專利名稱：多源熱泵調(diào)溫裝置及節(jié)能控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多源熱泵調(diào)溫裝置及節(jié)能控制方法，屬于空調(diào)技術(shù)領(lǐng)域，主要適用于不具備集中供暖的中小型エ廠、鄉(xiāng)村別墅和農(nóng)村用戶。
背景技術(shù)：
能源與環(huán)境問(wèn)題是當(dāng)今世界所面臨的兩大問(wèn)題，2007年我國(guó)城鄉(xiāng)建筑面積達(dá)到了420億平方米，其中農(nóng)村建筑面積234億平方米，建筑能耗在我國(guó)能源消耗總量中的比例達(dá)到了 27.6%，大部分用于空調(diào)采暖。國(guó)家進(jìn)行城鎮(zhèn)化建設(shè)需要大量的建設(shè)資金和漫長(zhǎng)的周期，多數(shù)農(nóng)民在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)依然維持獨(dú)門獨(dú)戶的居住現(xiàn)狀。改革開(kāi)放使農(nóng)村居住條件有了較大改善，80%農(nóng)戶設(shè)有深水井，污水沉淀池，安裝了土暖氣或地暖，10%富裕家庭還安裝了家用空調(diào)。但水井的単一用途，空調(diào)的高投入和高電耗，農(nóng)村利用率很低；多數(shù)土暖氣采用蜂 窩煤簡(jiǎn)易鍋爐熱水自然循環(huán)，煙塵和爐渣排放污染嚴(yán)重，冬季供暖不足，夏季不能降溫。無(wú)法從根本上改善農(nóng)村居住舒適條件。在全國(guó)推廣低碳循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加快節(jié)能減排技術(shù)改造的今天，天然氣(沼氣)已進(jìn)入城鎮(zhèn)，而地源熱泵和水源熱泵也僅在大城市新建住宅中得到了部分應(yīng)用，農(nóng)村應(yīng)用還是空白。戶用水源和地源熱泵品種少，且一次性建設(shè)投資3-5萬(wàn)元農(nóng)民無(wú)法接受。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)當(dāng)前地源熱泵、水源熱泵和家用空氣源空調(diào)在北方農(nóng)村單獨(dú)使用投資大、冬季制熱能效低、庭院地質(zhì)要求高的不足之處，提供ー種充分利用可再生能源(地下水、排放的污水和蘊(yùn)藏在土壌中的低品位能源)為主，電加熱為輔的ー種適用于不具備集中供暖的中小型エ廠、鄉(xiāng)村別墅、廣大北方農(nóng)村戶用的多源熱泵調(diào)溫裝置及節(jié)能控制方法。本發(fā)明的目的是由以下方式實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的多源熱泵調(diào)溫裝置包括水冷空調(diào)熱泵機(jī)組、室溫控制器、高位水箱、散熱器、電加熱器、地下污水源換熱器、地源換熱器、管道循環(huán)泵、深井泵，其特征是水冷空調(diào)熱泵機(jī)組是由安裝在開(kāi)式箱體中的雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置構(gòu)成，雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置由雙壓縮機(jī)、四通換向閥、蒸發(fā)器、冷凝器、過(guò)濾器、單向閥、節(jié)流閥和溫控元件相互連接組成，在壓縮機(jī)、四通換向閥上連接有空調(diào)控制器，開(kāi)式箱體中裝有防凍液，雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置運(yùn)行發(fā)熱單元和熱管路浸泡在防凍液中，雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置的蒸發(fā)器安裝在一個(gè)密閉的容器中構(gòu)成蒸發(fā)換熱器，雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