專利名稱：一種太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，特別是涉及一種太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
太陽能熱水和地源熱泵兩項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在生活熱水和節(jié)能建筑的中央空調(diào)當(dāng)中。但太陽能集熱熱水的應(yīng)用受氣象條件的限制較大，在極端惡劣的氣象條件下不能保證其使用效果，并且如果全部使用太陽能集熱熱水供熱，則其工程所需要的一次性投資非常大。另一方面，地源熱泵是利用深埋于地下的地埋管換熱器對(duì)大地進(jìn)行取熱和排熱的裝置。雖然初始使用階段的地溫比較穩(wěn)定，但一般情況下，建筑物的夏季、冬季的供冷排熱量和供熱取熱量不能在一個(gè)運(yùn)行周期得到彼此平衡。特別是在北方地區(qū)，由于每年的取熱量都高于排熱量，所以在經(jīng)過連續(xù)幾個(gè)運(yùn)行季以后，地源側(cè)的溫度會(huì)持續(xù)降低。這不僅大大地影像了地源熱泵的運(yùn)行效率，使地源熱泵技術(shù)本身的節(jié)能效果難以得到應(yīng)有的體現(xiàn)，而且更為嚴(yán)重的是，地溫的持續(xù)降低會(huì)給冬季的供熱造成難以保證供熱效果的嚴(yán)重后果，甚至造成地下環(huán)境的冷熱污染和破壞。此外，在供暖空調(diào)控制領(lǐng)域中，會(huì)所、別墅類建筑的供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)一直是節(jié)能改造的難點(diǎn)。因?yàn)闀?huì)所、別墅類建筑一般具有如下特點(diǎn)1、面積通常較小且具有獨(dú)立性，一般單元建筑面積為150至700m2左右；2、人均使用建筑面積大，因而制冷空調(diào)負(fù)荷較小，一般在12 50kw之間，但是采暖空調(diào)舒適性要求較高，并且在在很多建筑中，要求提供衛(wèi)生熱水；3、會(huì)所、別墅類建筑通常距離市區(qū)教遠(yuǎn)，通常不會(huì)作為第一居所?；跁?huì)所、別墅類建筑的上述特點(diǎn)，現(xiàn)有技術(shù)中傳統(tǒng)的風(fēng)冷熱泵機(jī)組或VRV空調(diào)的供暖空調(diào)技術(shù)，雖然具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，但是其冬季運(yùn)行制冷系數(shù)低，衰減量大，且存在容易結(jié)霜的問題而致使整個(gè)系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)無法運(yùn)行、不能保證溫度要求等現(xiàn)象。此外，從熱源形式方面，燃煤、燃油、燃?xì)獾葻嵩刺峁┓绞绞谴笮突泄┡陌l(fā)展方向；但是，在采用其他能源的條件下，大型化熱源的優(yōu)勢(shì)便難以存在了。因此，小型化的集中和分戶供暖，更加適合于會(huì)所、別墅類的小型建筑(群)。但是現(xiàn)行的小型化供暖空調(diào)控制技術(shù)，卻難以彌補(bǔ)上述存在的各種技術(shù)缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種更加有利于物業(yè)管理和減少用戶使用費(fèi)用，同時(shí)具有節(jié)能、環(huán)保效果的太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，包括分別通過太陽能供熱管和地?zé)峁峁芘c用戶端相連的太陽能熱源和地源熱泵裝置，其中，所述地源熱泵裝置包括主機(jī)以及與所述主機(jī)相連并至少部分埋于地下的地埋管，所述太陽能供熱管還通過補(bǔ)熱管道與所述地埋管相連，所述太陽能供熱管、地?zé)峁峁?、地埋管和補(bǔ)熱管道上均至少包括供水管和回水管，且在所述補(bǔ)熱管道的供水管和回水管之間設(shè)有旁通調(diào)節(jié)閥。優(yōu)選地，所述太陽能供熱管、地?zé)峁峁堋⒌芈窆芎脱a(bǔ)熱管道上均設(shè)有調(diào)節(jié)閥門。