利用土壤蓄能的热源塔热泵空调系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种利用土壤蓄能的热源塔热泵空调系统，包括制冷剂回路、溶液回路、土壤蓄能回路和冷热水回路，其中制冷剂回路由第一制冷剂回路和第二制冷剂回路组成。本实用新型专利技术实现了利用土壤在冬夏季的跨季节蓄能，解决了热源塔热泵因需考虑冬夏季极端天气所导致的机组装机容量过大，效率难以提高的问题，减少热源塔热泵的装机容量和初投资，同时利用土壤的热量实现了热源塔热泵机组夏季的制冷剂过冷以及冬季的溶液再生，极大的提高了热源塔热泵系统的制冷制热效率，同时高效、经济的解决了热源塔热泵冬季溶液再生热源，并实现了系统全年运行的综合高效。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于制冷空调系统设计和制造领域，涉及一种利用土壤实现跨季节蓄能的热源塔热泵系统。
技术介绍
热源塔热泵系统作为一种新型的建筑冷热源方案，以其夏季可实现水冷冷水机组的高效，同时冬季可利用溶液在热源塔中与空气换热，吸收空气中的热量作为热泵的低位热源从而实现供热，在夏热冬冷地区得到应用。热源塔热泵相比传统的建筑冷热源方案：空气源热泵、冷水机组+锅炉和水/地源热泵，不存在空气源热泵的冬季结霜问题且夏季具有更高效率；冬季冷水机组不闲置且一次能源利用效率较高；不受地理地质条件限制，且初投资合理。因此热源塔热泵是一种具有发展前景的建筑冷热源方案。热源塔热泵在冬季制热运行时，利用溶液从空气中吸取热量作为热泵低位热源，其实质为空气源热泵，因此，与常规的空气源热泵类似，在冬季极限温度不太低的夏热冬冷地区应用具有较好的性能，然而，当其应用到冬季极限温度较低的地区时，因极限温度较低，而热源塔热泵的性能随着环境温度的降低而衰减，因此在该地区应用时，对机组容量的选配必须较大，以保证在极限低温下的供热能力，由此导致热源塔热泵机组的装机容量大，其初投资大幅增加且系统综合性能难以提高。因此，如何拓展热源塔热泵系统在较低温度地区的应用，减少热源塔热泵机组的装机容量，及提高在极限低温环境下的系统综合性能，保证系统安全可靠运行成为一种迫切需求，对热源塔热泵系统的进一步推广应用具有重要意义。因此，如何解决热源塔热泵系统在较低温度地区应用时，因运行环境温度下降而导致系统性能快速衰减，且装机容量过大及系统综合效率难以提升等问题，设计出一种新型高效的热源塔热泵系统成为本领域技术人员迫切需要解决的技术难题。
技术实现思路
技术问题：本技术的目的是提供一种解决热源塔热泵系统在较低温度地区应用时，因兼顾最恶劣工况导致热泵装机容量过大，且随运行环境温度下降而引起系统性能快速衰减，系统综合效率难以提高的问题，并实现高效可靠运行的利用土壤蓄能的热源塔热泵空调系统。技术方案：本技术的利用土壤蓄能的热源塔热泵空调系统，包括制冷剂回路、溶液回路、土壤蓄能回路和冷热水回路，其中制冷剂回路由第一制冷剂回路和第二制冷剂回路组成。第一制冷剂回路包括第一压缩机、第一四通阀、第一换热器、第一单向阀、第二单向阀、第一过冷器、第一储液器、第一过滤器、第一电子膨胀阀、第三单向阀和第四单向阀、第二换热器、第一气液分离器及其相关连接管道，所述第一换热器同时也是冷热水回路的构成部件，第二换热器同时也是溶液回路及土壤蓄能回路的构成部件。第一制冷剂回路中，第一压缩机的输出端与第一四通阀第一输入端连接，第一四通阀第一输出端与第二换热器第一输入端连接，第二换热器第一输出端同时与第一单向阀的入口和第三单向阀的出口连接，第一单向阀的出口分成二路，一路与第一过冷器第一输入端连接，另一路与第二单向阀的出口连接，第二单向阀的入口同时与第一换热器第一输入端和第四单向阀的出口连接，第一过冷器第一输出端与第一储液器的输入端连接，第一储液器的输出端通过第一过滤器与第一电子膨胀阀的输入端连接，第一电子膨胀阀的输出端分成两路，一路连接第三单向阀的入口，另一路连接第四单向阀的入口，第一换热器第一输出端与第一四通阀第二输入端连接，第一四通阀第二输出端与第一气液分离器的输入端连接，第一气液分离器的输出端与第一压缩机的输入端连接。