置的冷凝器安裝在開(kāi)式箱體的下部，構(gòu)成冷凝換熱器，在冷凝換熱器的箱體中設(shè)有銅盤管熱交換管，熱交換管與散熱器閉合連接，深井泵的出口管路與蒸發(fā)換熱器連接，蒸發(fā)換熱器的出水管路與地下污水源換熱器連接，污水源換熱器與地源換熱器連接，地源換熱器末端連接ー個(gè)噴淋冷卻器；深井泵的出口管路通過(guò)電磁閥組分別與冷凝器、蒸發(fā)器、散熱器和高位水箱連接，使得深井泵與蒸發(fā)換熱器、冷凝換熱器、散熱器形成相對(duì)獨(dú)立的三套凈水循環(huán)系統(tǒng)，室溫控制器與兩個(gè)壓縮機(jī)、四通換向閥、管道循環(huán)泵和電磁閥組電氣連接。所述水冷空調(diào)熱泵機(jī)組的做功原件是浸在冷凍液中的壓縮機(jī)和熱循環(huán)管路；所述散熱器和熱交換管構(gòu)成的水循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)有管道循環(huán)泵；所述地下污水源換熱器由纏繞在污水井內(nèi)的PE地暖管構(gòu)成；所述地下污水源換熱器與噴淋冷卻器之間連接有地源換熱器；所述地源換熱器由埋設(shè)在凍土層以下的金屬容器構(gòu)成。本發(fā)明的節(jié)能控制方法是將現(xiàn)有水井深水泵的出ロ管路與水冷空調(diào)熱泵機(jī)組蒸發(fā)換熱器連接，正常冬季節(jié)室溫控制器設(shè)置在常熱模式，熱泵機(jī)組切換到制熱エ況，蒸發(fā)換熱器吸收井水的熱量使壓縮機(jī)制冷液升溫氣化，同時(shí)水質(zhì)降溫變成深冷水，完成第一次熱交換；蒸發(fā)換熱器出水管路與地下污水源換熱器連接，深冷水流動(dòng)時(shí)吸收了地下污水管道、 地下污水池的余熱和土壤中的地源換熱器轉(zhuǎn)換的地?zé)嶙兂衫渌?，完成第二次熱交換；多路冷水在井口的噴淋冷卻器匯流混合后以扇狀噴淋，與水源井中自然上升的熱氣對(duì)流、與井壁淺層滲水混合變成溫水，完成第三次熱交換；滴落到水面的溫水在深水泵的虹吸下完成與深層水混合達(dá)到井水初始溫度，完成第四次熱交換；熱泵機(jī)組的冷凝器釋放的熱量通過(guò)防凍液傳導(dǎo)給銅盤管，銅盤管中的水質(zhì)吸收防凍液熱量，變成采暖熱水，在管道循環(huán)泵的驅(qū)動(dòng)下不斷的將熱水送到室內(nèi)各散熱器，散熱器回水再回到冷凝換熱器二次加熱，以此實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供暖；寒冬季節(jié)室溫控制器設(shè)置在強(qiáng)熱模式，熱泵機(jī)組啟動(dòng)雙機(jī)工作制熱，如果室溫控制器的測(cè)溫元件檢測(cè)達(dá)不到室內(nèi)溫度，冷凝換熱器中設(shè)置的電加熱裝置將自動(dòng)啟動(dòng)，電加熱由熱水溫度和時(shí)鐘控制器雙重控制，PLC優(yōu)先選擇在用電谷段啟動(dòng)；正常夏季室溫控制器設(shè)置在常冷模式，熱泵機(jī)組和循環(huán)泵不工作，深井泵將冷水直接送入室內(nèi)各散熱器，散熱器釋放冷量降低室溫，吸熱后變成的溫水陸續(xù)進(jìn)入污水源、地源換熱器釋放熱量，管道節(jié)流、金屬容器內(nèi)膨脹制冷、噴淋、空氣中散熱多次降溫后，接近井水溫度返回到井底。炎熱盛夏室溫控制器設(shè)置在強(qiáng)冷模式，熱泵機(jī)組自動(dòng)切換到制冷エ況工作，循環(huán)泵工作，冷凝換熱器快速釋放冷量降低防凍液溫度，防凍液不斷將冷量傳導(dǎo)給銅盤管，使銅盤管內(nèi)循環(huán)水變成深冷水供給室內(nèi)散熱器，快速降低室內(nèi)溫度。熱泵機(jī)組通過(guò)制冷劑循環(huán)將熱量送到蒸發(fā)換熱器中，密閉容器中的水吸熱變成熱水，一路供給生活使用，一路經(jīng)過(guò)常冷模式相同方式多次降溫后，再回流到井底。