優(yōu)選地，所述地埋管包括位于所述補(bǔ)熱管道與所述主機(jī)之間的混水管道。更優(yōu)選地，所述地埋管還包括分別與所述混水管道相連的集水換熱段和分水換熱段，其中，所述集水換熱段和分水換熱段內(nèi)部換熱介質(zhì)的取熱流動(dòng)方向與補(bǔ)熱流動(dòng)方向相反。優(yōu)選地，所述補(bǔ)熱管道分別通過第一、第二連接節(jié)點(diǎn)與所述太陽能供熱管的供水管和回水管相連，通過第三、第四連接節(jié)點(diǎn)與所述地埋管的供水管和回水管相連。進(jìn)一步，在所述太陽能熱源與所述第一連接節(jié)點(diǎn)之間的太陽能供熱管上設(shè)有向所述用戶端或所述補(bǔ)熱管道供水的第一循環(huán)泵。優(yōu)選地，在所述太陽能熱源與所述第二連接節(jié)點(diǎn)之間的太陽能供熱管上設(shè)有向所述太陽能熱源供水的第一循環(huán)泵。優(yōu)選地，所述混水管道上設(shè)有向主機(jī)供水的地源側(cè)循環(huán)泵。優(yōu)選地，所述控制機(jī)構(gòu)還包括控制單元，所述地?zé)峁峁苌显O(shè)有至少一個(gè)第二循環(huán)泵，所述的各個(gè)泵或閥的開閉由所述控制裝置的控制單元控制，并且，在所述太陽能熱源、用戶端、地下或地埋管中的一處或多處還設(shè)有與所述控制單元相連的溫度傳感器?；谏鲜黾夹g(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于本發(fā)明采用了太陽能與地源熱泵相結(jié)合的、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)的、集成式供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，因此本發(fā)明屬于可再生能源利用技術(shù)，其本身充分地利用了太陽能和地?zé)崮埽欠浅Ｇ鍧嵉墓├?暖)技術(shù)；本發(fā)明還能夠充分地滿足北方地區(qū)冬季供熱、夏季供冷及全年熱水需求；此外，本發(fā)明尤其適用于不長期居住的會(huì)所或遠(yuǎn)郊別墅建筑，并為其提供了既在居住時(shí)保證需求且節(jié)能環(huán)保的最佳解決方案，同時(shí)還可以在建筑不使用時(shí)主要采用太陽能進(jìn)行值班供暖；而且，本發(fā)明還具有高效節(jié)能、整體運(yùn)行費(fèi)用低、智能化自動(dòng)運(yùn)行、系統(tǒng)集成、 占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。


此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明處于秋季平衡工況時(shí)的流程框圖；圖3為本發(fā)明處于冬季防凍工況時(shí)的流程框圖。
具體實(shí)施例方式下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。參見圖1，其中示出本發(fā)明一種太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)
4施例，包括分別通過太陽能供熱管11、12和地?zé)峁峁?1、42與用戶端10相連的太陽能熱源1和地源熱泵裝置2，其中，所述地源熱泵裝置2包括主機(jī)20以及與所述主機(jī)20相連并至少部分埋于地下3的地埋管，本發(fā)明所述的太陽能供熱管還通過補(bǔ)熱管道31、32與所述地埋管相連，所述太陽能供熱管11、12、地?zé)峁峁?1、42、地埋管和補(bǔ)熱管道31、32上均至少包括供水管和回水管，且在所述補(bǔ)熱管道的供水管和回水管31、32之間設(shè)有旁通調(diào)節(jié)閥 TF。優(yōu)選地，所述地埋管包括位于所述補(bǔ)熱管道31、32與所述主機(jī)20之間的混水管道 51、52。進(jìn)一步，本發(fā)明所述太陽能供熱管、地?zé)峁峁?、混水管道，以及補(bǔ)熱管道上分別設(shè)有調(diào)節(jié)閥門F6、F4、F5，以及Fl和F3(其中Fl和F3分別位于補(bǔ)熱管道的供水管和回水管上)，并且均至少包括供水管11、41、51、31和回水管12、42、52、32，如圖1中所示。