[发明专利]地源热泵运行管理系统及实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及地源热泵系统技术领域，具体为一种地源热泵运行管理系统及实现方法。

背景技术

近年来由于对建筑节能、二氧化碳减排及改善大气雾霾等环境问题的关注，利用可再生的浅层地热能的地源热泵技术在建筑空调领域得到了迅速发展，其中的地埋管地源热泵技术利用大地热容量巨大及地下土壤温度相对稳定的特性，通过闭环式地埋管换热器夏季向土壤释放热量、冬季从土壤吸收热量，通过热泵实现对建筑物供冷供热。

地源热泵空调是采用节能环保的地源热泵系统，其冷热源采用安装灵活、易于控制的埋管式土壤源热泵系统，也称土壤耦合式热泵系统，以水作为冷热量载体，水在埋于土壤中的换热管道内与热泵机组间循环流动，实现机组与大地土壤下面水之间的热量交换，开辟了一条利用清洁能源的新途径，相比常规中央空调，效果更为稳定，只通过少量的电能输出，就可以实现低位能向高位能的转换，更清洁环保，且实现制冷、地板采暖和供应生活热水，应用范围广，性能方面稳定，且运行寿命长。

单一的地源热泵空调系统在北方地区，由于冬季热负荷大于夏季冷负荷，导致冷热负荷的不均，从地下土壤抽取的热量大于向地下土壤排放的热量，导致突然热不均衡，会引起土壤温度逐年下降，导致系统冬季运行性能下降甚至无法正常供热，系统运行多年后效果将会越来越差，最后甚至不能正常工作，而太阳能作为一种新型清洁能源，用之不尽取之不竭，能够很好的提供能量供应地源热泵空调系统，故而提出了一种地源热泵空调系统来解决上述所提出的问题。

发明内容

（一）解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种地源热泵空调系统，具备高效、节能和环保等优点，解决了在比较寒冷的地区，由于单一的地源热泵空调系统从地下土壤抽取的热量大于向地下土壤排放的热量，导致突然热不均衡，从而引起土壤温度逐年下降，导致系统冬季运行性能下降甚至无法正常供热，系统运行多年后效果将会越来越差，最后甚至不能正常工作的问题。

（二）技术方案

为实现上述高效、节能和环保目的，本发明提供如下技术方案：一种地源热泵运行管理系统，包括：地源热泵单元、太阳能供热单元、地埋管换热器单元、用户端单元和控制单元，所述太阳能集热单元、地埋管换热器单元、用户端单元分别与地源热泵单元连接，所述控制单元与地源热泵单元、地埋管换热器单元和用户端单元连接，所述地埋管换热器单元通过地源热泵单元直接与用户端单元形成循环回路，所述地埋管换热器单元通过地源热泵单元与地埋管换热器单元形成循环回路。

优选的，所述地源热泵单元包括：第一电磁三通换向阀、第二电磁三通换向阀、第三电磁三通换向阀、第四电磁三通换向阀、压缩机、四通换向阀、电子膨胀阀、第一板式换热器和第二板式换热器，所述第一电磁三通换向阀的接口端与太阳能集热单元中蒸发换热器的出口端连接，第一电磁三通换向阀与四通换向阀连接，四通换向阀分别与压缩机的吸气端、第二电磁三通换向阀以及压缩机的排气端连接，第二电磁三通换向阀与第一板式换热器的氟管连接，第二电磁三通换向阀与第二板式换热器的氟管连接，第一板式换热器的氟管另一端与第四电磁三通换向阀连接，第二板式换热器的氟管另一端与第四电磁三通换向阀连接。

优选的，所述用户端单元包括：室内空调末端和第一水泵，室内空调末端的出口与第一水泵连接，第一水泵的另一端与第一板式换热器的水管一端连接，第一板式换热器的水管另一端与室内空调末端的入口连接。

优选的，所述太阳能集热单元包括：吸热翅片、透明盖板、保温边框和保温背板，多个蒸发换热器依次设置于多个吸热翅片之间，多个吸热翅片连接成整体，吸热翅片上部设有透明盖板，侧边设有保温边框，底部设有保温背板。

优选的，所述地埋管换热器单元包括：地下埋管和第二水泵，地下埋管的出口与第二水泵连接，第二水泵的另一端与第二板式换热器的水管一端连接，第二板式换热器的水管另一端与地下埋管的入口端连接。

优选的，所述控制单元包括：控制器、第一温度信号探头和第二温度信号探头，第一温度信号探头设置于太阳能集热蒸发器内，第二温度信号探头设置于第一板式换热器的水管出口处，控制器通过导线分别与第一电磁三通换向阀、第二电磁三通换向阀、第三电磁三通换向阀、第四电磁三通换向阀、四通换向阀、第一水泵、第二水泵和压缩机连接。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种地源热泵运行管理系统实现方法，包括如下控制模式：供暖模式、制冷模式和储能模式。