[实用新型]太阳能-空气-地能多源双机热泵供热空调复合系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种以太阳能、空气、地埋管地源热泵为冷热源的供热空调制冷复合系统，属于建筑环境与设备工程及制冷工程技术领域。

背景技术

当前，能源短缺和环境污染已经成为制约全球可持续发展的两个突出问题，引起世界各国的关注。为此，大力开发利用可再生能源已成为各国的有效发展战略。而能够被利用的可再生能源主要有太阳能、地能和空气能源。另外，随着社会的发展和人们生活水平的提高，用于采暖、空调和生活用热水的能源消耗占能源总量的比例越来越大。因此对将太阳能、地能和空气应用于采暖、空调和生活用热水的研究越来越广泛。

太阳能作为拥有巨大前景和市场的可再生能源，其开发和有效利用越来越受到重视。地能利用了地下浅层地热资源(包括地下水、地下岩土或地表水等)的恒温性，是既可供热又可制冷的高效能源。其中地埋管地源热泵系统较少受环境条件的限制，因而正日益受到重视。空气能是目前可再生能源中应用最广的。但是，这三者在应用中都有自己的缺点：太阳能受日照强度的影响，不能维持常量，须提供备用能源；地能的利用受到占地面积的限制，而空气能也会受到环境气候条件的影响。因此有必要联合利用太阳能、地能和空气能，以更高效地进行供热空调制冷，以更好地提高人们的生活品质和减少对常规能源的消耗。

在已有的太阳能多源热泵供热空调制冷技术专利中，以太阳能与空气作为复合冷热源的居多，如200910028142.8《实现建筑一体化的太阳能空气源热泵机组》、200910033558.9《可实现多模式运行的太阳能辅助空气源热泵装置》、200720181525.5《太阳能热管集热器和空气源热泵双热源地板辐射采暖装置》等等，或者将太阳能与地能联合，如02146305.0《土壤蓄热式太阳能热泵供热系统及供热方法》。目前检索到的以太阳能、地能和空气共同作为冷热源的热泵系统仅1例，200820069365.X《空气-太阳能-地能三热源复合热泵装置》。在这个专利中，核心部件为翅片-套管式三介质复合式换热器，该复合式换热器包括外套管、穿装在外套管中的内套管以及与外套管外壁相结合的翅片。内套管外壁与外套管内壁之间的环形空间为一种介质通道，内套管的管腔构成另一种介质通道，外套管外壁与翅片之间构成空气热源介质通道。但这种换热器存在一个问题：太阳能或地能提供的热水具有的温度与空气的温度在有些时候是相反的，如提供的热水温度大于制冷剂温度，而空气温度小于制冷剂温度时，这会降低制冷剂的能效。而且对于热泵机组，对于空气源侧和水源侧的换热器，制冷剂参数是不同的，如果将空气源和水源强制放在一起，可能会影响到压缩机的性能。

实用新型内容

针对上述的问题，鉴于目前压缩机在热泵系统中的高效节能，且价格不高的特点，本实用新型提供一种利用太阳能、地能和空气作为冷热源的多源双压缩机的热泵系统，这个系统可以冬天供暖、夏天制冷，全年提供生活用热水。而且此系统夏季不存在太阳能集热器的过热问题，因为夏季多余的太阳能热量在土壤中蓄存起来，以备冬季使用，尤其在冬季热负荷大于夏季冷负荷的地区更具有应用性。

一种太阳能-空气-地能多源双机热泵供热空调复合系统，包括：太阳能集热器、地埋管、蓄热水箱、蓄/换热水箱、控制系统和末端用户等装置，通过管路连接，具体来说：

太阳能集热器用于收集太阳热量来加热水，以此来为全年的热水和冬季采暖、空调提供能量。通过管道将太阳能集热器与地埋管、蓄热水箱和蓄/换热水箱连接起来，控制系统控制阀门的开启使得太阳能集热器里的热水可以分别通向地埋管、蓄热水箱和蓄/换热水箱，从而实现夏季土壤蓄热、全年热水供应，以及为末端用户提供热量。太阳能集热器的壳程出入口分别连接到第一四通阀和第一循环水泵，第一循环水泵再连接到第二四通阀。

地埋管实现管内换热介质与土壤的热交换，其两端分别连接到第一四通阀和第二四通阀；冬季，地埋管和太阳能集热器可以共同作为热源加热蓄/换热水箱里的水；夏季，地埋管可将太阳能集热器收集到的多余热量蓄存起来，以备冬季使用。地埋管起到了大地蓄热器的作用，而且还避免了普通太阳能采暖系统遇到的冬季供热量不足，夏季集热器内热量无法排除而形成过热或烧毁的现象。

蓄热水箱上设有备用电加热器、第二补水阀，并通过第一流量调节阀连接到热水供应装置；蓄热水箱的两端分别连接到第一四通阀和第二四通阀；蓄热水箱主要用于全年的热水供应。在冬季严寒时节当太阳能提供的热量不足于满足热水的需求时，水箱内的备用电加热器打开，进行加热以满足需要。