太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)及控制方法，包括太陽能集熱單元、熱泵主機單元、地下?lián)Q熱器單元、室內末端單元和控制單元，所述太陽能集熱單元、地下?lián)Q熱器單元、室內末端單元分別與熱泵主機單元連接，所述控制單元分別與熱泵主機單元、地下?lián)Q熱器單元和室內末端單元連接。通過上述方式，本發(fā)明能夠實現(xiàn)冬季供暖、夏季制冷，冬季晴朗白天開啟太陽能熱泵供暖模式，在太陽輻照強度足夠時對多余熱量進行地下土壤儲能；冬季陰雨天和夜間開啟地源熱泵供暖模式，夏季開啟地源熱泵制冷模式，春、秋過渡季節(jié)開啟儲能模式，空調系統(tǒng)始終保持高效運行和連續(xù)供暖或制冷，最大限度節(jié)省能源，保持地下溫度場平衡。
【專利說明】太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)及控制方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及空調系統(tǒng)【技術領域】，特別是涉及一種太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)及控制方法。

【背景技術】
[0002]煤炭、石油、天然氣等化石燃料的大量使用和過度開采，造成了嚴重的環(huán)境污染和能源緊缺，環(huán)境污染和能源緊缺問題已成為威脅人類生存的頭等大事，對清潔能源的開發(fā)利用就顯得尤為重要。
[0003]太陽能由于受天氣影響大、連續(xù)性差，在陰雨天和夜間無法為室內供暖，因而限制了太陽能在供暖中的使用。
[0004]單一的地源熱泵空調系統(tǒng)在北方地區(qū)(冬季熱負荷〉夏季冷負荷)由于冷熱負荷的不均，從地下土壤抽取的熱量大于向地下土壤排放的熱量，導致突然熱不均衡，溫度持續(xù)下降，系統(tǒng)運行多年后效果將會越來越差，最后甚至不能正常工作。
[0005]上述的兩種單一系統(tǒng)均存在諸多缺陷，因此有必要提供一種太陽能與地源熱泵結合的空調系統(tǒng)，取長補短，合理補給，通過利用太陽能熱源可避免從地下土壤長期過度取熱，使土壤熱源有足夠的恢復周期，保持地下溫度場的平衡，地源熱泵的利用可克服太陽能熱泵受環(huán)境條件影響的缺陷，保障系統(tǒng)每天穩(wěn)定運行，并且提高系統(tǒng)綜合能源利用率。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)及控制方法，能夠實現(xiàn)冬季供暖、夏季制冷，高效、節(jié)能和環(huán)保，冬季晴朗白天供暖開啟太陽能熱泵供暖模式，在太陽輻照強度足夠的時候對多余的熱量進行地下土壤儲能；冬季陰雨天和夜間開啟地源熱泵供暖模式，夏季開啟地源熱泵制冷模式，春、秋過渡季節(jié)開啟儲能模式，空調系統(tǒng)始終保持高效運行，最大限度節(jié)省能源，并且保證系統(tǒng)連續(xù)供暖或制冷，保持地下溫度場平衡。
[0007]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是:提供一種太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)，包括:太陽能集熱單元、熱泵主機單元、地下?lián)Q熱器單元、室內末端單元和控制單元，所述太陽能集熱單元、地下?lián)Q熱器單元、室內末端單元分別與熱泵主機單元連接，所述控制單元與熱泵主機單元、地下?lián)Q熱器單元和室內末端單元連接，