本發(fā)明所述的旁通調(diào)節(jié)閥TF，能夠有效地調(diào)節(jié)補(bǔ)熱管道31、32中供水管和回水管之間的水壓，防止供水管、回水管中流體壓力不平衡可能產(chǎn)生的回流現(xiàn)象。同時(shí)，能使得整體的管路設(shè)備在安全壓力下，正常運(yùn)行。此外，本發(fā)明的旁通調(diào)節(jié)閥TF還可以調(diào)節(jié)整個(gè)補(bǔ)熱管道及部分地埋管供、回水管中的水量，并在調(diào)節(jié)水量和水壓的同時(shí)，還可以調(diào)節(jié)水溫，使得整個(gè)控制機(jī)構(gòu)中的冷熱水能夠更加充分地的進(jìn)行熱量交換。在最短的時(shí)間內(nèi)，提高控制機(jī)構(gòu)的取熱效率。因此，本發(fā)明在補(bǔ)熱管道的供水管和回水管31、32之間設(shè)置的旁通調(diào)節(jié)閥TF，即能夠保障整個(gè)控制機(jī)構(gòu)的安全運(yùn)行，同時(shí)，還能夠提高本發(fā)明的工作效率，減少能源的浪費(fèi)。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明僅僅通過此種簡單的調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)，即可在降低運(yùn)行成本上達(dá)到預(yù)想不到的經(jīng)濟(jì)效果和安全效果。另一方面，本發(fā)明在地源熱泵裝置2進(jìn)行供暖空調(diào)的間歇時(shí)間，可以利用太陽能熱源1來提高地源側(cè)的溫度，從而在系統(tǒng)進(jìn)行地源側(cè)取熱時(shí)，能夠在所述混水管道51、52 上，將經(jīng)過太陽能加熱過的地源側(cè)高溫水(相對(duì)于未經(jīng)過太陽能加熱的地源側(cè)水而言，尤其相對(duì)于經(jīng)過連續(xù)幾個(gè)運(yùn)行季以后，溫度顯著降低的地源側(cè)水而言)供給地源熱泵主機(jī) 20，并最終使得地源熱泵主機(jī)20在冬季制熱運(yùn)行時(shí)的取熱效率，得到了最大化地提升，并保證了地源熱泵正常的制熱和高效的運(yùn)行。優(yōu)選地，所述混水管道上設(shè)有向主機(jī)20供水的地源側(cè)循環(huán)泵B5，如圖1所示，該地源側(cè)循環(huán)泵B5能夠直接并主動(dòng)地將經(jīng)過太陽能加熱過的地源側(cè)高溫水供給地源熱泵主機(jī) 20。并且，將地源側(cè)循環(huán)泵B5設(shè)置在向主機(jī)20供水的混水管道51上(而不是設(shè)置在集水換熱段21上，如圖1所示)，此種結(jié)構(gòu)不會(huì)使補(bǔ)熱管道31處產(chǎn)生逆流，而影響整個(gè)設(shè)備的正常運(yùn)行。進(jìn)一步，所述地埋管包括位于所述補(bǔ)熱管道31、32與所述主機(jī)20之間的混水管道 51、52以及分別與所述混水管道51、52相連的集水換熱段21和分水換熱段22。其中，集水換熱段21和分水換熱段22內(nèi)部換熱介質(zhì)的取熱流動(dòng)方向(如圖1中箭頭A3和A4所示方向)與補(bǔ)熱流動(dòng)方向(如圖1中箭頭Al和A2所示方向)相反。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述補(bǔ)熱管道32、32分別通過第一、第二連接節(jié)點(diǎn)P、Q與所述太陽能供熱管的供水管11和回水管12相連，通過第三、第四連接節(jié)點(diǎn)M、N與所述地埋管的供水管51和回水管52相連。通過此種結(jié)構(gòu)，使得本發(fā)明能夠在秋季等地源熱泵運(yùn)行的間隙時(shí)間，由太陽能1根據(jù)溫差經(jīng)由補(bǔ)熱管道32、32對(duì)地下3進(jìn)行間歇性地源補(bǔ)蓄熱。
