[實用新型]一種低溫空氣源地源雙源熱泵機組

有效

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• 申請日: 2015-03-12
• 公開（公告）號: CN204593929U
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發(fā)明（設計）人: 曉暉;徐建中;楊科;楊坤
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F25B1/10
• 分類號: F25B1/10;F25B29/00;F25B41/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及熱泵技術領域，尤其涉及一種低溫空氣源地源雙源熱泵機組。

背景技術

當前，能源緊缺與環(huán)境污染已經成為制約全球可持續(xù)發(fā)展的兩個突出問題，引起世界各國越來越廣泛的關注。另外，隨著社會的發(fā)展和人民生活水平的提高，用于采暖空調及制取生活用熱水方面的能耗占能源總量的比例越來越大。為此，大力開發(fā)和有效利用可再生能源已成為各國的優(yōu)先發(fā)展戰(zhàn)略。空氣中的能源和地能用于采暖、空調符合“溫度對口、梯級利用”的科學用能原則，屬于可再生清潔能源，擁有巨大的應用市場和前景，其開發(fā)和有效利用越來越受到廣泛的重視。

空氣源熱泵以空氣作為冷熱源，結構簡單，安裝使用方便，可以充分利用空氣中的能源，是一種高效、節(jié)能的空調設備。但在冬季室外氣溫過低時，空氣源熱泵系統(tǒng)蒸發(fā)溫度過低，COP急劇下降，系統(tǒng)能耗升高，甚至不能正常啟動，不能滿足正常供暖要求。

地源熱泵系統(tǒng)主要利用儲存于地表淺層近乎于無限、不受地域限制的低焓熱能，屬于可再生能源利用技術，具有高效節(jié)能、低運行成本和良好的社會環(huán)保效益等優(yōu)點。但我國由于巨大的地域差異，使得大部分地區(qū)的建筑物在一年之中的冷、熱負荷相差甚大，造成土壤吸、排熱不平衡，無法保證地源熱泵系統(tǒng)的高效節(jié)能，不利于熱泵的長期穩(wěn)定運行，也會對生態(tài)環(huán)境造成一定影響。

現(xiàn)有技術中已存在多種類型的雙源熱泵機組，同時使用空氣源和地源作為冷熱源，一般包括風冷熱泵裝置和水源熱泵裝置，和一個可為用戶提供循環(huán)水的外部水循環(huán)裝置，和一個可在風冷熱泵裝置的第二換熱器與水源熱泵裝置的蒸發(fā)器之間形成水循環(huán)的內部水循環(huán)裝置。當室外溫度低于-5℃時，風冷熱泵的第二換熱器起冷凝器作用，其產生的熱水作為水源熱泵的低溫熱源，在室外溫度低于-10℃時，系統(tǒng)仍可以正常穩(wěn)定運行，但該類型的雙源熱泵機組是通過風冷熱泵和水源熱泵兩級串聯(lián)產生高溫熱水，沒有解決低溫環(huán)境風冷熱泵機組制熱能力衰減和可靠性問題，系統(tǒng)效率低。

現(xiàn)有技術中還存在另一種類型的雙源熱泵裝置，利用一個氣-液雙源復合式換熱器，該換熱器設計了空氣和水兩種介質通道，可同時利用地能和空氣兩種資源。但是該復合式換熱器的兩種介質采用同一蒸發(fā)溫度，在低溫環(huán)境下空氣介質通道蒸發(fā)能力衰減，不僅無法吸收空氣中的熱量，甚至還會惡化水介質通道的蒸發(fā)吸熱。

發(fā)明內容

針對上述現(xiàn)有技術的缺點和不足，本實用新型旨在解決低溫環(huán)境下空氣源熱泵制熱能力衰減和地源熱泵土壤吸排熱不平衡問題，充分利用現(xiàn)有空氣源熱泵及地源熱泵的成熟技術和優(yōu)點，而提供一種新型的低溫空氣源地源雙源熱泵機組。本實用新型的熱泵機組既可有效利用空氣作為輔助熱源，解決土壤吸排熱不平衡問題，又可以解決空氣源熱泵冬季供熱運行效率低、運行穩(wěn)定性和可靠性差等技術難題，達到提高機組能效比和運行可靠性的目的。

本實用新型所述問題是由以下方案解決的：

一種新型低溫空氣源地源雙源熱泵機組，包括低壓壓縮機、高壓壓縮機、四通換向閥、制冷劑-水換熱器、制冷劑-空氣換熱器、制冷劑-地源水換熱器、一級膨脹閥和二級膨脹閥，其特征在于，

所述低壓壓縮機包括一個吸氣口和一個排氣口，所述高壓壓縮機包括吸氣口Ⅰ、吸氣口Ⅱ和一個排氣口，所述低壓壓縮機的排氣口與所述高壓壓縮機的吸氣口Ⅰ連通，

所述制冷劑-水換熱器包括制冷劑側部分和水側部分，

所述制冷劑-地源水換熱器包括制冷劑側部分和地源水側部分，

所述制冷劑-空氣換熱器包括制冷劑側部分和空氣側部分，

所述四通換向閥包括四個接口，分別為接口Ⅰ、接口Ⅱ、接口Ⅲ和接口Ⅳ，接口Ⅰ、接口Ⅱ分別與所述高壓壓縮機的吸氣口Ⅱ、排氣口連通，接口Ⅲ經制冷劑管路與所述制冷劑-水換熱器的制冷劑側部分的一端連通，接口Ⅳ經制冷劑管路與所述制冷劑-地源水換熱器的制冷劑側部分的一端連通，

其中，

所述制冷劑-水換熱器的制冷劑側部分的另一端與所述一級膨脹閥的一端連通，所述一級膨脹閥的另一端連通兩個并聯(lián)的制冷劑流路，其中一個制冷劑流路經所述二級膨脹閥、所述制冷劑-空氣換熱器的制冷劑側部分后與所述低壓壓縮機的吸氣口連通，另一個制冷劑流路經所述制冷劑-地源水換熱器的制冷劑側部分與所述四通換向閥的接口Ⅳ連通；

所述制冷劑-水換熱器的水側部分的兩端與用戶循環(huán)水管路連通；

所述制冷劑-地源水換熱器的地源水側部分的兩端與土埋管中的地源水循環(huán)管路連通。

優(yōu)選地，所述制冷劑-空氣換熱器的制冷劑側部分的兩端均設置有控制閥。