[实用新型]空气——地能双热源同步复合式热泵装置

说明书

技术领域

本实用新型属于空气源热泵空调及地源(包括地下水、地表水及土壤的热能)热泵技术领域，尤其涉及一种空气——地能双热源同步复合式热泵装置。

背景技术

当前，能源紧缺与环境污染已经成为制约全球可持续发展的两个突出问题，引起世界各国越来越广泛的关注。能源紧缺突出表现在两个方面：一方面是全球能源系统的主体是“碳基能源”-石油与煤炭，这些不可再生能源已日渐枯竭；另一方面是全球能耗总量的迅速膨胀和能源浪费现象严重，进一步加剧了能源紧缺状况。另外，随着社会的发展和人民生活水平的提高，用于采暖、空调及制取生活用热水方面的能耗占能源总量的比例越来越大。为此，大力开发和有效利用可再生能源已成为各国的优先发展战略。空气中的能源和地能作为拥有巨大应用前景和市场的可再生清洁能源，其开发和有效利用越来越受到广泛的重视。

空气源热泵以空气作为冷热源，结构简单，安装使用方便，可以充分利用空气中的能源，是一种高效、节能的空调设备。但在冬季室外气温过低时，空气源热泵系统蒸发温度过低，COP急剧下降，系统能耗升高，甚至不能正常启动，不能满足正常供暖要求。

地源热泵是一种高效节能装置，具有环保、节能、经济、可靠等显著的优点，是一种可持续发展的建筑节能新技术，被称为21世纪的“绿色空调技术”。地源热泵利用地下水、地下土壤、江河湖泊水中的热量作为热泵空调系统的冷热源，充分利用地热能这一可再生能源，实现热泵空调系统全年的高效运行。但地源热泵仍然存在地下水回灌困难，地下水循环量大，循环水泵能耗较高，地下埋管过多等问题。

发明内容

本实用新型的目的正是为了克服现有空气源热泵技术和地源热泵技术中所存在的不足，充分利用现有空气源热泵及地源热泵的成熟技术和优点，提供空气——地能双热源同步复合式热泵装置。本实用新型的热泵装置既可使地源热泵机组有效利用空气作为辅助热源，减少地源热泵地下水用量和能耗，又可解决空气源热泵冬季供热运行效率低、运行稳定性和可靠性差等技术难题，达到提高机组能效比和运行可靠性的目的。

本实用新型的目的可通过下述技术措施来实现：

本实用新型的空气——地能双热源同步复合式热泵装置包括压缩机，气-液双源复合式换热器(冬季做蒸发器、夏季做冷凝器)，用户侧换热器，四通换向阀，节流阀，对流风机，循环水泵及连接管路、阀门；其中所述气-液双源复合式换热器中由内外套管构成的两种介质通道中的一种介质通道的一端通过节流阀接入用户侧换热器一端，该通道的另一端通过四通换向阀、压缩机接入用户侧换热器另一端，所述两种介质通道中的另一种介质通道的两端分别通过循环水泵接入地热源系统的进回水管路，外套管外壁与翅片之间构成空气热源介质通道。

本实用新型中所述的气-液双源复合式换热器包括外套管、穿装在外套管管腔中的内套管、以及与外套管外壁相结合的翅片；所述内套管外径小于外套管的孔径，并由内套管外壁与外套管内壁之间的环型空间构成制冷剂通道，内套管的管腔构成地能通道，外套管外壁与翅片之间构成空气热源介质通道。

为简化加工工艺、降低制造成本，本实用新型中所述气-液双源复合式换热器也可采用下述结构方式来实现：在内、外套管的共同弯折处，内套管的∩形弯折端穿出外套管∩形弯折端管壁，并置于外套管∩形弯折端之外。

本实用新型中的气-液双源复合式换热器的工作原理如下：该换热器由内向外构成了内管管腔、内外管之间、外管与翅片间三个通道，其中内管管腔通道走地能热源介质，内外管之间通道走制冷剂介质，外管与翅片间通道走空气热源介质，内外管之间制冷剂可以单独与内管中地能热源介质或单独与外管与翅片间空气热源介质进行换热，或同时与内管中地能热源介质和与外管与翅片间空气热源介质进行换热，实现气-液双热源同步复合换热。

由于本实用新型的技术方案中的室外换热器采用了气-液双源复合式换热器，将气态热源换热器与液态热源换热器合为一体，使系统大为简化，在进行热泵循环时，室外换热器既可以同时利用空气源和地源作为热泵空调系统冷热源，又可以单独利用空气源或地源作为热泵空调系统冷热源。

本实用新型相比现有技术具有如下优点：(1)可同时利用地能和空气两种资源量巨大的可再生清洁能源，其应用范围非常广泛，不受气候条件和水源条件限制；(2)只使用一个气-液双源复合式换热器即可实现同时从地能和空气中获取热量，在使热泵机组的供热性能系数COP和运行稳定性明显提高的同时，使系统组成更为简化。