優(yōu)選地，本發(fā)明的一種實(shí)施例如圖1所示，在所述太陽能1與所述第一連接節(jié)點(diǎn)P 之間的太陽能供熱管上設(shè)有向所述用戶端10或所述補(bǔ)熱管道供水的第一循環(huán)泵B3。進(jìn)一步，在所述主機(jī)20與所述第三連接節(jié)點(diǎn)M之間的混水管道上，設(shè)有向主機(jī)20供水的地源側(cè)循環(huán)泵B5。此種結(jié)構(gòu)使得本發(fā)明能夠用最少的泵體、在最低的運(yùn)營成本下分別實(shí)現(xiàn)太陽能 1對(duì)用戶端10單獨(dú)供熱、太陽能1對(duì)地源側(cè)的補(bǔ)蓄熱以及主機(jī)20對(duì)地源側(cè)取熱運(yùn)行等操作過程。類似地，本發(fā)明還可以采用另一種實(shí)施例，即在所述太陽能1與所述第二連接節(jié)點(diǎn)Q之間的太陽能供熱管上設(shè)有向所述太陽能1供水的第一循環(huán)泵B3(圖中未示出)。在所述主機(jī)20與所述第四連接節(jié)點(diǎn)N之間的混水管道上設(shè)有向分水換熱段22和集水換熱段 21供水的地源側(cè)循環(huán)泵B5。本實(shí)施例與上述實(shí)施例的區(qū)別在于，將所述循環(huán)泵B3和B5分別進(jìn)行了效果等同的位置調(diào)整。但同樣地，兩個(gè)實(shí)施例均采用了集水換熱段和分水換熱段內(nèi)部換熱介質(zhì)的取熱流動(dòng)方向與補(bǔ)熱流動(dòng)方向相反的技術(shù)方案，使得地源熱泵主機(jī)能夠采用逆流換熱的運(yùn)行方式，由此大大地提高了地埋管換熱器的取熱效率。使其遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于集水換熱段未進(jìn)行太陽能補(bǔ)蓄熱的工況或常規(guī)的正向補(bǔ)蓄熱換熱方式。另一方面，優(yōu)選地，所述地?zé)峁峁苌暇O(shè)有第二循環(huán)泵B4，所述的各個(gè)泵或閥的開閉由控制單元(圖中未示出)控制，本發(fā)明通過所述的控制單元來控制所述泵或閥的開閉，從而完成對(duì)用戶端10等系統(tǒng)外部設(shè)施的供熱以及對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部管道、設(shè)備的相應(yīng)操作。 所以，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)裝置系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的自動(dòng)控制。在本實(shí)施例中，上述各個(gè)供水管和回水管上均設(shè)有調(diào)節(jié)閥門，當(dāng)然，所述的調(diào)節(jié)閥門也可以設(shè)置在相應(yīng)管道的循環(huán)泵上。并且，在所述太陽能1、用戶端10、地下3或地埋管中的一處或多處還設(shè)有與所述控制單元相連的溫度傳感器。在本發(fā)明中，至少通過所述的各個(gè)溫度傳感器，分別測(cè)量出太陽能1處的溫度T0，用戶端10處的溫度T3，以及地源側(cè)溫度T5，并通過所述的控制單元將上述各處的檢測(cè)溫度與設(shè)定溫度進(jìn)行對(duì)比，從而完成相應(yīng)閥門和泵體的控制操作。具體地，下面將說明本發(fā)明的工作原理。本發(fā)明供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)的全年時(shí)間控制流程，主要分為秋季補(bǔ)蓄熱工況、冬季防凍值班工況和冬季供暖工況，相對(duì)應(yīng)的工作過程為A、參見圖2，當(dāng)進(jìn)入秋季補(bǔ)蓄熱工況時(shí)，通過本發(fā)明的控制系統(tǒng)同時(shí)或分別控制地源熱泵主機(jī)20停、地?zé)峁峁艿牡诙h(huán)泵B4停、地源側(cè)循環(huán)泵B5停、地?zé)峁峁荛yF4 關(guān)、地埋管閥F5關(guān)、太陽能供熱管的供水管閥F6關(guān)、太陽能供熱管的回水管閥F7關(guān)、補(bǔ)熱管道上的閥Fl開和閥F3開。此時(shí)，本發(fā)明便能夠通過所述地源側(cè)溫度傳感器自動(dòng)測(cè)量地源側(cè)周圍的土壤溫度 (或地埋管內(nèi)溫度)T5，如圖1所示，并將其與控制單元的設(shè)定溫度t5進(jìn)行比較；從而判斷出系統(tǒng)經(jīng)過了冬季、夏季運(yùn)行以后的排熱、取熱不平衡所造成地溫變化；并進(jìn)一步在太陽能較充沛的時(shí)間(例如下午13:00 15:00之間)利用富余的太陽能熱源進(jìn)行地溫補(bǔ)熱平 優(yōu)選地，如圖2所示，本發(fā)明將低溫蓄熱溫度區(qū)間的設(shè)定溫度t5設(shè)定為12 18°C。