其中熱泵主機單元,包括:第一電磁三通換向閥、第二電磁三通換向閥、第三電磁三通換向閥、第四電磁三通換向閥、壓縮機、四通換向閥、電子膨脹閥、第一板式換熱器和第二板式換熱器，所述第一電磁三通換向閥的I接口端與太陽能集熱單元中蒸發(fā)換熱器的出口端連接，第一電磁三通換向閥的II接口端與四通換向閥的I接口端連接，四通換向閥的I1、m、iv接口端分別與壓縮機的吸氣端、第二電磁三通換向閥的I接口端以及壓縮機的排氣端連接，第二電磁三通換向閥的II接口端與第一板式換熱器的氟管連接，第二電磁三通換向閥的III接口端與第二板式換熱器的氟管連接，第一板式換熱器的氟管另一端與第四電磁三通換向閥的II接口端連接，第二板式換熱器的氟管另一端與第四電磁三通換向閥的III接口端連接，第四電磁三通換向閥的I接口端與電子膨脹閥連接，電子膨脹閥的另一端與第三電磁三通換向閥的II接口端，第三電磁三通換向閥的I接口端與蒸發(fā)換熱器的入口端連接，第一電磁三通換向閥的III接口端、第三電磁三通換向閥的III接口端分別與第二板式換熱器的氟管兩端連接。
[0008]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述太陽能集熱單元包括:吸熱翅片、透明蓋板、保溫邊框和保溫背板，多個蒸發(fā)換熱器依次設置于多個吸熱翅片之間，多個吸熱翅片連接成整體，吸熱翅片上部設有透明蓋板，側邊設有保溫邊框，底部設有保溫背板。
[0009]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述地下?lián)Q熱器單元包括:地下埋管和第二水泵，地下埋管的出口與第二水泵連接，第二水泵的另一端與第二板式換熱器的水管一端連接，第二板式換熱器的水管另一端與地下埋管的入口端連接。
[0010]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述室內末端單元包括:室內空調末端和第一水泵，室內空調末端的出口與第一水泵連接，第一水泵的另一端與第一板式換熱器的水管一端連接，第一板式換熱器的水管另一端與室內空調末端的入口連接。
[0011]在本發(fā)明一個較佳實施例中，所述控制單元包括:控制器、第一溫度信號探頭和第二溫度信號探頭，第一溫度信號探頭設置于太陽能集熱蒸發(fā)器內，第二溫度信號探頭設置于第一板式換熱器的水管出口處，控制器通過導線分別與第一電磁三通換向閥、第二電磁三通換向閥、第三電磁三通換向閥、第四電磁三通換向閥、四通換向閥、第一水泵、第二水泵和壓縮機連接。
[0012]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另一個技術方案是:提供一種太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)的控制方法，包括如下控制模式:供暖模式、制冷模式和儲能模式:
一、供暖模式:控制器根據(jù)第一溫度信號探頭和第二溫度信號探頭的溫度信號，分為三種不同的供暖運行模式:
其中設Tb為太陽能集熱蒸發(fā)器的板芯溫度，Tbg、Tbd分別為太陽能集熱蒸發(fā)器的板芯預設的高溫和低溫，Tn為空調供水溫度，TNg、TNd分別為空調供水預設的高溫和低溫:
a、太陽能熱泵供暖運行模式:當Tbd< Tb < Tbg且TNd < Tn < TNg時，開啟第一電磁三通換向閥(I —II)、第二電磁三通換向閥(I —II)、第三電磁三通換向閥(II— I )、第四電磁三通換向閥(II— I )、第一水泵，關閉第二水泵；
b、太陽能熱泵供暖+儲能運行模式:當(Tb> Tbd且Tn > TNg)或(Tb > Tbg且1 > TNd)時，開啟第一電磁三通換向閥(I —II)、第二電磁三通換向閥(I —I1、III)、第三電磁三通換向閥(II — I )、第四電磁三通換向閥(ΙΙ、ΠΙ— I )、第一水泵和第二水泵；
C、地源熱泵供暖運行模式:當Tb < Tbd或Tn < TNd時，開啟第一電磁三通換向閥(III— II )、第二電磁三通換向閥(I — II )、第三電磁三通換向閥(II —III)、第四電磁三通換向閥(II — I )、第一水泵和第二水泵；
二、制冷模式:
在制冷運行模式下:開啟第一電磁三通換向閥(II —III)、第二電磁三通換向閥(II— I )、第三電磁三通換向閥(III—II)、第四電磁三通換向閥(I —II)、第一水泵和第二水泵，四通換向閥改變方向；
