一种太阳能－空气－地能多源双机热泵供热空调复合系统，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。具体来说包括：太阳能集热器（１）、地埋管（３）、蓄热水箱（１３）、蓄／换热水箱（７）、控制系统和末端用户（１６）等装置。本发明专利技术提供了一种利用太阳能、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。而且夏季避免了太阳能集热器的过热，使太阳能的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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种以太阳能、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
技术介绍
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^^ ο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。
技术实现思路
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， 本专利技术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。蓄/换热水箱的壳程出入口分别连接到第一四通阀和第二四通阀，其管程出入口 分别连接到第一制冷四通阀和第一节流装置，第一节流装置的另一端连接到第二三通阀； 蓄/换热水箱上设置有第一补水阀，并通过第二流量调节装阀连接到热水供应装置；第一 制冷四通阀通过第一压缩机连接到第一三通阀；蓄/换热水箱兼有蓄热器和换热器的作 用。当蓄/换热水箱作为蓄热器时，冬天蓄存太阳能集热器和地埋管的热量加热其中的水 以供冬季采暖空调和热水供应；夏天蓄存来自末端用户排出的热量提供热水以供洗浴。当 蓄/换热水箱作为换热器时，则为复合热泵水源热泵的一个组成部分，夏季为水源热泵的 冷凝器，冬季为水源热泵的蒸发器。第二换热器的管程出入口分别连接到第二制冷四通阀和第二节流装置，第二制冷 四通阀通过第二压缩机连接到第一三通阀，第二节流装置另一端连接到第二三通阀；第二 换热器的管外流通空气。 第一换热器的管程出入口分别连接第一三通阀和第二三通阀；第一换热器的壳程 出入口分别连接第三循环水泵和空调末端。控制系统用于控制通过运行模式和水温控制各个阀门的开启与否，以控制整个系 统，实现太阳能集热器、地埋管、空气源热泵和水源热泵的开启、运行，这是容易实现的。空调末端采用冬天地暖、夏天风机盘管的形式或者全部为辐射空调的形式，通过 第三循环水泵与第一换热器实现冷量或热量交换，这是容易实现的。优选的，所述太阳能集热器为平板型集热器、全玻璃真空管集热器、U型管式真空 管集热器、热管式真空管集热器和直流式真空管集热器等。 优选的，所述地埋管为竖直U型埋管、水平埋管、桩埋管或连续螺旋埋管等。进一步的，蓄/换热水箱、两个换热器、两个压缩机、两个制冷四通阀、两个节流装 置、两个三通阀构成复合热泵系统；其中，蓄/换热水箱、第一制冷四通阀、第一压缩机、第 一节流装置构成水源热泵，第二换热器、第二制冷四通阀、第二压缩机、第二节流装置构成 空气源热泵，第一换热器作为用户侧换热器；共同实现复合热泵系统冬夏季制冷剂工质流 向的转变，从而使两个热泵系统中的2个换热器实现相反的冬夏季蒸发器与冷凝器的作 用。复合热泵系统包含两套热泵系统水源热泵和空气源热泵。这两套热泵系统都分别由 2个换热器、压缩机、节流装置和制冷四通阀组成。他们共用一个用户侧换热器，另外的换热 器分别对应水侧、空气侧的换热器，水侧换热器即为蓄/换热水箱。四通换向阀实现热泵系 统冬夏季制冷剂工质流向的转变，从而使两个热泵系统中的2个换热器实现相反的冬夏季 蒸发器与冷凝器的作用。用户用换热器在夏季为复合热泵系统的蒸发器，冬季为冷凝器，而 水侧和空气侧的换热器的作用正好与之相反，分别给夏季冷凝器，冬季蒸发器。补水阀对水箱内进行补水，流量调节阀则本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能－空气－地能多源双机热泵供热空调复合系统，其特征在于包括：太阳能集热器（１）、地埋管（３）、蓄热水箱（１３）、蓄／换热水箱（７）、控制系统和末端用户（１６），具体来说：太阳能集热器（１）用于收集太阳热量来加热水，太阳能集热器（１）的壳程出入口分别连接到第一四通阀（４－１）和第一循环水泵（２－１），第一循环水泵（２－１）再连接到第二四通阀（４－２）；地埋管（３）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（４－１）和第二四通阀（４－２）；蓄热水箱（１３）上设有备用电加热器（１４）、第二补水阀（６－２），并通过第一流量调节阀（１５－１）连接到热水供应装置（５）；蓄热水箱（１３）的两端分别连接到第一四通阀（４－１）和第二四通阀（４－２）；蓄／换热水箱（７）的壳程出入口分别连接到第一四通阀（４－１）和第二四通阀（４－２），其管程出入口分别连接到第一制冷四通阀（８－１）和第一节流装置（１１－１），第一节流装置（１１－１）的另一端连接到第二三通阀（１２－２）；蓄／换热水箱（７）上设置有第一补水阀（６－１），并通过第二流量调节装阀（１５－２）连接到热水供应装置（５）；第一制冷四通阀（８－１）通过第一压缩机（９－１）连接到第一三通阀（１２－１）；第二换热器（１０－２）的管程出入口分别连接到第二制冷四通阀（８－２）和第二节流装置（１１－２），第二制冷四通阀（８－２）通过第二压缩机（９－２）连接到第一三通阀（１２－１），第二节流装置（１１－２）另一端连接到第二三通阀（１２－２）；第二换热器（１０－２）的管外流通空气；第一换热器（１０－１）的管程出入口分别连接第一三通阀（１２－１）和第二三通阀（１２－２）；第一换热器（１０－１）的壳程出入口分别连接第三循环水泵（２－１）和空调末端（１６）；控制系统用于控制通过运行模式和水温控制各个阀门的开启与否，以控制整个系统；空调末端（１６）采用冬天地暖、夏天风机盘管的形式或者全部为辐射空调的形式，通过第三循环水泵（２－３）与第一换热器（１０－１）实现冷量或热量交换。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊红，刁乃仁，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]
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