當(dāng)?shù)陀谠撛O(shè)定溫度t5的下限(例如T5 ( 12°C )時(shí)，此時(shí)控制單元啟動(dòng)設(shè)置在太陽能供熱管供水管上的泵B3，對(duì)地源側(cè)進(jìn)行補(bǔ)熱運(yùn)行；當(dāng)檢測(cè)到地源側(cè)溫度T5高于該設(shè)定溫度t5的上限(例如T5彡18°C )時(shí)，停止補(bǔ)熱。如上所述，本發(fā)明的地源側(cè)溫度T5可以為地下3的土壤溫度，也可以為地埋管中的溫度，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員不難理解，上述設(shè)定溫度t5的范圍以及地源側(cè)溫度T5的位置，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行不同的設(shè)置或變化。B、參見圖3，在建筑物處于冬季無人居住時(shí)，本發(fā)明的系統(tǒng)轉(zhuǎn)到采用太陽能值班的冬季防凍工況。此種工況既能夠保證間歇居住時(shí)的快速升溫，也能夠最大限度地節(jié)約能源并降低運(yùn)行費(fèi)用。在冬季防凍工況中，通過本發(fā)明的控制單元同時(shí)或分別控制地源熱泵主機(jī)20停、閥Fl和閥F3關(guān)、泵B4停、泵B5停、閥F4關(guān)、閥F5關(guān)、閥F6開、閥F7開、泵B3 開。本發(fā)明值班溫度傳感器檢測(cè)的溫度T3根據(jù)溫度采集點(diǎn)的設(shè)置可以分為兩種一種是設(shè)定為房間內(nèi)(例如用戶端10)的空氣溫度，另一種是設(shè)定為系統(tǒng)中太陽能供熱管回水管12主干管的溫度。值班防凍運(yùn)行的時(shí)間優(yōu)選為在每天下午13:00 16:00之間，利用太陽能將房間溫度提升到5 10°C，或?qū)⒅鞲晒芑厮疁囟忍嵘?5 20°C。圖3中所示過程，為利用太陽能將房間溫度提升到5 10°C，即T3彡5°C時(shí)B3開， 對(duì)地源側(cè)進(jìn)行補(bǔ)熱運(yùn)行；當(dāng)T5 ^ 10°C，停止補(bǔ)熱。如果T3設(shè)定為系統(tǒng)中太陽能供熱管回水管12主干管的溫度，則T3 ^ 15°C時(shí)B3開，對(duì)地源側(cè)進(jìn)行補(bǔ)熱運(yùn)行；當(dāng)T5彡20°C，停止補(bǔ)熱，圖中未示出。C、在冬季溫暖天氣，室外溫度較高，太陽能熱水的溫度TO大于40 45°C，本發(fā)明根據(jù)用戶需要自動(dòng)檢測(cè)并最大限度利用太陽能直接進(jìn)行采暖運(yùn)行，即由太陽能熱源1直接對(duì)用戶進(jìn)行供暖空調(diào)控制。節(jié)約能源、降低運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)減少地下取熱。此時(shí)，主機(jī)20停、 閥Fl和閥F3關(guān)、泵B4停、泵B5停、閥F4關(guān)、閥F5關(guān)，閥F6開、閥F7開、泵B3開。D、當(dāng)冬季太陽能不能夠單獨(dú)完全滿足供熱溫度要求時(shí)，地源熱泵主機(jī)20開啟，進(jìn)行制熱運(yùn)行，即由地源熱泵裝置2直接對(duì)用戶進(jìn)行供暖空調(diào)控制。如果太陽能熱水溫度TO 仍大于地源側(cè)溫度T5，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)為太陽能混水補(bǔ)熱模式(即主機(jī)20停、B4和B5停、F4 和F5關(guān)、F6和F7關(guān)，F(xiàn)l和F3開，B3開)，從而提高地源側(cè)溫度而提高的地源熱泵主機(jī)20 的制熱運(yùn)行效率，同時(shí)減少地下取熱。進(jìn)一步，參見圖1，所述混水補(bǔ)熱模式的工作過程為(1)在秋季補(bǔ)蓄熱工況時(shí)太陽能供水從集水換熱段21經(jīng)由埋于地下3中的地埋管路向分水換熱段22流動(dòng)(如圖1中箭頭Al和A2所示)，并與土壤進(jìn)行換熱。