專利名稱：多能復合制冷、采暖熱泵集成系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多能復合使用制冷、采暖熱泵集成系統(tǒng)，具體的說涉 及一種利用地源熱泵機組、空氣源熱泵機組或復合源雙工況太陽能熱泵機組、 太陽能集熱器等集成設備，根據我國不同地域環(huán)境資源及建筑物的條件，將太 陽能、空氣能和地能三者與建筑一體化復合利用，進行采暖、制冷、提供衛(wèi)生 熱水，實現(xiàn)系統(tǒng)集成節(jié)能的一種制冷、采暖形式。
背景技術：
可再生能源的利用和節(jié)能是解決能源短缺的兩個關鍵途徑，目前作為空氣 調節(jié)使用的可再生能源主要是空氣能、地能和太陽能，這些能源是清潔而廉價 取之不盡用之不竭的，但是這些能源在作為空調冷、熱源獨立使用時都存在著 缺陷。
空氣能是最容易獲的能源，但是它受季節(jié)、晝夜影響溫度、濕度變化較大， 而利用空氣能的機組主要是風源熱泵機組，它是通過翅片換熱器與大氣換熱， 向大氣排放或吸收能量，因而機組效率受環(huán)境溫度變化影響較大，高溫衰減嚴 重，冬季制熱受環(huán)境濕度影響較大，高濕環(huán)境除霜頻繁，效率低，直接影響制 冷、制熱效果，在實際使用過程中為了克服以上缺點，需要通過加大機組負荷 和加裝電輔助加熱的方法來解決，使得工程投資增大、運行費用也大大提高。
太陽能是清潔而廉價取之不盡用之不竭的能源，但利用的最大障礙是受晝 夜、陰晴天等的影響，具有不穩(wěn)定性， 一般來說太陽能系統(tǒng)的使用都采用與其 他形式的熱源聯(lián)合使用，當太陽能系統(tǒng)無法提供足夠的熱源時，其他的熱源作 為輔助措施投入運行，這樣勢必造成投資過大、運行費用過高的情況。
地能溫度四季基本恒定，受環(huán)境溫度影響小，但它的使用常常受地質的影響，系統(tǒng)投資過大，而且有時長時間連續(xù)使用，會形成地能熱平衡失調，因而 造成系統(tǒng)效率的急劇下降，運行費用過高。在目前碳氫燃料和水資源日漸枯竭的嚴峻形式下，綜合利用風能、地能和 太陽能更顯其優(yōu)越性，但綜合利用的最大障礙是它們受晝夜、季節(jié)、陰晴天等 因素的影響，具有不穩(wěn)定性，綜合性的利用了多種能源，解決單一能源利用的 弊端、克服不足并且高效的利用它們是擺在各國科學家面前急迫的課題。 發(fā)明內容本實用新型要解決的問題是針對上述單一能源利用的弊端，提供一種綜合 利用空氣能、地能、太陽能等可再生能源，通過機組智能化控制，實現(xiàn)多能互 補，系統(tǒng)集成節(jié)能的一種多能復合制冷、采暖熱泵集成系統(tǒng)。為解決上述問題，本實用新型采用以下技術方案 一種多能復合制冷、采暖熱泵集成系統(tǒng)，其特征是包括地源熱泵機組和 通過管道連接的地埋管循環(huán)泵、太陽能熱交換器、地下埋管系統(tǒng)，所述太陽能 熱交換器與太陽能集熱水箱循環(huán)管道連通，其中一路管道上設有太陽能循環(huán)水 泵，所述的太陽能集熱水箱與太陽能集熱器之間管道循環(huán)連通，循環(huán)管道上設 有太陽能集熱泵，所述地源熱泵機組與空調末端設備之間的管道上設有系統(tǒng)循 環(huán)泵。以下是本實用新型對上述技術方案的進一步改進 所述的太陽能集熱水箱與太陽能集熱器之間的循環(huán)管道上管道連通有風 源熱泵機組或復合源雙工況太陽能熱泵機組，所述風源熱泵機組或復合源雙工 況太陽能熱泵機組與空調末端設備之間的管道上設有系統(tǒng)循環(huán)泵。所述地源熱泵機組與系統(tǒng)循環(huán)泵之間的管道上設有控制閥門，在與空調末 端設備連通的另一管道上設有控制閥門，與地下埋管系統(tǒng)之間的管道上設有控 制閥門，與地埋管循環(huán)泵之間的管道上設有控制閥門。所述太陽能熱交換器與太陽能集熱水箱之間的兩路管道上分別設有控制閥門。
所述太陽能集熱水箱與太陽能集熱器之間的兩路管道上分別設有控制閥門。
太陽能集熱水箱、太陽能集熱器之間的管道通過兩路連通管道與所述風源 熱泵機組或復合源雙工況太陽能熱泵機組連通，兩路連通管道上分別設有控制 閥門，所述控制閥門位于兩路連通管道之間，所述風源熱泵機組或復合源雙工 況太陽能熱泵機組與空調末端設備之間的連通管道上分別設有控制閥門。