三、儲能模式: 在儲能運行模式下:當Tb > Tbg時，開啟第一電磁三通換向閥(I—II)、第二電磁三通換向閥(I —III)、第三電磁三通換向閥(II— I )、第四電磁三通換向閥(III— I )、第二水泵，四通換向閥方向與供暖模式相同；當Tb ( Tbg時，全部停機。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)及控制方法能夠實現(xiàn)冬季供暖、夏季制冷，高效、節(jié)能和環(huán)保，冬季晴朗白天供暖開啟太陽能熱泵供暖模式，在太陽輻照強度足夠的時候對多余的熱量進行地下土壤儲能；冬季陰雨天和夜間開啟地源熱泵供暖模式，夏季開啟地源熱泵制冷模式，春、秋過渡季節(jié)開啟儲能模式，空調系統(tǒng)始終保持高效運行，最大限度節(jié)省能源，并且保證系統(tǒng)連續(xù)供暖或制冷，保持地下溫度場平衡。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1是本發(fā)明的太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)一較佳實施例的結構示意圖；
圖2是圖1中太陽能集熱蒸發(fā)器的A-A向結構示意圖；
附圖中各部件的標記如下:1、太陽能集熱蒸發(fā)器，111、蒸發(fā)換熱器，112、吸熱翅片，113、透明蓋板，114、保溫邊框，115、保溫背板，2、第一電磁三通換向閥，3、第二電磁三通換向閥，4、第三電磁三通換向閥,5、第四電磁三通換向閥,6、壓縮機,7、四通換向閥,8、電子膨脹閥，9、第二板式換熱器，10、第二水泵，11、地下埋管，12、控制器，121、第一溫度信號探頭，122、第二溫度信號探頭，13、第一板式換熱器,14、第一水泵，15、室內空調末端，16、房間。

【具體實施方式】
[0015]下面將對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0016]請參閱圖1至圖2，本發(fā)明實施例包括:
一種太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)，包括:
太陽能集熱單元，包括:蒸發(fā)換熱器111、吸熱翅片112、透明蓋板113、保溫邊框114和保溫背板115，多個蒸發(fā)換熱器111依次設置于多個吸熱翅片112之間，多個吸熱翅片112連接成整體，吸熱翅片112上部設有透明蓋板113，側邊設有保溫邊框114，底部設有保溫背板 115。
[0017]熱泵主機單元，包括:第一電磁三通換向閥2、第二電磁三通換向閥3、第三電磁三通換向閥4、第四電磁三通換向閥5、壓縮機6、四通換向閥7、電子膨脹閥8、第一板式換熱器13和第二板式換熱器9，所述第一電磁三通換向閥2的I接口端與太陽能集熱單元中蒸發(fā)換熱器111的出口端連接，第一電磁三通換向閥2的II接口端與四通換向閥7的I接口端連接，四通換向閥7的I1、II1、IV接口端分別與壓縮機6的吸氣端、第二電磁三通換向閥3的I接口端以及壓縮機6的排氣端連接，第二電磁三通換向閥3的II接口端與第一板式換熱器13的氟管連接，第二電磁三通換向閥3的III接口端與第二板式換熱器9的氟管連接，第一板式換熱器13的氟管另一端與第四電磁三通換向閥5的II接口端連接，第二板式換熱器9的氟管另一端與第四電磁三通換向閥5的III接口端連接，第四電磁三通換向閥5的I接口端與電子膨脹閥8連接，電子膨脹閥8的另一端與第三電磁三通換向閥4的II接口端，第三電磁三通換向閥4的I接口端與蒸發(fā)換熱器111的入口端連接，第一電磁三通換向閥2的III接口端、第三電磁三通換向閥4的III接口端分別與第二板式換熱器9的氟管兩端連接。
[0018]地下?lián)Q熱器單元，包括:地下埋管11和第二水泵10，地下埋管11的出口與第二水泵10連接，第二水泵10的另一端與第二板式換熱器9的水管一端連接，第二板式換熱器9的水管另一端與地下埋管11的入口端連接。