所以，在此過程中集水換熱段21周圍土壤的溫度大于分水換熱段22周圍土壤的溫度；并且進(jìn)一步，此時(shí)集水換熱段21周圍土壤的溫度也遠(yuǎn)大于該區(qū)域未進(jìn)行補(bǔ)蓄熱時(shí)的溫度。(2)在冬季運(yùn)行時(shí)地源熱泵的地源側(cè)循環(huán)水從分水換熱段22經(jīng)由埋于地下3中的地埋管路向集水換熱段21流動(dòng)(如圖1中箭頭A3和A4所示)，并與土壤進(jìn)行換熱。由于在上述補(bǔ)蓄熱工況中，集水換熱段21周圍土壤的溫度已經(jīng)由于太陽能的補(bǔ)蓄熱作用而得到大幅度提升；因此，當(dāng)冬季運(yùn)行時(shí)，沿箭頭A3、A4方向流動(dòng)的地源側(cè)循環(huán)水便會(huì)將集水換熱段21部分的溫度較高的換熱熱水直接供給地源熱泵的主機(jī)20。所以，上述過程使得地源熱泵主機(jī)20在冬季制熱運(yùn)行時(shí)的取熱效率，得到了最大化地提升，并保證了地源熱泵正常的制熱和高效的運(yùn)行。換言之，本發(fā)明所述的地源熱泵主機(jī)20在進(jìn)行逆流換熱(即取熱方向A3、A4與補(bǔ)熱方向Al、A2相反)運(yùn)行時(shí)，位于地下3 中的地埋管換熱器的取熱效率獲得了大幅度地提高，本發(fā)明該種工況下地源熱泵的取熱效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于集水換熱段21在未進(jìn)行太陽能補(bǔ)蓄熱工況或常規(guī)的正向循環(huán)水換熱工況下的取熱效率。所謂常規(guī)的正向循環(huán)水換熱方式為當(dāng)沒有補(bǔ)熱管道31、32時(shí)，在地緣側(cè)循環(huán)泵 B5的作用下，取熱方向?yàn)榧^A3、A4所示方向；此過程中，集水換熱段21周圍土壤的溫度會(huì)逐漸小于分水換熱段22周圍土壤的溫度。在經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)行后，地緣側(cè)的溫度會(huì)顯著下降，而地緣熱泵主機(jī)20進(jìn)一步取熱的方向仍然是箭頭A3、A4所示方向，即為所述的正向循環(huán)水換熱；但此過程中，由于直接向主機(jī)20供給熱水的集水換熱段21周圍土壤溫度已經(jīng)顯著下降，因此，主機(jī)20的取熱效率以及向用戶端10的供熱效率也會(huì)隨之顯著下降。對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明所述的換熱介質(zhì)水也可以采用乙二醇或其他傳熱媒介進(jìn)行混水或補(bǔ)熱，相應(yīng)的裝置結(jié)構(gòu)和工作原理與本發(fā)明采用水作為的換熱介質(zhì)均具有等同效果。通過采用本發(fā)明的集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，能夠以最少的太陽能投入，使地源熱泵地埋管換熱器數(shù)量減少20 30% ；而且，本發(fā)明還可根據(jù)環(huán)境情況與建筑需求進(jìn)行最優(yōu)化工況自動(dòng)運(yùn)行，從而進(jìn)一步地節(jié)約能源，降低運(yùn)行費(fèi)用。顯而易見，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，可以用本發(fā)明的一種太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，構(gòu)成各種類型的供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)。最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者對(duì)部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，其特征在于包括分別通過太陽能供熱管和地?zé)峁峁芘c用戶端(10)相連的太陽能熱源(1)和地源熱泵裝置O)，其中，所述地源熱泵裝置(2)包括主機(jī)00)以及與所述主機(jī)00)相連并至少部分埋于地下(3)的地埋管，所述太陽能供熱管還通過補(bǔ)熱管道與所述地埋管相連，所述太陽能供熱管、地?zé)峁峁?