[发明专利]串联式地源热泵冷热机

说明书

技术领域

本发明创造属于地源热泵技术领域，适用于需要同时供冷供热并减少地埋管换热器换热面积的场所。

背景技术

随着经济的高速发展和人民生活水平日益提高，空调系统日渐成为工业生产与人们生活中不可缺少的部分。但却使建筑能耗大幅增加，造成碳排放量急剧增加，引起地球温度逐年升高。因此，保护地球、节约能源、节能减排迫在眉睫。

地源热泵空调系统是国家推广应用的可再生地热能的新型空调技术。由于地源温度常年维持恒定，而且冬季温度比环境空气温度高，夏季比环境空气温度低，再加上水的热容量大，热泵机组效率高。可以节约30～40％的供热制冷空调运行费用。地源热泵系统在供暖供冷时，不需要锅炉或增加辅助加热器，地源热泵将冬季的冷量或夏季热量直接排入大地中，对人类的生存环境不会造成影响，无燃烧产物排放，可大幅度降低温室气体的排放，具有极大的环境效益。但地埋管换热器投资大，这大大影响了它的使用范围。因此，在满足系统负荷需要的前提下减少地埋管换热器换热面积，降低其造价，将直接影响地源热泵空调系统的普及。串联式地源热泵冷热机就是基于减少地埋管换热器换热面积，而设计的一种新型冷热机。

发明内容

本发明创造是要发明一种既能同时供冷供热，还能减少地埋管换热器换热面积的串联式地源热泵冷热机。

串联式地源热泵冷热机由制冷制热热泵1、 第一冷凝器2、第一膨胀阀3、第一蒸发器4、第一进气管5、第一排气管6、制热热泵7、第二冷凝器8、第二膨胀阀9、第二蒸发器10、第二进气管11、第二排气管12、连接管13、机组支架14、热泵安装与检修平台15组成。

串联式地源热泵冷热机具有以下几项功能：

（1）     同时供冷和供热与联合供冷和供热；

（2）     单独供冷或供热；

（3）     联合供热；

（4）     提高机组能效比：

（5）     减少地埋管换热器换热面积。

串联式地源热泵冷热机的工作原理：

（1）    同时供冷供热与联合供冷和供热原理：

串联式地源热泵冷热机与水泵16、集水器17、分水器18、地埋管换热器19组成一个循环水系统。循环水依次流过冷热一体机组的第一冷凝器2和制热机组的第二蒸发器10。这样，串联式地源热泵冷热机中的冷热一体机组和制热机组都能同时工作，实现同时供冷和供热。它还可以与冷热一体机并联安装在循环水系统中，实现联合供冷和供热；

（2）    单独供冷或供热原理：

串联式地源热泵冷热机中的冷热一体机组和制热机组，有独立的电源控制装置。切断其中一台机组的电源，另一台机组仍然能正常工作。因此，仅需要供冷时就切断制热机组的电源，仅需要供热时，就切断冷热一体机组的电源，从而实现单独供冷或供热；

（3）    联合供热原理：

冬季、将串联式地源热泵冷热机中的冷热一体机组转换成制热模式，通过在循环水系统和冷冻水系统中转换阀门的转换，将冷冻水系统转换成供热系统，满足冬季空调供热的需要，此时，制热机组仍可独立供热，从而实现联合供热；

（4）    提高机组能效比原理：

串联式地源热泵冷热机中的冷热一体机组和制热机组，串联接入地埋管循环水系统中，且冷热一体机组在前，制热机组在后。循环水依次流过冷热一体机组的第一冷凝器2和制热机组的第二蒸发器10。冷热一体机组制冷时，将热量释放在第一冷凝器2的循环水中，使进入第二蒸发器10的水温，高于从地埋管换热器出来的循环水温。制热机组采用温度高的循环水制热，其能效比高于采用温度低的循环水制热，从而提高了制热机组的能效比。同时，制冷释放在循环水的热量被吸收，进入地埋管换热器的热量减少，使得进入冷热一体机组的水温也相对降低，从而也相对提高了冷热一体机组的能效比；

（5）    减少地埋管换热器换热面积原理：

串联式地源热泵冷热机中的冷热一体机组和制热机组，串联接入地埋管循环水系统中，循环水依次流过冷热一体机组的第一冷凝器2和制热机组的第二蒸发器10。串联式地源热泵冷热机同时供冷供热时，冷热一体机组释放在第一冷凝器2中的热量，被制热机组在第二蒸发器10中吸收。从而降低了地埋管系统的循环水温，相当于减少了地埋管换热器的热负荷，因而可以减少地埋管换器的换热面积。

附图说明    

 图1、串联式地源热泵冷热机装配示意图；

图2、串联式地源热泵冷热机工作系统图；