[發明專利]一種地源熱泵制冷供暖系統以及用于該系統的控制方法

在審

• 申請號: 201410599102.X
• 申請日: 2014-10-30
• 公開（公告）號: CN104315640A
• 公開（公告）日: 2015-01-28
• 發明（設計）人: 李根英;于立軍;聶大剛;白紹文;秦偉
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;中國節能減排有限公司
• 主分類號: F24F5/00
• 分類號: F24F5/00;F24F11/02
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 孫向民;肖冰濱

技術領域

本發明涉及制冷供暖系統，具體地，涉及一種地源熱泵制冷供暖系統以及用于該系統的控制方法。

背景技術

起源于1912年的地源熱泵技術是一種非常先進的技術。目前環保呼聲愈來愈高、環保要求愈來愈嚴、加之有型能源(如油、氣、煤)的日益枯竭及其價格愈來愈高、電價逐步降低等多種因素促使人們不得不舍棄傳統取暖與傳統取冷的方式，采用更加先進與更加節能的空調設備以及更為先進的技術與更為節能的運行方案。現有的地源熱泵制冷供暖系統充分利用淺層地能，達到了節約能源和保護環境的雙重效果。

圖1是現有的地源熱泵制冷供暖系統的結構示意圖。如圖1所示，在冬季時現有的地源熱泵制冷供暖系統通過地源側集水器2聚集地源側水。此時的地源側水相對于外界環境具有一定的熱量。地源側集水器2將聚集的地源側水送入冷熱切換箱3。圖4是地源熱泵制冷供暖系統中冷熱切換箱的內部結構的示意圖。如圖4所示，冬季時冷熱切換箱3的閥門k3、k4、k5、k6是關閉的，而閥門k1、k2、k7、k8是打開的。進入冷熱切換箱3的地源側水經閥門k1由地源熱泵機組4左邊的內側水管進入地源熱泵機組。通過地源熱泵機組4中的蒸發器的作用將地源側水的熱量傳遞給用戶側水。獲取熱量的用戶側水由地源熱泵機組4右邊的內側水管經閥門k7進入用戶側分水管，再由用戶側分水管進入用戶側分水器7供用戶使用。交換熱量后的地源側水從地源熱泵機組4左邊的外側水管經閥門k2進入地源側分水器1，并被地源側分水器1送入地埋井。用戶側集水器6聚集交換熱量后的用戶側水，并將交換熱量后的用戶側水由用戶側集水管道經閥門k8通過地源熱泵機組4右邊的外側水管送入地源熱泵機組4以獲取熱量。如此地源側水與用戶側水在現有的地源熱泵制冷供暖系統中循環流動以使用戶達到利用淺層地能的目的，從而實現了節約能源和保護環境的雙重效果。

然而，由于淺層地能通過熱量傳遞的方式使用戶側水的溫度上升有限，現有的地源熱泵制冷供暖系統在極端寒冷的天氣狀態下不足以滿足用戶的供暖需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種地源熱泵制冷供暖系統以及用于該系統的控制方法，該系統通過在現有系統上加裝加熱裝置與控制裝置，解決了在極端寒冷的天氣狀況下供暖不足的問題。

為了實現上述目的，本發明提供一種地源熱泵制冷供暖系統，該系統包括：地源側集水器，用于聚集地源側水；地源側分水器，用于將交換熱量后的地源側水送入地埋井；地源熱泵機組，用于提供動力促進地源側水在所述地源側集水器和地源側分水器中流動，并將地源側水的熱量傳遞給用戶側水；用戶側集水器，用于聚集用戶側水；水泵，用于提供動力促進用戶側水流入所述地源熱泵機組，以與所述地源側水進行熱量交換；以及用戶側分水器，用于將進行熱量交換后的用戶側水送給用戶，所述系統還包括：加熱裝置，安裝于用戶側分水管道上，用于對進行熱量交換后用戶側水進行加熱；以及控制裝置，與所述加熱裝置相連接，用于啟停所述加熱裝置。

其中，所述地源熱泵機組還用于將地源側水的冷量傳遞給用戶側水。

其中，所述系統還包括：冷熱切換箱，用于切換所述系統的夏季運行工況與冬季運行工況，其中，在夏季運行工況，所述地源熱泵機組將地源側水的冷量傳遞給用戶側水；在冬季運行工況，所述地源熱泵機組將地源側水的熱量傳遞給用戶側水。

其中，所述系統還包括：定壓機組，與用戶側集水管道相連接，用于保證所述系統中的水壓穩定。

其中，所述加熱裝置包括：備用熱源接口，用于接入備用熱源；以及冷水/冷氣出口，用于排出交換熱量后的水或氣體。

其中，所述備用熱源包括以下中的至少一者：熱水，熱氣、太陽能、電能。

其中，所述控制裝置包括：電動二通閥，與所述加熱裝置相連；溫度傳感器，用于測量獲取熱量后的用戶側水的溫度值；以及控制器，與所述溫度傳感器相連接，用于將測量溫度值與預設溫度值進行比較，并根據比較結果發送指令以控制電動二通閥導通或關閉，以啟停所述加熱裝置。

其中，所述控制器在所述測量溫度值低于所述預設溫度值的情況下控制所述電動二通閥導通以啟動所述加熱裝置進行工作，并且在所述測量溫度值高于所述預設溫度值的情況下控制所述電動二通閥關閉以停止所述加熱裝置進行工作。