上述方案中，所述系統(tǒng)中不包括空氣源熱泵機組或復合源雙工況太陽能熱 泵機組，或者所述系統(tǒng)中不包括地源熱泵機組，只有空氣源熱泵機組或復合源 雙工況太陽能熱泵機組均可。
本實用新型采用上述技術方案，可以通過自動化的控制選擇利用不同形式
的能源，秋冬及冬春過渡季節(jié)，環(huán)境溫度不太低(干球溫度》5'C)時，系統(tǒng)運 行采用風源熱泵或復合源雙工況太陽能熱泵機組+太陽能相當于供熱和衛(wèi)生熱 水，太陽能多余的能量可以通過換熱器向地下放熱，這種運行模式有效的與太 陽能系統(tǒng)結合，風源熱泵(或復合源雙工況太陽能熱泵機組)機組可以直接從 太陽能系統(tǒng)中取熱，減少了機組因環(huán)境因素頻繁除霜造成的能量消耗，大大提 高了機組的運行效率和系統(tǒng)的環(huán)境適應性，同時太陽能多余的能量補充到地下 換熱系統(tǒng)中可以避免因冬季過度取熱形成的換熱失調，有效的保證系統(tǒng)的安全 運行。冬季環(huán)境溫度較低(環(huán)境干球溫度《5"C)時，系統(tǒng)運行采用地源熱泵十 太陽能相當于供熱和衛(wèi)生熱水，這種運行模式有效的解決了太陽能系統(tǒng)不穩(wěn)定 的缺陷，而且通過與地源熱泵系統(tǒng)進行耦合，在保證系統(tǒng)可靠運行的情況下， 即降低了地埋管的投資，又大大提高了熱泵機組的運行能效。夏季環(huán)境溫度較 高(環(huán)境干球溫度^30'C)時，風源熱泵+地源熱泵都可以制冷，地源熱泵余 熱經太陽能加熱后做衛(wèi)生熱水。
通過以上措施，真正實現(xiàn)太陽能、空氣能、地熱能等多種可再生能源的多能回補、互為備用。
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明
附圖1為本實用新型實施例1的示意圖； 附圖2為本實用新型實施例2的示意圖。
具體實施方式
實施例l，如圖1所示， 一種多能復合制冷、采暖熱泵集成系統(tǒng)，包括地 源熱泵機組1和通過管道連接的地埋管循環(huán)泵3、太陽能熱交換器4、地下埋管 系統(tǒng)2，所述太陽能熱交換器4與太陽能集熱水箱6之間的管道上設有太陽能循 環(huán)水泵5，所述的太陽能集熱水箱6之間的管道上設有風源熱泵機組或復合源雙 工況太陽能熱泵機組9、太陽能集熱泵7，太陽能集熱器ll，所述的風源熱泵機 組或復合源雙工況太陽能熱泵機組9、地源熱泵機組1都設有與空調末端設備 12連接的系統(tǒng)循環(huán)泵8和系統(tǒng)循環(huán)泵10，該系統(tǒng)中無論是風源熱泵機組或復合 源雙工況太陽能熱泵機組9、地源熱泵機組l都有制冷、制熱的功能。當建筑物需要制冷時，該系統(tǒng)可以根據建筑物的負荷情況，自動采用地源 熱泵機組1和風源熱泵機組或復合源雙工況太陽能熱泵機組9都能運行的模式， 在工作時優(yōu)先運行地源熱泵機組1，當?shù)卦礋岜脵C組1無法滿足要求時再啟動風 源熱泵機組或復合源雙工況太陽能熱泵機組9，制冷時太陽能集熱系統(tǒng)為建筑物 提供衛(wèi)生熱水，在次期間控制閥門r、 2'、 3、、 4\ 7'、 8、、 9、、 12、打開，控 制閥門5、、 6\ l(T、 ir關閉，地埋管循環(huán)泵3、系統(tǒng)循環(huán)泵IO、系統(tǒng)循環(huán)泵 8、太陽能集熱泵7啟動，太陽能循環(huán)水泵5停止工作。當建筑物以制熱為主，不需要制冷時，該系統(tǒng)可以根據建筑物的功能不啟 動制冷機組工作，利用太陽能系統(tǒng)通過太陽能熱交換器4和地下埋管系統(tǒng)2向 地下補熱。制熱時該系統(tǒng)可以根據環(huán)境條件的變化情況，自動選擇合適的熱源利用形式。
冬與春、秋交季通過系統(tǒng)檢測，自動選擇風源熱泵機組或復合源雙工況 太陽能熱泵機組9加太陽能集熱系統(tǒng)制熱，地源熱泵機組1不工作，在次期間 控制閥門7\ 8、、 9、、 10、、 1T打開，控制閥門r、 2'、 3'、 4、、 5、、 6、、 12 關閉，系統(tǒng)循環(huán)泵8、太陽能集熱泵7啟動，地埋管循環(huán)泵3、系統(tǒng)循環(huán)泵IO、 太陽能循環(huán)水泵5停止工作。