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下I、該裝置利用家用空調(diào)改裝熱泵，將水源熱泵、地源熱泵、空氣源熱泵技術(shù)優(yōu)化組合，ー套裝置即完成了深層地下水、污水和淺層土壤的低品位能量回收，又將熱泵空調(diào)機(jī)組運(yùn)行發(fā)熱能量回收利用，其制備的冷量和熱量同時(shí)回收利用，其能效比(EER)高于任何単一熱泵，在內(nèi)蒙古和河北地區(qū)冬季運(yùn)行測(cè)試能效比可達(dá)到6以上。2、地源換熱器和水源換熱器都是利用的土壌和水體中儲(chǔ)藏的太陽(yáng)能資源，屬于可再生的清潔能源。3、深層井水溫度與地表空氣溫差大，波動(dòng)小，使熱泵運(yùn)行更穩(wěn)定可靠，解決了寒冷冬季家用空調(diào)不能開(kāi)機(jī)和夏季反復(fù)除霜増加耗電的技術(shù)難題；克服了冬季地源熱泵制熱能效低的缺點(diǎn)。4、該裝置用一眼水井，替代水源熱泵的四眼水井(需要新增三眼以上回流水井)，打井投資節(jié)約3/4，地源換熱器埋深I(lǐng). 5-2m，僅為地埋管換熱器埋深的1/2，管道用量減少1/3，節(jié)約地理管投資1/3。熱泵裝置多數(shù)利用舊空調(diào)節(jié)能改造，同面積供暖與新購(gòu)熱泵機(jī)組投資比較減少4/5。一次性綜合投資是水源熱泵空調(diào)的1/3，地理管地源熱泵空調(diào)的1/4，空氣源熱泵空調(diào)的1/5。全年運(yùn)行費(fèi)用僅為三項(xiàng)平均費(fèi)用的1/2。5、該裝置體積小，熱泵機(jī)組蒸發(fā)和冷凝換熱器集成設(shè)計(jì)，可分列和立體疊加組合安裝，僅需家用冰箱空間，節(jié)省了建筑面積；多単元地源換熱器和撓性地暖管可以任意埋設(shè)，不擾動(dòng)建筑地基，不占用地表面積，也不影響庭院種植和美觀。采用地暖管做散熱器舒適性好、即整潔美觀又節(jié)省居室面積，。6、該裝置具有多種實(shí)用功能。為居室冬季供暖、夏季降溫，提供生活和洗浴熱水，提供溫水灌溉還可提高蔬菜產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品位。7、該裝置的節(jié)能控制采用PLC人機(jī)對(duì)話，面板按鈕和遙控雙模式操作。冬季制熱設(shè)計(jì)了常熱和強(qiáng)熱兩種模式，熱泵、循環(huán)泵、電加熱根據(jù)室溫要求自動(dòng)控制，熱泵制熱和電加熱采用了時(shí)鐘控制器切換，充分利用了 23:00-7:00波谷優(yōu)惠電價(jià)。夏季制冷設(shè)置了常冷 和強(qiáng)冷兩種模式。夏季灌溉和生活用水量越大，熱泵制冷能效比越高。冬季污水排放量越多，熱泵制熱效果越好。7、該裝置回收利用城市垃圾(廢棄物)，有利于環(huán)境保護(hù)。隨著城鎮(zhèn)居民生活水平的提高和電價(jià)上漲，城鎮(zhèn)辦公和居民早期安裝的空氣源定頻空調(diào)陸續(xù)被節(jié)能型變頻空調(diào)取代，目前拆下的空調(diào)多數(shù)流入舊家電市場(chǎng)被解體賣銅，即造成了二次冶煉的能源浪費(fèi)，又增加了氣體和固體廢棄物排放污染。利丨日空調(diào)改裝熱泵，即降低了熱泵成本又減少了對(duì)環(huán)境的污染。


圖I為本發(fā)明的多源熱泵調(diào)溫裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明節(jié)能控制電氣原理圖。