[0019]室內末端單元，包括:室內空調末端15和第一水泵14，室內空調末端15的出口與第一水泵14連接，第一水泵14的另一端與第一板式換熱器13的水管一端連接，第一板式換熱器13的水管另一端與室內空調末端15的入口連接；所述室內空調末端15可采用風機盤管、暖氣片或地板輻射的方式，并且可以并聯(lián)多路。
[0020]控制單元，包括:控制器12、第一溫度信號探頭121和第二溫度信號探頭122，第一溫度信號探頭121設置于太陽能集熱蒸發(fā)器I內，第二溫度信號探頭122設置于第一板式換熱器13的水管出口處，控制器12通過導線分別與第一電磁三通換向閥2、第二電磁三通換向閥3、第三電磁三通換向閥4、第四電磁三通換向閥5、四通換向閥7、第一水泵14、第二水泵10和壓縮機6連接。
[0021]所述太陽能集熱單元、地下?lián)Q熱器單元、室內末端單元分別與熱泵主機單元連接在一起構成太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)，所述控制單元分別與熱泵主機單元、地下?lián)Q熱器單元和室內末端單元連接。
[0022]所述太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)的控制過程為:
所述控制器12上設有三種運行模式:供暖模式、制冷模式和儲能模式。
[0023]1、供暖模式:控制器12根據(jù)第一溫度信號探頭和第二溫度信號探頭的溫度信號，分為三種不同的供暖運行模式:
其中設Tb為太陽能集熱蒸發(fā)器I的板芯溫度，Tbg、Tbd分別為太陽能集熱蒸發(fā)器I的板芯預設的高溫和低溫，Tn為空調供水溫度，TNg、TNd分別為空調供水預設的高溫和低溫。
[0024]a、太陽能熱泵供暖運行模式:當Tm < Tb < Tbg且TNd < Tn < TNg時，放置在太陽能集熱蒸發(fā)器I內的第一溫度信號探頭121和放置在第一板式換熱器13水管出口處的第二溫度信號探頭通過信號線把溫度信號傳輸給控制器12，控制器12對溫度信號進行邏輯分析后通過導線發(fā)出以下控制指令:
開啟第一電磁三通換向閥2 (I —II)、第二電磁三通換向閥3 (I —II)、第三電磁三通換向閥4 (II—I)、第四電磁三通換向閥5 (II—I)、第一水泵14，關閉第二水泵10，此時太陽能作為低溫熱源，熱泵循環(huán)產生的冷凝熱全部用于供暖；
具體工作過程為:工質在太陽能集熱蒸發(fā)器I中吸收太陽能熱量后變成氣態(tài)，氣態(tài)工質經過第一電磁三通換向閥2 ( I — II)和四通換向閥7進入到壓縮機6變成高溫高壓的過熱氣態(tài)工質，高溫高壓的過熱氣態(tài)工質經第二電磁三通換向閥3 ( I —II)進入第一板式換熱器13冷凝成液態(tài)工質，冷凝熱全部用于室內供暖，冷凝后的液態(tài)工質經過第四電磁三通換向閥5 (II— I )進入到電子膨脹閥8，節(jié)流成低溫低壓的氣液兩相工質，低溫低壓的氣液兩相工質經過第三電磁三通閥4 (II — I )進入太陽能集熱蒸發(fā)器I吸收太陽能熱量變成氣態(tài)工質，完成一個熱泵工質循環(huán)，工質如此往復循環(huán)工作，此運行模式適用于太陽輻照強度適中的時刻。
[0025]b、太陽能熱泵供暖+儲能運行模式:當(Tb > Tbd且Tn > TNg)或(Tb > Tbg且^ >TNd)時，放置在太陽能集熱蒸發(fā)器I內的第一溫度信號探頭121和放置在第一板式換熱器13水管出口處的第二溫度信號探頭122通過信號線把溫度信號傳輸給控制器12，控制器12對溫度信號進行邏輯分析后通過導線發(fā)出以下控制指令:
開啟第一電磁三通換向閥2 (I—II)、第二電磁三通換向閥3 ( I — 11、111)、第三電磁三通換向閥4 (II—I )、第四電磁三通換向閥5 (I1、III—I )、第一水泵14和第二水泵10，此時太陽能作為低溫熱源，熱泵循環(huán)產生的冷凝熱一部分用于供暖，另一部分儲存于地下土壤；