深冬季節(jié)通過系統(tǒng)檢測，自動選擇太陽能集熱系統(tǒng)加地源熱泵機組1制 熱，風源熱泵機組或復合源雙工況太陽能熱泵機組9不工作，在次期間控制閥 門7、、 8'、 9\ 10、、 1T關閉，控制閥門r、 2、、 3、、 4'、 5、、 6\ 12打開， 地埋管循環(huán)泵3、系統(tǒng)循環(huán)泵IO、太陽能循環(huán)水泵5、太陽能集熱泵7啟動，系 統(tǒng)循環(huán)泵8停止工作。
從系統(tǒng)的工作原理可以看出，系統(tǒng)可以通過環(huán)境溫度的變換情況自動的選 擇合適的運行模式和能源利用形式，系統(tǒng)即是設備的集成風源熱泵機組或復合 源雙工況太陽能熱泵機組9和地源熱泵機組1，又是能源的集成，用空氣能、地 能和太陽能，彌補了單一能源的弊端，實現(xiàn)了能源之間的互為補充，同時提高 了能源利用的效率，降低了工程的投資和設備運行費用，真正實現(xiàn)了系統(tǒng)節(jié)能 的目的。
實施例2，本實用新型還可以采用如圖2所示的連接方式，所述系統(tǒng)中不包 括空氣源熱泵機組或復合源雙工況太陽能熱泵機組，其它結構與實施例1中的 結構相同。
權利要求1、一種多能復合制冷、采暖熱泵集成系統(tǒng)，其特征是包括地源熱泵機組(1)和通過管道連接的地埋管循環(huán)泵(3)、太陽能熱交換器(4)、地下埋管系統(tǒng)(2)，所述太陽能熱交換器(4)與太陽能集熱水箱(6)循環(huán)管道連通，其中一路管道上設有太陽能循環(huán)水泵(5)，所述的太陽能集熱水箱(6)與太陽能集熱器(11)之間管道循環(huán)連通，循環(huán)管道上設有太陽能集熱泵(7)，所述地源熱泵機組(1)與空調末端設備(12)之間的管道上設有系統(tǒng)循環(huán)泵(10)。
2、 根據權利要求l所述的多能復合制冷、采曖熱泵集成系統(tǒng)，其特征是: 所述的太陽能集熱水箱(6)與太陽能集熱器(11)之間的循環(huán)管道上管道連通 有風源熱泵機組或復合源雙工況太陽能熱泵機組(9)，所述風源熱泵機組或復 合源雙工況太陽能熱泵機組(9)與空調末端設備(12)之間的管道上設有系統(tǒng) 循環(huán)泵(8)。
3、 根據權利要求2所述的多能復合制冷、采暖熱泵集成系統(tǒng)，其特征是:所述地源熱泵機組(i)與系統(tǒng)循環(huán)泵(io)之間的管道上設有控制閥門(r)，在與空調末端設備(12)連通的另一管道上設有控制閥門(2、)，與地下埋管系 統(tǒng)(2)之間的管道上設有控制閥門(3"，與地埋管循環(huán)泵(3)之間的管道上 設有控制閥門(4》。
4、 根據權利要求3所述的多能復合制冷、采暖熱泵集成系統(tǒng)，其特征是: 所述太陽能熱交換器(4)與太陽能集熱水箱(6)之間的兩路管道上分別設有 控制閥門(5、)和控制閥門(6、)。
5、 根據權利要求4所述的多能復合制冷、采暖熱泵集成系統(tǒng)，其特征是: 所述太陽能集熱水箱(6)與太陽能集熱器(11)之間的兩路管道上分別設有控 制閥門(7、)和控制閥門(12、)。
6、 根據權利要求5所述的多能復合制冷、采暖熱泵集成系統(tǒng)，其特征是:太陽能集熱水箱(6)、太陽能集熱器(11)之間的管道通過兩路連通管道與所 述風源熱泵機組或復合源雙工況太陽能熱泵機組(9)連通，兩路連通管道上分別設有控制閥門(io')和控制閥門(ir)，所述控制閥門(12')位于設有控 制閥門(io')和控制閥門(ir)的兩路連通管道之間，所述風源熱泵機組或復合源雙工況太陽能熱泵機組(9)與空調末端設備(12)之間的連通管道上分 別設有控制閥門(8、)和控制閥門(9、)。
專利摘要本實用新型公開了一種多能復合制冷、采暖熱泵集成系統(tǒng)，包括地源熱泵機組和通過管道連接的地埋管循環(huán)泵、太陽能熱交換器、地下埋管系統(tǒng)，所述太陽能熱交換器與太陽能集熱水箱循環(huán)管道連通，其中一路管道上設有太陽能循環(huán)水泵，所述的太陽能集熱水箱與太陽能集熱器之間管道循環(huán)連通，循環(huán)管道上設有太陽能集熱泵，所述地源熱泵機組與空調末端設備之間的管道上設有系統(tǒng)循環(huán)泵。本實用新型可以通過自動化的控制選擇利用不同形式的能源，真正實現(xiàn)太陽能、空氣能、地熱能等多種可再生能源的多能回補、互為備用。
文檔編號F25B30/06GK201221876SQ200820021980
公開日2009年4月15日 申請日期2008年5月15日 優(yōu)先權日2008年5月15日
發(fā)明者于奎明 申請人:于奎明