具體實(shí)施例方式參照附圖I，本發(fā)明包括深水井I、深水泵2、止回閥3和8、電磁閥組、循環(huán)泵9、室溫控制器10、水冷空調(diào)熱泵機(jī)組11、冷凝換熱器12、電加熱器13、散熱器14、高位水箱15、自動(dòng)補(bǔ)水閥16、止回閥17、室內(nèi)熱水閥18、室外熱水閥22、給水分配器23、污水管道24、換熱管道25、地下污水源換熱器26、污水井27、地源換熱器28、調(diào)溫閥29、洗浴噴頭30、蒸發(fā)換熱器31、壓カ平衡罐32、回水分配器33組成。電磁閥組包括電磁閥4、5、6、7、19、20、21，水冷空調(diào)熱泵機(jī)組是由安裝在開(kāi)式箱體中的雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置，箱體中灌充防凍液，使雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置的發(fā)熱單元全部浸泡在防凍液中。雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置的蒸發(fā)器安裝在ー個(gè)密閉容器中與殼程水質(zhì)構(gòu)成蒸發(fā)換熱器，雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置的冷凝器安裝在開(kāi)式箱體中與銅盤管、冷凍液構(gòu)成冷凝換熱器，在冷凝換熱器的箱體中的銅盤管與散熱器14閉合連接，在散熱器和銅盤管構(gòu)成的水循環(huán)系統(tǒng)中設(shè)有循環(huán)泵9，在散熱器9兩端的進(jìn)水和回水管路上分別設(shè)有給水電磁閥19、止回閥8和回水電磁閥7 ;深水泵2安裝在水源井I中，深水泵2的出ロ管路通過(guò)電磁閥4與蒸發(fā)換熱器31連接，蒸發(fā)換熱器的出水管路通過(guò)ー個(gè)電磁閥21、給水分配器23與地下污水源換熱器26連接，地下污水源換熱器26為地暖管，其纏繞在地下污水管道24外側(cè)和地下污水池27內(nèi)部，并且與地源換熱器28連接，地源換熱器28與一個(gè)噴淋冷卻器33連接，噴淋冷卻器33安裝在水源井I的井口上，向水源井內(nèi)噴淋回水；深水泵2的出口管路通過(guò)ー組電磁閥組6連接到散熱器14和高位水箱15，構(gòu)成獨(dú)立的水循環(huán)回路和補(bǔ)水系統(tǒng)，室溫控制器10連接循環(huán)泵9、水冷空調(diào)裝置的壓縮機(jī)、四通閥和電磁閥組，對(duì)其進(jìn)行電氣控制。本發(fā)明的工作原理和節(jié)能控制方法是將現(xiàn)有水井深水泵2的出ロ管路與水冷空調(diào)熱泵機(jī)組11蒸發(fā)換熱器連接，正常冬季節(jié)室溫控制器10設(shè)置在常熱模式，熱泵機(jī)組11切換到制熱エ況，蒸發(fā)換熱器31吸收井水的熱量使冷媒升溫氣化，同時(shí)水質(zhì)降溫變成深冷水，完成第一次熱交換；蒸發(fā)換熱器出水管路與地下污水源換熱器26連接，深冷水流動(dòng)時(shí)吸收了地下污水管道24、地下污水池27的余熱(冬季排放污水溫度在15-20°C)和土壤中的地?zé)?地源換熱器28)變成冷水，完成第二次熱交換；多路冷水在井ロ的噴淋冷卻器33匯流混合后以扇狀噴淋，與水源井中自然上升的熱氣對(duì)流、與井壁淺層滲水混合變成溫水，完成第三次熱交換；滴落到水面的溫水在潛水泵的虹吸下完成與深層水混合達(dá)到井水初始溫度，完成第四次熱交換。熱泵機(jī)組11的冷凝器釋放的熱量通過(guò)防凍液傳導(dǎo)給銅盤管，銅盤管中的水質(zhì)吸收防凍液熱量，變成采暖熱水，在管道循環(huán)泵9的驅(qū)動(dòng)下不斷的將熱水送到 室內(nèi)各散熱(冷)器14，散熱器回水再回到冷凝換熱器二次加熱，以此實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供暖。寒冬季節(jié)室溫控制器10設(shè)置在強(qiáng)熱模式，熱泵機(jī)組啟動(dòng)雙機(jī)工作制熱，如果測(cè)溫元件檢測(cè)溫度達(dá)不到室內(nèi)設(shè)定溫度，冷凝換熱器中設(shè)置的電加熱裝置將自動(dòng)啟動(dòng)，電加熱由熱水溫度和時(shí)鐘控制器雙重控制，PLC優(yōu)先在用電谷段啟動(dòng)。正常夏季室溫控制器10設(shè)置在常冷模式，熱泵機(jī)組和循環(huán)泵不工作，深井泵將冷水直接送入室內(nèi)各散熱器，散熱器釋放冷量降低室溫，吸熱后變成的溫水陸續(xù)進(jìn)入污水源、地源換熱器釋放熱量，管道節(jié)流、金屬容器內(nèi)膨脹制冷、噴淋、空氣中散熱多次降溫后，接近井水溫度返回到井底。