具體工作過程:工質在太陽能集熱蒸發(fā)器I中吸收太陽能熱量后變成氣態(tài)，氣態(tài)工質經過第一電磁三通換向閥2(1— II)和四通換向閥7進入到壓縮機6變成高溫高壓的過熱氣態(tài)工質，高溫高壓的過熱氣態(tài)工質經第二電磁三通換向閥3 (I — II JII)分成兩路，一路高溫高壓的過熱氣態(tài)工質進入第一板式化熱器13冷凝成液態(tài)工質，冷凝熱用于室內供暖，另一路高溫高壓的過熱氣態(tài)工質進入第二板式換熱器9冷凝成液態(tài)工質，冷凝熱用于恢復地下土壤溫度，將熱量存儲于地下土壤，第一板式換熱器13和第二板式換熱器9冷凝后的液態(tài)工質通過第四電磁三通換向閥5 (II JI1-1 )進入電子膨脹閥8，節(jié)流成低溫低壓的氣液兩相工質，低溫低壓的氣液兩相工質經第三電磁三通換向閥4 (II— I ))進入太陽能集熱蒸發(fā)器I吸收太陽能熱量變成氣態(tài)工質，完成了一個熱泵工質循環(huán)，工質如此往復循環(huán)工作，此運行模式適用于太陽輻照強度較高的時刻。
[0026]C、地源熱泵供暖運行模式:當Tb < Tbd或Tn < TNd時，放置在太陽能集熱蒸發(fā)器I內的第一溫度信號探頭121和放置在第一板式換熱器13水管出口處的第二溫度信號探頭122通過信號線把溫度信號傳輸給控制器12，控制器12對溫度信號進行邏輯分析后通過導線發(fā)出以下控制指令:
開啟第一電磁三通換向閥2 (III—II)、第二電磁三通換向閥3 (I —II)、第三電磁三通換向閥4 (II—III)、第四電磁三通換向閥5 (II—I)、第一水泵14和第二水泵10;
具體工作過程:工質在第二板式換熱器9內吸收來自于地下土壤儲存的熱量后變成氣態(tài)，氣態(tài)工質經過第一電磁三通換向閥2 (III— II)和四通換向閥7進入壓縮機6變成高溫高壓的過熱氣態(tài)工質，高溫高壓的過熱氣態(tài)工質經第二電磁三通換向閥3 ( I —II)進入第一板式換熱器13冷凝成液態(tài)工質，冷凝熱全部用于室內供暖，冷凝后的液態(tài)工質經過第四電磁三通換向閥5 (II— I )進入電子膨脹閥8，節(jié)流成低溫低壓的氣液兩相工質，低溫低壓的氣液兩相工質經第三電磁三通換向閥4 (I1-1II)進入第二板式換熱器9吸收來自于地下土壤儲存的熱量后變成氣態(tài)工質，完成一個熱泵工質循環(huán)，工質如此往復循環(huán)工作，此運行模式適用于太陽輻照強度不足的時刻，例如晚上和陰雨天。
[0027]2、制冷模式:
在制冷運行模式下:控制器12通過導線發(fā)出以下控制指令，開啟第一電磁三通換向閥2 (II—III)、第二電磁三通換向閥3 (II—I )、第三電磁三通換向閥4 (III—II)、第四電磁三通換向閥5(1— II)、第一水泵14和第二水泵10，四通換向閥7改變方向。
[0028]具體工作過程:工質在第一板式換熱器13中吸收來自于房間的熱量后變成氣態(tài)工質，氣態(tài)工質經過第二電磁三通換向閥3 (II — I )和四通換向閥7進入壓縮機6變成高溫高壓的過熱氣態(tài)工質，高溫高壓的過熱氣態(tài)工質經第一電磁三通換向閥2 (II—III)進入第二板式換熱器9冷凝成液態(tài)工質，冷凝熱排入地下，冷凝后的液態(tài)工質經第三電磁三通換向閥4 (III— II)進入電子膨脹閥節(jié)8節(jié)流成低溫低壓的氣液兩相工質，低溫低壓的氣液兩相工質經第四電磁三通換向閥5(1— II)進入第一板式換熱器13吸收來自房間16的熱量后變成氣態(tài)工質，完成一個制冷循環(huán)，工質如此往復循環(huán)工作。
[0029]3、儲能模式:
在儲能運行模式下:當Tb > Tbg時，放置在太陽能集熱蒸發(fā)器I內的第一溫度信號探頭121通過信號線把溫度信號傳輸給控制器12，控制器12對溫度信號進行邏輯分析后通過導線發(fā)出以下控制指令:
開啟第一電磁三通換向閥(I —II)、第二電磁三通換向閥(I —III)、第三電磁三通換向閥(II— I )、第四電磁三通換向閥(III— I )、第二水泵，四通換向閥方向與供暖模式相同；此時太陽能作為低溫熱源，熱泵循環(huán)產生的冷凝熱全部用于地下土壤溫度的恢復和儲倉泛；
