相接，经空气源热泵后，空气源热泵的出水口与供水三通阀的a端相接；两路在供水三通调节阀的c端汇合，汇合后与空气处理机组的表冷段进水口相接；

B)冷热源侧：地埋管的出水管端与冷却水泵相接，经模式转换阀门V4后与地源热泵冷凝器的进水口相接，经冷凝器后，地源热泵冷凝器的出水口与模式转换阀门的V6相接；或经模式转换阀门V3后与地源热泵蒸发器的进水口相接，经蒸发器后，地源热泵蒸发器的出水口与模式转换阀门的V7相接；之后分成两路，一路直接与热回收三通调节阀的a端相接，另一路与空气处理机组的再热段进水口相接，经再热段后，再热段的出水口与热回收三通调节阀的b端相接，两路在热回收三通调节阀的c端汇合，汇合后与地埋管的进水管端相接；

系统有三种运行控制模式：制冷循环、制热循环和热回收功能；控制方法是通过调节相应管路中的供水三通调节阀，回水三通调节阀，模式转换阀v1-v8、热回收三通阀选择切换，充分利用各自热源的特点优化使用。

系统中空气源热泵、地源热泵可单独运行亦可耦合运行。

本发明的优点和积极效果：