炎熱盛夏室溫控制器設(shè)置在強(qiáng)冷模式，熱泵機(jī)組自動(dòng)切換到制冷エ況工作，循環(huán)泵工作，冷凝換熱器快速釋放冷量降低防凍液溫度，防凍液不斷將冷量傳導(dǎo)給銅盤管，使銅盤管內(nèi)循環(huán)水變成深冷水供給室內(nèi)散熱器，快速降低室內(nèi)溫度。熱泵機(jī)組通過(guò)制冷劑循環(huán)將熱量送到蒸發(fā)換熱器中，密閉容器中的水吸熱變成熱水，一路供給生活使用，一路經(jīng)過(guò)常冷模式相同方式多次降溫后，再回流到井底。由于夏季井水溫度與室外溫度梯度較大，室溫控制器10設(shè)定后會(huì)自動(dòng)切換電磁閥組4、5、6、7到常冷模式此時(shí)井水通過(guò)6直接進(jìn)入14-19-20-21進(jìn)入污水源換熱器26 (不經(jīng)過(guò)電磁閥4-蒸發(fā)換熱器31)，熱泵機(jī)組11和循環(huán)泵9自動(dòng)停機(jī)，僅有深水泵工作便可滿足正常夏季室內(nèi)降溫(5-10°C)要求。只有在盛夏，才需要設(shè)置室溫控制器到強(qiáng)冷模式。夏季散熱器14回流溫水另ー支路與各生活用熱水點(diǎn)連接，保證了夏季使用溫水需要。蒸發(fā)換熱器31制備的熱水另一路與淋浴器連接，保證了洗浴熱水需要。夏季溫水和熱水用量越大熱泵機(jī)組制冷能效比越高。室外排水閥22用于庭院灌溉，通過(guò)常冷和強(qiáng)冷運(yùn)行排出的溫水和熱水用于植物澆灌可加快蔬菜早熟，提高產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。散熱器14的水量由于室內(nèi)溫水使用會(huì)減少，高位水箱自動(dòng)補(bǔ)水閥根據(jù)水位變化自動(dòng)補(bǔ)充，冬季高位水箱還可以起到暖氣排氣和恒壓功能。逆止閥17保證了常冷運(yùn)行模式高位水箱不溢流，逆止閥3保證了突然停電時(shí)系統(tǒng)水不回流到井內(nèi)。逆止閥3和8同時(shí)保證潛水泵2和循環(huán)泵9不產(chǎn)生倒轉(zhuǎn)造成啟動(dòng)過(guò)負(fù)荷。經(jīng)過(guò)深井泵、熱泵機(jī)組、管道循環(huán)泵的三個(gè)系統(tǒng)循環(huán)，將低品位冷熱能源轉(zhuǎn)變成調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度的高品位能源。由于三個(gè)系統(tǒng)均采用的是閉路循環(huán)，室溫調(diào)節(jié)全過(guò)程地下水無(wú)消耗(不考慮生活用水消耗)，無(wú)污染，熱泵機(jī)組占地面積小，地源和污水源換熱器地下埋設(shè)不影響庭院養(yǎng)殖和種植，地?zé)釄?chǎng)不受破壞。盡管北方四季分明，但是庭院自備深水井的水溫一年四季可穩(wěn)定在13-15°C。它冬季的熱量是夏季地表面受到太陽(yáng)輻射經(jīng)過(guò)季節(jié)周期傳導(dǎo)到地下儲(chǔ)存的。而夏季的冷量是冬天冷空氣經(jīng)過(guò)季節(jié)周期傳導(dǎo)儲(chǔ)存的。由于生活和種植用水消耗，使砂層內(nèi)的水體常年處于不斷流動(dòng)狀態(tài)，水體依靠巨大的深層地場(chǎng)換熱保持水溫的恒定。地源換熱器是利用了地理管將凍層以下土壌作為熱源/熱匯，冬季加熱流動(dòng)水，夏季冷卻流動(dòng)水。由于設(shè)置了若干個(gè)金屬容器不但増大了地源換熱面積。而且兼有膨脹閥功能，提高了冷卻效果。由于在污水管道外側(cè)綁扎和污水池內(nèi)側(cè)纏繞了地暖管，即將生活污水余熱全部回收，又降低了污水溫度，減少了污水揮發(fā)帶來(lái)的庭院空氣污染。所述戶用水源井為深度20-30m的雙水層普通飲用水井，安裝有約40m揚(yáng)程深井 栗。所述的噴淋冷卻器安裝于井ロ，配置可調(diào)水流型噴頭。所述地源換熱器為凍層以下埋設(shè)的若干個(gè)金屬常壓容器與管道組成；其間填充有相變蓄能材料。