具體工作過程:工質在太陽能集熱蒸發(fā)器I中吸收太陽能熱量后變成氣態(tài)，氣態(tài)工質經過第一電磁三通換向閥2(1— II)和四通換向閥7進入到壓縮機6變成高溫高壓的過熱氣態(tài)工質，高溫高壓的過熱氣態(tài)工質經第二電磁三通換向閥3 ( I —III)進入第二板式換熱器9冷凝成液態(tài)工質，冷凝熱全部用于地下土壤溫度的恢復和儲能，冷凝后的液態(tài)工質經過第四電磁三通換向閥5 (III— I )進入到電子膨脹閥8，節(jié)流成低溫低壓的氣液兩相工質，低溫低壓的氣液兩相工質經過第三電磁三通閥4 (II— I )進入太陽能集熱蒸發(fā)器I吸收太陽能熱量變成氣態(tài)工質，完成一個熱泵工質循環(huán)，工質如此往復循環(huán)工作，此運行模式適用于春、秋過渡季節(jié)地下土壤溫度的恢復和儲能。
[0030]本發(fā)明太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)及控制方法的有益效果是:
一、實現(xiàn)了冬季連續(xù)供暖、夏季制冷的高效空調系統(tǒng)，特別適合我國北方地區(qū)使用；
二、冬季供暖中，晴天時系統(tǒng)采用太陽能熱泵供暖，當太陽輻照強度較大時，系統(tǒng)自動將多余熱量儲存于地下，晚上和陰雨天時系統(tǒng)自動切換為地源熱泵供暖，保證冬季供暖的連續(xù)性和高效性；
三、系統(tǒng)利用太陽能熱源可避免從地下土壤長期過度取熱，使土壤熱源有足夠的恢復周期，保持地下溫度場的平衡，地源熱泵的利用能克服太陽能熱泵受環(huán)境條件影響的缺陷，保障系統(tǒng)每天穩(wěn)定運行；
四、在北方地區(qū)，以供暖取熱為主，夏季空調放熱負荷遠小于冬季取熱負荷，造成全年的取/放熱不平衡，運行幾年后會造成土壤溫度失衡，系統(tǒng)崩潰，而本發(fā)明的系統(tǒng)由于有太陽能的補熱，使得全年取/放熱平衡；
五、將平板太陽能集熱板中的集熱板芯與熱泵蒸發(fā)器制成一體形成管翼式蒸發(fā)器，蒸發(fā)換熱均勻充分，整個集熱板芯表面溫度均勻，大大降低了表面熱遷移損失，同時汽液相變換熱是對流換熱的幾十倍，相對太陽能集熱系統(tǒng)效率極高；
六、采用制冷劑(R134a等)作為熱泵工質，制冷劑的冰點溫度為-100°C左右，徹底解決了平板太陽能集熱器的冬季防凍問題。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其它相關的【技術領域】，例如，增加熱回收裝置，采用串聯(lián)或并聯(lián)的形式制取熱水等，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內。
【權利要求】
1.一種太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)，其特征在于，包括:太陽能集熱單元、熱泵主機單元、地下?lián)Q熱器單元、室內末端單元和控制單元，所述太陽能集熱單元、地下?lián)Q熱器單元、室內末端單元分別與熱泵主機單元連接，所述控制單元與熱泵主機單元、地下?lián)Q熱器單元和室內末端單元連接， 其中熱泵主機單元,包括:第一電磁三通換向閥、第二電磁三通換向閥、第三電磁三通換向閥、第四電磁三通換向閥、壓縮機、四通換向閥、電子膨脹閥、第一板式換熱器和第二板式換熱器，所述第一電磁三通換向閥的I接口端與太陽能集熱單元中蒸發(fā)換熱器的出口端連接，第一電磁三通換向閥的II接口端與四通換向閥的I接口端連接，四通換向閥的I1、m、iv接口端分別與壓縮機的吸氣端、第二電磁三通換向閥的I接口端以及壓縮機的排氣端連接，第二電磁三通換向閥的II接口端與第一板式換熱器的氟管連接，第二電磁三通換向閥的III接口端與第二板式換熱器的氟管連接，第一板式換熱器的氟管另一端與第四電磁三通換向閥的II接口端連接，第二板式換熱器的氟管另一端與第四電磁三通換向閥的III接口端連接，第四電磁三通換向閥的I接口端與電子膨脹閥連接，電子膨脹閥的另一端與第三電磁三通換向閥的II接口端，第三電磁三通換向閥的I接口端與蒸發(fā)換熱器的入口端連接，第一電磁三通換向閥的III接口端、第三電磁三通換向閥的III接口端分別與第二板式換熱器的氟管兩端連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽能集熱單元包括:吸熱翅片、透明蓋板、保溫邊框和保溫背板，多個蒸發(fā)換熱器依次設置于多個吸熱翅片之間，多個吸熱翅片連接成整體，吸熱翅片上部設有透明蓋板，側邊設有保溫邊框，底部設有保溫背板。