第二制冷剂回路包括第二压缩机、第二四通阀、第三换热器、第五单向阀、第六单向阀、第二过冷器、第二储液器、第二过滤器、第二电子膨胀阀、第七单向阀和第八单向阀、第四换热器、第二气液分离器及其相关连接管道，所述第三换热器同时也是冷热水回路的构成部件，第四换热器同时也是溶液回路及土壤蓄能回路的构成部件。第二制冷剂回路中，第二压缩机的输出端与第二四通阀第一输入端连接，第二四通阀第一输出端与第四换热器第一输入端连接，第四换热器第一输出端同时与第五单向阀的入口和第七单向阀的出口连接，第五单向阀的出口分成二路，一路与第二过冷器第一输入端连接，另一路与第六单向阀的出口连接，第六单向阀的入口同时与第三换热器第一输入端和第八单向阀的出口连接，第二过冷器第一输出端与第二储液器的输入端连接，第二储液器的输出端通过第二过滤器与第二电子膨胀阀的输入端连接，第二电子膨胀阀的输出端分成两路，一路连接第七单向阀的入口，另一路连接第八单向阀的入口，第三换热器第一输出端与第二四通阀第二输入端连接，第二四通阀第二输出端与第二气液分离器的输入端连接，第二气液分离器的输出端与第二压缩机的输入端连接。溶液回路包括热源塔、第一泵、第二换热器、第一电磁阀、第二电磁阀、第四换热器、第四泵、再生装置、浓溶液储液器、第八电磁阀及其相关连接管道，所述再生装置同时也是土壤蓄能回路的构成部件。溶液回路中，热源塔第一溶液输出端与第一泵的入口连接，第一泵的出口分二路，一路接第二换热器的第二输入端，另一路通过第二电磁阀接第四换热器第二输入端，第二换热器第二输出端接热源塔第一溶液输入端，第四换热器第二输出端分成两路，一路通过第四电磁阀接蓄能型土壤埋管的入口，另一路通过第一电磁阀也与热源塔第一溶液输入端连接，热源塔第二溶液输出端接第四泵的输入端，第四泵的输出端接再生装置第二输入端，再生装置第二输出端接浓溶液储液器的入口，浓溶液储液器的出口经过第八电磁阀接热源塔第二输入端。土壤蓄能回路包括蓄能型土壤埋管、第二泵、第三电磁阀、第四电磁阀、第四换热器、第一过冷器、第二过冷器、第五电磁阀、第六电磁阀、第七电磁阀、第九电磁阀、再生装置及其相关连接管道。土壤蓄能回路中，蓄能型土壤埋管的输出端接第二泵的输入端，第二泵的输出端分成三路，一路通过第三电磁阀接第四换热器第二输入端，一路通过第六电磁阀接第二过冷器第二输入端，另一路通过第五电磁阀接第一过冷器第二输入端，第四换热器第二输出端经过第四电磁阀接蓄能型土壤埋管的输入端，第二过冷器第二输出端也与蓄能型土壤埋管的输入端连接；第一过冷器第二输出端又分成两路，一路通过第九电磁阀也与蓄能型土壤埋管的输入端连接，另一路通过第七电磁阀接再生装置第一输入端，再生装置第一输出端也与蓄能型土壤埋管的输入端连接。冷热水回路包括第一换热器、第三换热器、第三泵及其与机组冷热水的回水端和冷热水的供水端之间的相关连接管路。冷热水回路中冷热水的回水端接第三泵的输入端，第三泵的出口分成两路，一路与第一换热器第二输入端连接，另一路与第三换热器第二输入端连接，第一换热器第二输出端与第三换热器第二输出端合并后接机组冷热水的供水端。进一步的，本技术系统中，制冷剂回路由二路以上的制冷剂回路在换热器端相互连接组成。进一步的，本技术系统中，蓄能型土壤埋管仅在在冬季环境温度低于设定值和夏季环境温度高于设定值时作为系统制热的低位热源或制冷时的冷却源。进一步的，本技术系统中，蓄能型土壤埋管的埋管间距小于3米，减少对打井的占地面积要求，扩大了应用范围。进一步的，本技术系统中，蓄能型土壤埋管换出的冷量，在夏季作为第一过冷器、第二过冷器中制冷剂过冷的冷量来源。进一步的，本技术系统中，蓄能型土壤埋管与第一过冷器在冬季运行时串联，蓄能型土壤埋管换出的热量及第一过冷器中制冷剂过冷放出的热量共同作为再生装置中溶液再生的热源。