所述的地暖管道為導(dǎo)熱性能好，耐腐蝕對(duì)水質(zhì)無(wú)污染的PE-X管材，綁扎在污水管道外壁和纏繞在污水池內(nèi)壁的管路余熱回收單元。所述的熱泵機(jī)組為分體式空調(diào)器改制的水冷型雙壓縮機(jī)浸入式特殊熱泵機(jī)組。所述的室內(nèi)散熱器為現(xiàn)有的地暖管或散熱片。參照附圖2說(shuō)明該裝置的電氣保護(hù)方法。該裝置配電箱設(shè)有總漏電保護(hù)器46和接地保護(hù)；熱泵壓縮機(jī)設(shè)有過(guò)熱保護(hù)器36、37、過(guò)流保護(hù)器38、39 ;潛水泵和排水泵設(shè)有過(guò)熱保護(hù)器41、42和接地保護(hù)。參照附圖2說(shuō)明該裝置的具體控制方法。本發(fā)明的電氣單元包括第一壓縮機(jī)34、第二壓縮機(jī)35、過(guò)熱保護(hù)器36、37、過(guò)流保護(hù)器38、39、接線端子排40、潛水泵過(guò)熱保護(hù)器41、排水泵過(guò)熱保護(hù)器42、排水泵43、潛水泵2、回水電磁閥5、供水電磁閥4、冷水箱溫度表44、檢測(cè)電源插座45、漏電保護(hù)器46、排水泵開(kāi)關(guān)47、潛水泵開(kāi)關(guān)48、電加熱時(shí)鐘開(kāi)關(guān)49、冷熱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)50、電加熱溫控器51、循環(huán)泵開(kāi)關(guān)52、電加熱開(kāi)關(guān)53、熱泵開(kāi)關(guān)54、熱泵運(yùn)行指示燈55、電源指示燈56、熱水箱溫度表57、電加熱器13、溫控器傳感器58、循環(huán)泵9、常冷回水電磁閥7、常冷給水電磁閥19、室溫控制器10、1#壓縮機(jī)啟動(dòng)電容器59、1#壓縮機(jī)溫控開(kāi)關(guān)60、2#壓縮機(jī)啟動(dòng)電容器61、2#壓縮機(jī)溫控開(kāi)關(guān)62、四通換向閥63。常熱運(yùn)行操作方法室溫控制器10設(shè)定在常熱模式一漏電保護(hù)器46開(kāi)一電源指示燈56亮一冷熱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)50切換到熱擋一四通換向閥64得電打開(kāi)一熱泵開(kāi)關(guān)54開(kāi)一熱泵運(yùn)行指示燈55亮一兩臺(tái)壓縮機(jī)工作一熱泵換熱器工作；供水電磁閥4開(kāi)一回水電磁閥5開(kāi)一潛水泵開(kāi)關(guān)48開(kāi)一多源換熱器工作；循環(huán)泵開(kāi)關(guān)52開(kāi)一室溫低于設(shè)定溫度循環(huán)泵自動(dòng)啟動(dòng)低速運(yùn)行一空調(diào)換熱器處于常溫弱循環(huán)工作狀態(tài)。強(qiáng)熱運(yùn)行操作方法室溫控制器10設(shè)定在強(qiáng)熱模式一電加熱溫控器51設(shè)定在高溫段(50-80°C)—電加熱開(kāi)關(guān)53開(kāi)一電加熱器13工作一循環(huán)泵9自動(dòng)切換到高速運(yùn)行一空調(diào)換熱器處于高溫(熱泵和電雙重制熱)強(qiáng)循環(huán)工作狀態(tài)。常冷運(yùn)行操作方法室溫控制器10設(shè)定在常冷模式一漏電保護(hù)器46開(kāi)一電源指示燈56亮一常冷給水電磁閥19開(kāi)一常冷回水電磁閥7開(kāi)一回水電磁閥5開(kāi)一供水電磁閥4關(guān)一深水泵開(kāi)關(guān)48開(kāi)一空調(diào)換熱器和多源換熱器工作；熱泵開(kāi)關(guān)54關(guān)一熱泵換熱器停止工作。