3.根據(jù)權利要求1所述的太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)，其特征在于，所述地下?lián)Q熱器單元包括:地下埋管和第二水泵，地下埋管的出口與第二水泵連接，第二水泵的另一端與第二板式換熱器的水管一端連接，第二板式換熱器的水管另一端與地下埋管的入口端連接。
4.根據(jù)權利要求1所述的太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)，其特征在于，所述室內末端單元包括:室內空調末端和第一水泵，室內空調末端的出口與第一水泵連接，第一水泵的另一端與第一板式換熱器的水管一端連接，第一板式換熱器的水管另一端與室內空調末端的入口連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元包括:控制器、第一溫度信號探頭和第二溫度信號探頭，第一溫度信號探頭設置于太陽能集熱蒸發(fā)器內，第二溫度信號探頭設置于第一板式換熱器的水管出口處，控制器通過導線分別與第一電磁三通換向閥、第二電磁三通換向閥、第三電磁三通換向閥、第四電磁三通換向閥、四通換向閥、第一水泵、第二水泵和壓縮機連接。
6.一種太陽能熱泵和地源熱泵聯(lián)合空調系統(tǒng)的控制方法，包括如下控制模式:供暖模式、制冷模式和儲能模式: 一、供暖模式:控制器根據(jù)第一溫度信號探頭和第二溫度信號探頭的溫度信號，分為三種不同的供暖運行模式: 其中設Tb為太陽能集熱蒸發(fā)器的板芯溫度，Tbg、Tbd分別為太陽能集熱蒸發(fā)器的板芯預設的高溫和低溫，Tn為空調供水溫度，TNg、TNd分別為空調供水預設的高溫和低溫: a、太陽能熱泵供暖運行模式:當Tbd< Tb < Tbg且TNd < Tn < TNg時，開啟第一電磁三通換向閥(I —II)、第二電磁三通換向閥(I —II)、第三電磁三通換向閥(II— I )、第四電磁三通換向閥(II— I )、第一水泵，關閉第二水泵； b、太陽能熱泵供暖+儲能運行模式:當(Tb> Tbd且Tn > TNg)或(Tb > Tbg且1 > TNd)時，開啟第一電磁三通換向閥(I — II)、第二電磁三通換向閥(I — π、ιπ)、第三電磁三通換向閥(II — I )、第四電磁三通換向閥(π、ιπ— I )、第一水泵和第二水泵； C、地源熱泵供暖運行模式:當Tb < Tbd或Tn < TNd時，開啟第一電磁三通換向閥(III— II )、第二電磁三通換向閥(I — II )、第三電磁三通換向閥(II —III)、第四電磁三通換向閥(II — I )、第一水泵和第二水泵； 二、制冷模式: 在制冷運行模式下:開啟第一電磁三通換向閥(II—III)、第二電磁三通換向閥(II— I )、第三電磁三通換向閥(III—II)、第四電磁三通換向閥(I —II)、第一水泵和第二水泵，四通換向閥改變方向； 三、儲能模式: 在儲能運行模式下:當Tb > Tbg時，開啟第一電磁三通換向閥(I—II)、第二電磁三通換向閥(I —III)、第三電磁三通換向閥(II— I )、第四電磁三通換向閥(III— I )、第二水泵，四通換向閥方向與供暖模式相同；當Tb ( Tbg時，全部停機。
【文檔編號】F24F11/00GK104132415SQ201410407306
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權日:2014年8月19日
【發(fā)明者】蔣綠林, 姜欽青 申請人:常州?？ㄌ柲軣岜糜邢薰?br>