热源塔热泵夏季制冷运行时，根本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用土壤蓄能的热源塔热泵空调系统，其特征在于，该系统包括制冷剂回路、溶液回路、土壤蓄能回路和冷热水回路，所述制冷剂回路由第一制冷剂回路和第二制冷剂回路组成；所述第一制冷剂回路包括第一压缩机（1）、第一四通阀（2）、第一换热器（3）、第一单向阀（4）、第二单向阀（5）、第一过冷器（6）、第一储液器（7）、第一过滤器（8）、第一电子膨胀阀（9）、第三单向阀（10）和第四单向阀（11）、第二换热器（12）、第一气液分离器（13）及其相关连接管道，所述第一换热器（3）同时也是冷热水回路的构成部件，第二换热器（12）同时也是溶液回路及土壤蓄能回路的构成部件；所述第一制冷剂回路中，第一压缩机（1）的输出端与第一四通阀第一输入端（2a）连接，第一四通阀第一输出端（2b）与第二换热器第一输入端（12a）连接，第二换热器第一输出端（12b）同时与第一单向阀（4）的入口和第三单向阀（10）的出口连接，第一单向阀（4）的出口分成二路，一路与第一过冷器第一输入端（6a）连接，另一路与第二单向阀（5）的出口连接，第二单向阀（5）的入口同时与第一换热器第一输入端（3a）和第四单向阀（11）的出口连接，第一过冷器第一输出端（6b）与第一储液器（7）的输入端连接，第一储液器（7）的输出端通过第一过滤器（8）与第一电子膨胀阀（9）的输入端连接，第一电子膨胀阀（9）的输出端分成两路，一路连接第三单向阀（10）的入口，另一路连接第四单向阀（11）的入口，第一换热器第一输出端（3b）与第一四通阀第二输入端（2c）连接，第一四通阀第二输出端（2d）与第一气液分离器（13）的输入端连接，第一气液分离器（13）的输出端与第一压缩机（1）的输入端连接；所述第二制冷剂回路包括第二压缩机（21）、第二四通阀（22）、第三换热器（23）、第五单向阀（24）、第六单向阀（25）、第二过冷器（26）、第二储液器（27）、第二过滤器（28）、第二电子膨胀阀（29）、第七单向阀（30）和第八单向阀（31）、第四换热器（32）、第二气液分离器（33）及其相关连接管道，所述第三换热器（23）同时也是冷热水回路的构成部件，第四换热器（32）同时也是溶液回路及土壤蓄能回路的构成部件；所述第二制冷剂回路中，第二压缩机（21）的输出端与第二四通阀第一输入端（22a）连接，第二四通阀第一输出端（22b）与第四换热器第一输入端（32a）连接，第四换热器第一输出端（32b）同时与第五单向阀（24）的入口和第七单向阀（30）的出口连接，第五单向阀（24）的出口分成二路，一路与第二过冷器第一输入端（26a）连接，另一路与第六单向阀（25）的出口连接，第六单向阀（25）的入口同时与第三换热器第一输入端（23a）和第八单向阀（31）的出口连接，第二过冷器第一输出端（26b）与第二储液器（27）的输入端连接，第二储液器（27）的输出端通过第二过滤器（28）与第二电子膨胀阀（29）的输入端连接，第二电子膨胀阀（29）的输出端分成两路，一路连接第七单向阀（30）的入口，另一路连接第八单向阀（31）的入口，第三换热器第一输出端（23b）与第二四通阀第二输入端（22c）连接，第二四通阀第二输出端（22d）与第二气液分离器（33）的输入端连接，第二气液分离器（33）的输出端与第二压缩机（21）的输入端连接；所述溶液回路包括热源塔（15）、第一泵（14）、第二换热器（12）、第一电磁阀（16）、第二电磁阀（17）、第四换热器（32）、第四泵（42）、再生装置（39）、浓溶液储液器（40）、第八电磁阀（41）及其相关连接管道，所述再生装置（39）同时也是土壤蓄能回路的构成部件；所述溶液回路中，热源塔第一溶液输出端（15b）与第一泵（14）的入口连接，第一泵（14）的出口分二路，一路接第二换热器的第二输入端（12c），另一路通过第二电磁阀（17）接第四换热器第二输入端（32c），第二换热器第二输出端（12d）接热源塔第一溶液输入端（15a），第四换热器第二输出端（32d）分成两路，一路通过第四电磁阀（20）接蓄能型土壤埋管（37）的入口，另一路通过第一电磁阀（16）也与热源塔第一溶液输入端（15a）连接，热源塔第二溶液输出端（15d）接第四泵（42）的输入端，第四泵（42）的输出端接再生装置第二输入端（39c），再生装置第二输出端（39d）接浓溶液储液器（40）的入口，浓溶液储液器（40）的出口经过第八电磁阀（41）接热源塔第二输入端（15c）；所述土壤蓄能回路包括蓄能型土壤埋管（37）、第二泵（18）、第三电磁阀（19）、第四电磁阀（20）、第四换热器（32）、第一过冷器（6）、第二过冷器（26）、第五电磁阀（35）、第六电磁阀（36）、第七电磁阀（38）、第九电磁阀（43）、再生装置（39）及其相关连接管道；所述土壤蓄能回...