強(qiáng)冷運(yùn)行操作方法室溫控制器10設(shè)定在強(qiáng)冷模式一漏電保護(hù)器46開(kāi)一電源指示燈56亮一冷熱轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)50切換到冷擋一四通換向閥63關(guān)閉一熱泵開(kāi)關(guān)54開(kāi)一熱泵運(yùn)行指示燈55亮一兩臺(tái)壓縮機(jī)工作一熱泵換熱器工作；供水電磁閥4開(kāi)一回水電磁閥5開(kāi)一深井泵開(kāi)關(guān)48開(kāi)一多源換熱器工作；循環(huán)泵開(kāi)關(guān)52開(kāi)一室溫高于設(shè)定溫度循環(huán)泵自動(dòng)啟動(dòng)中速運(yùn)行一空調(diào)換熱器處于低溫中循環(huán)工作狀態(tài)。參照附圖2說(shuō)明該裝置的液位和壓カ控制方法。該裝置散熱器設(shè)有高位水箱用于系統(tǒng)排氣和膨脹儲(chǔ)水，當(dāng)用戶使用熱水吋，高位水箱水位下降，浮球閥自動(dòng)補(bǔ)水，以保證循環(huán)泵恒壓運(yùn)行，不會(huì)造成缺水運(yùn)行運(yùn)行損壞。深井水系統(tǒng)設(shè)有壓力平衡罐，達(dá)到設(shè)定壓力 深井泵自動(dòng)停機(jī)，壓カ罐保證恒壓供水和突然停電連續(xù)供水。
權(quán)利要求
1.一種多源熱泵調(diào)溫裝置，包括水冷空調(diào)熱泵機(jī)組、室溫控制器、高位水箱、散熱器、電加熱器、地下污水源換熱器、地源換熱器、管道循環(huán)泵、深井泵，其特征是水冷空調(diào)熱泵機(jī)組是由安裝在開(kāi)式箱體中的雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置構(gòu)成，雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置由雙壓縮機(jī)、四通換向閥、蒸發(fā)器、冷凝器、過(guò)濾器、單向閥、節(jié)流閥和溫控元件相互連接組成，在壓縮機(jī)、四通換向閥上連接有空調(diào)控制器，開(kāi)式箱體中裝有防凍液，雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置運(yùn)行發(fā)熱單元和管路浸泡在防凍液中，雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置的蒸發(fā)器安裝在一個(gè)密閉的容器中構(gòu)成蒸發(fā)換熱器，雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置的冷凝器安裝在開(kāi)式箱體的下部，構(gòu)成冷凝換熱器，在冷凝換熱器的箱體中設(shè)有銅盤管熱交換管，熱交換管與散熱器閉合連接，深井泵的出口管路與蒸發(fā)換熱器連接，蒸發(fā)換熱器的出水管路與地下污水源換熱器連接，污水源換熱器與地源換熱器連接，地源換熱器末端連接一個(gè)噴淋冷卻器；深井泵的出口管路通過(guò)電磁閥組分別與冷凝器、蒸發(fā)器、散熱器和高位水箱連接，使得深井泵與蒸發(fā)換熱器、冷凝換熱器、散熱器形成相對(duì)獨(dú)立的三套凈水循環(huán)系統(tǒng)，室溫控制器與兩個(gè)壓縮機(jī)、四通換向閥、管道循環(huán)泵和電磁閥組電氣連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多源熱泵調(diào)溫裝置，其特征是所述地下污水源換熱器由纏繞在污水井內(nèi)的PE地暖管構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多源熱泵調(diào)溫裝置，其特征是所述地下污水源換熱器與噴淋冷卻器之間連接有地源換熱器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多源熱泵調(diào)溫裝置，其特征是所述地源換熱器由埋設(shè)在凍土層以下的金屬容器構(gòu)成。