[实用新型]一种土壤源-空气源风能热泵系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种风能热泵系统，特别涉及一种土壤源-空气源复合热源风能热泵供热供冷系统。

背景技术

我国风能资源丰富，随着近几年风电产业迅速发展，我国已成为全球风电装机最多的国家，风电在能源供应中发挥着重要作用，但由于受电网运行等因素的影响，特别是在冬季供暖期间，风电机组运行与热电联产机组运行矛盾突出，致使北方地区的风电机组被迫大量弃风，而推广风能与热泵机组联合供热技术是消纳低谷风电的重要措施，可以有效解决风电弃风问题，减少消费和环境污染，促进能源结构调整。

目前，已存在利用风能驱动热泵进行供热的现有技术。主要是利用风能系统将风能转换为机械能，通过致热器将机械能转换为热能，送入储热系统，当热能不足时启动辅助加热系统满足热量供应，致热器一般是通过搅拌叶片与容器中的水摩擦产生热，将机械能转换为热能，转换效率低，不符合“温度对口、梯级利用”的科学用能原则。或者是利用风能直接驱动热泵机组的压缩机，省去了发电中间环节，但室外机制冷剂-空气换热器通过冷却塔与室外空气间接换热，当环境温度较低时，热泵机组制热效率偏低。

发明内容

针对上述现有技术的缺点和不足，本实用新型为提高风能热泵供热系统的效率并且解决风能热泵使用地区土壤吸排热不平衡问题，而提供一种新型的土壤源-空气源风能热泵供热供冷系统。此系统以风能发电作为驱动电源，以土壤和空气作为低温热源，利用蓄热/蓄冷水箱来应对风力负荷的变化并保证热水/冷水的稳定输出，在供热低峰时段以空气作为低温热源，在供热高峰时段以土壤作为低温热源，并在夏季启动地源热泵制冷模式，从而保证土壤吸排、热量基本平衡，并保证热泵机组高效运行。

本实用新型所述问题是由以下方案解决的：

一种新型的土壤源-空气源风能热泵系统，包括风力发电子系统、喷气增焓低温空气源热泵子系统、大温差高温水源热泵子系统和蓄热蓄冷子系统，其特征在于，

--所述喷气增焓低温空气源热泵子系统包括喷气增焓压缩机、制冷剂-水换热器、膨胀阀Ⅰ、膨胀阀Ⅱ、经济器和制冷剂-空气换热器；所述喷气增焓压缩机包括吸气口Ⅰ、吸气口Ⅱ和排气口；所述制冷剂-水换热器Ⅰ包括制冷剂侧部分和冷却水部分；所述经济器包括顺流制冷剂侧部分和逆流制冷剂侧部分，在所述顺流制冷剂侧部分和逆流制冷剂侧部分中制冷剂流动方向相反；所述制冷剂-空气换热器包括制冷剂侧部分和空气侧部分，经所述喷气增焓压缩机的排气口排出的制冷剂气体经所述制冷剂-水换热器Ⅰ的制冷剂侧部分换热降温后分为两路，一路经所述膨胀阀Ⅰ、所述经济器的逆流制冷剂侧部分进入所述喷气增焓压缩机的吸气口Ⅱ，另一路依次经所述经济器的顺流制冷剂侧部分、膨胀阀Ⅱ、所述制冷剂-空气换热器的制冷剂侧部分进入所述喷气增焓压缩机的吸气口Ⅰ；

--所述大温差高温水源热泵子系统包括压缩机、四通换向阀、制冷剂-水换热器Ⅱ、膨胀阀Ⅲ和制冷剂-地源水换热器；所述制冷剂-水换热器Ⅱ包括制冷剂侧部分和冷却水部分；所述制冷剂-地源水换热器包括制冷剂侧部分和地源水部分；所述四通换向阀包括四个接口，分别为接口Ⅰ、接口Ⅱ、接口Ⅲ和接口Ⅳ，接口Ⅰ、接口Ⅱ分别与所述压缩机的吸气口、排气口连通，接口Ⅲ经制冷剂管路与所述制冷剂-水换热器Ⅱ的制冷剂侧部分的一端连通，接口Ⅳ经制冷剂管路与所述制冷剂-地源水换热器的制冷剂侧部分的一端连通；所述制冷剂-水换热器Ⅱ的制冷剂侧部分的另一端经所述膨胀阀Ⅲ与所述制冷剂-地源水换热器的制冷剂侧部分的另一端连通；

--所述蓄热蓄冷子系统包括蓄热/蓄冷水箱、水泵Ⅰ、水泵Ⅱ，其中，所述蓄热/蓄冷水箱包括蓄能侧部分和用户循环水部分；所述制冷剂-水换热器Ⅰ的冷却水部分的上端口通过管路经开关阀Ⅰ、水泵Ⅰ与所述蓄热/蓄冷水箱的蓄能侧部分的上端口连接，所述水泵Ⅰ的两端并联一开关阀Ⅱ；所述制冷剂-水换热器Ⅰ的冷却水部分的下端口通过管路经开关阀Ⅲ、开关阀Ⅳ、水泵Ⅱ与所述蓄热/蓄冷水箱的蓄能侧部分的下端口连接，所述水泵Ⅱ的两端并联一开关阀Ⅴ；所述制冷剂-水换热器Ⅱ的冷却水部分的上端口通过管路经开关阀Ⅵ、开关阀Ⅶ与所述开关阀Ⅰ和水泵Ⅰ之间的管路连通；所述制冷剂-水换热器Ⅱ的冷却水部分的下端口通过管路经开关阀Ⅷ与所述开关阀Ⅳ和水泵Ⅱ之间的管路连通；所述水泵Ⅰ工作时将水从所述蓄热/蓄冷水箱的蓄能侧部分的上端口抽出，所述水泵Ⅱ工作时向所述蓄热/蓄冷水箱的蓄能侧部分的上端口供水。