【技术特征摘要】
1.一种利用土壤蓄能的热源塔热泵空调系统，其特征在于，该系统包括制冷剂回路、溶液回路、土壤蓄能回路和冷热水回路，所述制冷剂回路由第一制冷剂回路和第二制冷剂回路组成；所述第一制冷剂回路包括第一压缩机（1）、第一四通阀（2）、第一换热器（3）、第一单向阀（4）、第二单向阀（5）、第一过冷器（6）、第一储液器（7）、第一过滤器（8）、第一电子膨胀阀（9）、第三单向阀（10）和第四单向阀（11）、第二换热器（12）、第一气液分离器（13）及其相关连接管道，所述第一换热器（3）同时也是冷热水回路的构成部件，第二换热器（12）同时也是溶液回路及土壤蓄能回路的构成部件；所述第一制冷剂回路中，第一压缩机（1）的输出端与第一四通阀第一输入端（2a）连接，第一四通阀第一输出端（2b）与第二换热器第一输入端（12a）连接，第二换热器第一输出端（12b）同时与第一单向阀（4）的入口和第三单向阀（10）的出口连接，第一单向阀（4）的出口分成二路，一路与第一过冷器第一输入端（6a）连接，另一路与第二单向阀（5）的出口连接，第二单向阀（5）的入口同时与第一换热器第一输入端（3a）和第四单向阀（11）的出口连接，第一过冷器第一输出端（6b）与第一储液器（7）的输入端连接，第一储液器（7）的输出端通过第一过滤器（8）与第一电子膨胀阀（9）的输入端连接，第一电子膨胀阀（9）的输出端分成两路，一路连接第三单向阀（10）的入口，另一路连接第四单向阀（11）的入口，第一换热器第一输出端（3b）与第一四通阀第二输入端（2c）连接，第一四通阀第二输出端（2d）与第一气液分离器（13）的输入端连接，第一气液分离器（13）的输出端与第一压缩机（1）的输入端连接；所述第二制冷剂回路包括第二压缩机（21）、第二四通阀（22）、第三换热器（23）、第五单向阀（24）、第六单向阀（25）、第二过冷器（26）、第二储液器（27）、第二过滤器（28）、第二电子膨胀阀（29）、第七单向阀（30）和第八单向阀（31）、第四换热器（32）、第二气液分离器（33）及其相关连接管道，所述第三换热器（23）同时也是冷热水回路的构成部件，第四换热器（32）同时也是溶液回路及土壤蓄能回路的构成部件；所述第二制冷剂回路中，第二压缩机（21）的输出端与第二四通阀第一输入端（22a）连接，第二四通阀第一输出端（22b）与第四换热器第一输入端（32a）连接，第四换热器第一输出端（32b）同时与第五单向阀（24）的入口和第七单向阀（30）的出口连接，第五单向阀（24）的出口分成二路，一路与第二过冷器第一输入端（26a）连接，另一路与第六单向阀（25）的出口连接，第六单向阀（25）的入口同时与第三换热器第一输入端（23a）和第八单向阀（31）的出口连接，第二过冷器第一输出端（26b）与第二储液器（27）的输入端连接，第二储液器（27）的输出端通过第二过滤器（28）与第二电子膨胀阀（29）的输入端连接，第二电子膨胀阀（29）的输出端分成两路，一路连接第七单向阀（30）的入口，另一路连接第八单向阀（31）的入口，第三换热器第一输出端（23b）与第二四通阀第二输入端（22c）连接，第二四通阀第二输出端（22d）与第二气液分离器（33）的输入端连接，第二气液分离器（33）的输出端与第二压缩机（21）的输入端连接；所述溶液回路包括热源塔（15）、第一泵（14）、第二换热器（12）、第一电磁阀（16）、第二电磁阀（17）、第四换热器（32）、第四泵（42）、再生装置（39）、浓溶液储液器（40）、第八电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁彩华，陈睿，张小松，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32