、地埋管和補(bǔ)熱管道上均至少包括供水管和回水管，且在所述補(bǔ)熱管道的供水管和回水管(31、32)之間設(shè)有旁通調(diào)節(jié)閥(TF)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所述太陽能供熱管、地?zé)峁峁堋⒌芈窆芎脱a(bǔ)熱管道上均設(shè)有調(diào)節(jié)閥門。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，其特征在于 所述地埋管包括位于所述補(bǔ)熱管道與所述主機(jī)OO)之間的混水管道。
4.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所述地埋管還包括分別與所述混水管道相連的集水換熱段和分水換熱段(22)，其中，所述集水換熱段和分水換熱段0 內(nèi)部換熱介質(zhì)的取熱流動(dòng)方向與補(bǔ)熱流動(dòng)方向相反。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所述補(bǔ)熱管道分別通過第一、第二連接節(jié)點(diǎn)(P、Q)與所述太陽能供熱管的供水管和回水管相連，通過第三、第四連接節(jié)點(diǎn)(M、N)與所述地埋管的供水管和回水管相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，其特征在于在所述太陽能熱源⑴與所述第一連接節(jié)點(diǎn)⑵之間的太陽能供熱管上設(shè)有向所述用戶端(10) 或所述補(bǔ)熱管道供水的第一循環(huán)泵(B3)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，其特征在于在所述太陽能熱源(1)與所述第二連接節(jié)點(diǎn)(Q)之間的太陽能供熱管上設(shè)有向所述太陽能熱源 (1)供水的第一循環(huán)泵(B3)。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所述混水管道上設(shè)有向主機(jī)OO)供水的地源側(cè)循環(huán)泵(B5)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，其特征在于所述控制機(jī)構(gòu)還包括控制單元，所述地?zé)峁峁苌显O(shè)有至少一個(gè)第二循環(huán)泵(B4)，所述的各個(gè)泵或閥的開閉由所述控制裝置的控制單元控制，并且，在所述太陽能熱源(1)、用戶端 (10)、地下C3)或地埋管中的一處或多處還設(shè)有與所述控制單元相連的溫度傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能地源熱泵集成供暖空調(diào)控制機(jī)構(gòu)，包括分別通過太陽能供熱管和地?zé)峁峁芘c用戶端相連的太陽能熱源和地源熱泵裝置，其中，所述地源熱泵裝置包括主機(jī)以及與所述主機(jī)相連并至少部分埋于地下的地埋管，所述太陽能供熱管還通過補(bǔ)熱管道與所述地埋管相連，所述太陽能供熱管、地?zé)峁峁?、地埋管和補(bǔ)熱管道上均至少包括供水管和回水管，且在所述補(bǔ)熱管道的供水管和回水管之間設(shè)有旁通調(diào)節(jié)閥。本發(fā)明在補(bǔ)熱管道的供水管和回水管31、32之間設(shè)置的旁通調(diào)節(jié)閥TF，即能夠保障整個(gè)控制機(jī)構(gòu)的安全運(yùn)行，同時(shí)，還能夠提高本發(fā)明的工作效率，減少能源的浪費(fèi)。經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)，本發(fā)明此種結(jié)構(gòu)在降低運(yùn)行成本上，能夠達(dá)到預(yù)想不到的經(jīng)濟(jì)效果。
文檔編號(hào)F24D15/00GK102506518SQ20111030743
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者呂建軍, 孟祥君 申請(qǐng)人:北京卡林新能源技術(shù)有限公司