[发明专利]基于土壤蓄能的热源塔热泵系统

说明书

技术领域

本发明属于制冷空调系统设计和制造领域，涉及一种利用土壤实现跨季节蓄能的热源塔热泵系统。

背景技术

热源塔热泵系统作为一种新型的建筑冷热源方案，以其夏季可实现水冷冷水机组的高效，同时冬季可利用溶液在热源塔中与空气换热，吸收空气中的热量作为热泵的低位热源从而实现供热，在夏热冬冷地区得到应用。热源塔热泵相比传统的建筑冷热源方案：空气源热泵、冷水机组+锅炉和水/地源热泵，不存在空气源热泵的冬季结霜问题且夏季具有更高效率；冬季冷水机组不闲置且一次能源利用效率较高；不受地理地质条件限制，且初投资合理。因此热源塔热泵是一种具有发展前景的建筑冷热源方案。

热源塔热泵在冬季制热运行时，利用溶液从空气中吸取热量作为热泵低位热源，其实质为空气源热泵，因此，与常规的空气源热泵类似，在冬季极限温度不太低的夏热冬冷地区应用具有较好的性能，然而，当其应用到冬季极限温度较低的地区时，因极限温度较低，而热源塔热泵的性能随着环境温度的降低而衰减，因此在该地区应用时，对机组容量的选配必须较大，以保证在极限低温下的供热能力，由此导致热源塔热泵机组的装机容量大，其初投资大幅增加且系统综合性能难以提高。因此，如何拓展热源塔热泵系统在较低温度地区的应用，减少热源塔热泵机组的装机容量，及提高在极限低温环境下的系统综合性能，保证系统安全可靠运行成为一种迫切需求，对热源塔热泵系统的进一步推广应用具有重要意义。

因此，如何解决热源塔热泵系统在较低温度地区应用时，因运行环境温度下降而导致系统性能快速衰减，且装机容量过大及系统综合效率难以提升等问题，设计出一种新型高效的热源塔热泵系统成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种解决热源塔热泵系统在较低温度地区应用时，因兼顾最恶劣工况导致热泵装机容量过大，且随运行环境温度下降而引起系统性能快速衰减，系统综合效率难以提高的问题，并实现高效可靠运行的基于土壤蓄能的热源塔热泵系统。

技术方案：本发明的基于土壤蓄能的热源塔热泵系统，包括制冷剂回路、溶液回路、土壤蓄能回路和冷热水回路，其中制冷剂回路由第一制冷剂回路和第二制冷剂回路组成。第一制冷剂回路包括第一压缩机、第一四通阀、第一换热器、第一单向阀、第二单向阀、第一过冷器、第一储液器、第一过滤器、第一电子膨胀阀、第三单向阀和第四单向阀、第二换热器、第一气液分离器及其相关连接管道，所述第一换热器同时也是冷热水回路的构成部件，第二换热器同时也是溶液回路及土壤蓄能回路的构成部件。第一制冷剂回路中，第一压缩机的输出端与第一四通阀第一输入端连接，第一四通阀第一输出端与第二换热器第一输入端连接，第二换热器第一输出端同时与第一单向阀的入口和第三单向阀的出口连接，第一单向阀的出口分成二路，一路与第一过冷器第一输入端连接，另一路与第二单向阀的出口连接，第二单向阀的入口同时与第一换热器第一输入端和第四单向阀的出口连接，第一过冷器第一输出端与第一储液器的输入端连接，第一储液器的输出端通过第一过滤器与第一电子膨胀阀的输入端连接，第一电子膨胀阀的输出端分成两路，一路连接第三单向阀的入口，另一路连接第四单向阀的入口，第一换热器第一输出端与第一四通阀第二输入端连接，第一四通阀第二输出端与第一气液分离器的输入端连接，第一气液分离器的输出端与第一压缩机的输入端连接。

第二制冷剂回路包括第二压缩机、第二四通阀、第三换热器、第五单向阀、第六单向阀、第二过冷器、第二储液器、第二过滤器、第二电子膨胀阀、第七单向阀和第八单向阀、第四换热器、第二气液分离器及其相关连接管道，所述第三换热器同时也是冷热水回路的构成部件，第四换热器同时也是溶液回路及土壤蓄能回路的构成部件。第二制冷剂回路中，第二压缩机的输出端与第二四通阀第一输入端连接，第二四通阀第一输出端与第四换热器第一输入端连接，第四换热器第一输出端同时与第五单向阀的入口和第七单向阀的出口连接，第五单向阀的出口分成二路，一路与第二过冷器第一输入端连接，另一路与第六单向阀的出口连接，第六单向阀的入口同时与第三换热器第一输入端和第八单向阀的出口连接，第二过冷器第一输出端与第二储液器的输入端连接，第二储液器的输出端通过第二过滤器与第二电子膨胀阀的输入端连接，第二电子膨胀阀的输出端分成两路，一路连接第七单向阀的入口，另一路连接第八单向阀的入口，第三换热器第一输出端与第二四通阀第二输入端连接，第二四通阀第二输出端与第二气液分离器的输入端连接，第二气液分离器的输出端与第二压缩机的输入端连接。