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求I所述的多源熱泵調(diào)溫裝置的節(jié)能控制方法，其特征是將現(xiàn)有水井深井泵的出口管路與水冷空調(diào)熱泵機(jī)組蒸發(fā)換熱器連接，正常冬季室溫控制器設(shè)置在常熱模式，熱泵機(jī)組切換到制熱工況，蒸發(fā)換熱器吸收井水的熱量使壓縮機(jī)制冷劑升溫氣化，同時(shí)水質(zhì)降溫變成深冷水，完成第一次熱交換；蒸發(fā)換熱器出水管路與地下污水源換熱器連接，深冷水流動(dòng)時(shí)吸收了地下污水管道、地下污水池的余熱和土壤中的地源換熱器轉(zhuǎn)換的地?zé)嶙兂衫渌?，完成第二次熱交換；多路冷水回到井口匯流混合后以扇狀向井下噴淋，與深水井中自然上升的熱氣對(duì)流、與井壁淺層滲水混合變成溫水，完成第三次熱交換；滴落到水面的溫水在深井泵的虹吸下完成與深層水混合達(dá)到井水初始溫度，完成第四次熱交換；熱泵機(jī)組的冷凝器釋放的熱量通過(guò)防凍液傳導(dǎo)給銅盤管，銅盤管中的水質(zhì)吸收防凍液熱量，變成采暖熱水，在管道循環(huán)泵的驅(qū)動(dòng)下不斷的將熱水送到室內(nèi)各散熱器，散熱器回水再回到冷凝換熱器二次加熱，以此實(shí)現(xiàn)室內(nèi)供暖；寒冬季節(jié)室溫控制器設(shè)置在強(qiáng)熱模式，熱泵機(jī)組啟動(dòng)雙機(jī)工作制熱，如果室溫控制器的檢測(cè)元件判定達(dá)不到室內(nèi)設(shè)定溫度，冷凝換熱器中設(shè)置的電加熱裝置將自動(dòng)啟動(dòng)，電加熱由熱水溫度和時(shí)鐘控制器雙重控制，PLC優(yōu)先選擇在用電谷段啟動(dòng)；正常夏季室溫控制器設(shè)置在常冷模式，熱泵機(jī)組和循環(huán)泵不工作，深井泵將冷水直接送入室內(nèi)各散熱器，散熱器釋放冷量降低室溫，吸熱后變成的溫水陸續(xù)進(jìn)入污水源、地源換熱器釋放熱量，管道節(jié)流、金屬容器內(nèi)膨脹制冷、噴淋、空氣中散熱多次降溫后，接近井水溫度返回到井底；炎熱盛夏室溫控制器設(shè)置在強(qiáng)冷模式，熱泵機(jī)組自動(dòng)切換到制冷工況工作，循環(huán)泵工作，冷凝換熱器快速釋放冷量降低防凍液溫度，防凍液不斷將冷量傳導(dǎo)給銅盤管，使銅盤管內(nèi)循環(huán)水變成深冷水供給室內(nèi)散熱器，快速降低室內(nèi)溫度；熱泵機(jī)組通過(guò)制冷劑循環(huán)將熱量送到蒸發(fā)換熱器中，密閉容器中的水吸熱變成熱水，一路供給生活使用，一路經(jīng)過(guò)常冷模式相同方式多次降溫后 ，再回流到井底。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多源熱泵調(diào)溫裝置及節(jié)能控制方法，多源熱泵調(diào)溫裝置，包括水冷空調(diào)熱泵機(jī)組、室溫控制器、高位水箱、散熱器、電加熱器、地下污水源換熱器、地源換熱器、管道循環(huán)泵、深井泵，其特征是水冷空調(diào)熱泵機(jī)組是由安裝在開(kāi)式箱體中的雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置構(gòu)成，雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置由雙壓縮機(jī)、四通換向閥、蒸發(fā)器、冷凝器、過(guò)濾器、單向閥、節(jié)流閥和溫控元件相互連接組成，在壓縮機(jī)、四通換向閥上連接有空調(diào)控制器，開(kāi)式箱體中裝有防凍液，雙壓縮機(jī)空調(diào)裝置運(yùn)行發(fā)熱單元和發(fā)熱管路浸泡在防凍液中。其優(yōu)點(diǎn)是充分利用可再生能源(地下水、排放的污水和蘊(yùn)藏在土壤中的低品位能源)為主，電加熱為輔，節(jié)能環(huán)保。
文檔編號(hào)F25B49/02GK102853603SQ20121037672
公開(kāi)日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月8日
發(fā)明者馮印亭 申請(qǐng)人:馮印亭