本發(fā)明涉及一種太陽能耦合土壤源能量交換裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

土壤源能量交換系統(tǒng)具有清潔、搞笑、節(jié)能的有點(diǎn)，但在我國北方地區(qū)長期運(yùn)行過程中，由于季節(jié)冷熱負(fù)荷的不平衡性，會產(chǎn)生低下溫度場失衡的問題。太能能具有儲量巨大和利用清潔的有點(diǎn)，但也存在著能量密度低，使用過程具有間歇性等缺點(diǎn)。在綜合這兩種新能源利用技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了太陽能耦合土壤源能量交換系統(tǒng)。

現(xiàn)有的大多數(shù)太陽能耦合土壤源能量交換系統(tǒng)，太陽能參與耦合供熱，而不參與耦合供冷，即使目前存在太陽能供冷系統(tǒng)，但是并不能實現(xiàn)供熱、供冷隨意切換，不能很好地實現(xiàn)多種能量交換工作模式，不能很好把太陽能和土壤源能量的特點(diǎn)很好地結(jié)合在一起。

目前隨著大型建筑數(shù)量的增加和環(huán)保意識的提升，對大型建筑內(nèi)的供熱和供冷提出了更高、更環(huán)保的要求，而目前的耦合系統(tǒng)大部分只能用于小型建筑供熱和供冷，擴(kuò)展起來不方便，需要重新設(shè)計方案。大型建筑具有很廣闊的屋頂，有利用太陽能的充分空間，而且建筑面積跨度大，也有很好地利用土壤源能量的條件，但是目前并沒有一套可以具備供熱、供冷、多工作模式、無限擴(kuò)展的設(shè)計方案。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種太陽能耦合土壤源能量交換裝置及控制方法，可實現(xiàn)供熱、供冷、多工作模式、無限擴(kuò)展。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：太陽能耦合土壤源能量交換裝置，包括太陽能真空管集熱單元、太陽能發(fā)電單元、吸收式制冷單元、土壤源能量交換單元、熱水箱、冷水箱、入戶的管道l1、出戶的管道l2；入戶的管道l1上設(shè)置有泵p2后作為管道l1連接節(jié)點(diǎn)，管道l1連接節(jié)點(diǎn)一路通過設(shè)置有電磁閥v1的管道與熱水箱連通，管道l1連接節(jié)點(diǎn)另一路通過設(shè)置有電磁閥v4的管道與冷水箱連通；泵p2和電磁閥v1之間的管道上連通設(shè)置有管道l4并作為管道l4連接節(jié)點(diǎn)，管道l4連接節(jié)點(diǎn)通過設(shè)有電磁閥v11和電磁閥v9的管道與熱水箱連通；冷水箱通過設(shè)有泵p7、電磁閥v13的管道與管道l5連通并作為管道l5連接節(jié)點(diǎn)；

出戶的管道l2上設(shè)置有泵p3后作為管道l2連接節(jié)點(diǎn)，管道l2連接節(jié)點(diǎn)一路通過設(shè)置有電磁閥v10的管道與熱水箱連通，管道l2連接節(jié)點(diǎn)另一路通過設(shè)置有電磁閥v6的管道與冷水箱連通；

熱水箱內(nèi)設(shè)有液位傳感器ls1和溫度傳感器ts1，冷水箱內(nèi)設(shè)有液位傳感器ls2和和溫度傳感器ts2；

太陽能真空管集熱單元包括太陽能真空管集熱器，太陽能真空管集熱器的下側(cè)進(jìn)水端通過設(shè)有泵p5的管道與熱水箱底部連通，太陽能真空管集熱器的上側(cè)出水端通過設(shè)有電磁閥v8的管道與熱水箱頂部連通；太陽能真空管集熱單元至少包括兩組，多組太陽能真空管集熱器排成一排設(shè)置，多組太陽能真空管集熱單元的太陽能真空管集熱器的進(jìn)水端和出水端分別通過管道對應(yīng)并聯(lián)；

太陽能發(fā)電單元包括依次連接的太陽能電池板、充電控制器和蓄電池，蓄電池輸出端通過電磁開關(guān)k與設(shè)置在熱水箱的電加熱裝置的供電端電連接；太陽能發(fā)電單元至少包括兩組，多組太陽能發(fā)電單元的太陽能電池板排成一排設(shè)置，多組太陽能發(fā)電單元的太陽能電池板的輸出端通過電線并聯(lián)；

吸收式制冷單元包括吸收式制冷機(jī)，吸收式制冷機(jī)包括發(fā)生器d1、冷凝器d2、吸收器d3和蒸發(fā)器d4，發(fā)生器d1入口端通過設(shè)置有泵p1和電磁閥v2的管道與熱水箱連通，發(fā)生器d1出口端通過管道與熱水箱連通；泵p1和電磁閥v2之間的管道上連通有管道l3并作為管道l3連接節(jié)點(diǎn)；蒸發(fā)器d4入口端通過設(shè)置有泵p7和電磁閥v12的管道與冷水箱連通，蒸發(fā)器d4出口端通過管道與冷水箱連通；吸收式制冷單元至少包括兩組，多組吸收式制冷單元的發(fā)生器的進(jìn)、出口端通過管道分別并聯(lián)，多組吸收式制冷單元的蒸發(fā)器的進(jìn)、出口端通過管道分別并聯(lián)；

土壤源能量交換單元包括土壤源能量交換機(jī)、地埋熱交換單元，地埋熱交換單元包括多組地埋熱交換管a3，土壤源能量交換機(jī)包括冷凝器a1和蒸發(fā)器a2；冷凝器a1入口連接設(shè)有電磁閥a5的管道，然后分為兩路，第一路通過管道后作為土壤源能量交換單元的第一輸出節(jié)點(diǎn)w1與管道l2連接節(jié)點(diǎn)連通，第二路通過設(shè)有電磁閥a7的管道與蒸發(fā)器a2入口端連通；冷凝器a1入口連接設(shè)有電磁閥a4的管道，然后分為兩路，第一路通過管道作為土壤源能量交換單元的第二輸出節(jié)點(diǎn)w2與管道l3連接節(jié)點(diǎn)連通，第二路通過設(shè)有電磁閥a6的管道與蒸發(fā)器a2入口端連通；冷凝器a1出口端連接的管道分為兩路，第一路通過設(shè)有電磁閥a8的管道后作為土壤源能量交換單元的第三輸出節(jié)點(diǎn)w3與管道l4連接節(jié)點(diǎn)連通，第二路通過設(shè)有電磁閥a10的管道與地埋熱交換單元的入口端連通；蒸發(fā)器a2的入口端管道上連接有設(shè)置電磁閥a14的管道，管道的另一端與地埋熱交換單元的入口端連通；蒸發(fā)器a2的出口端連接管道分為兩路，第一路通過設(shè)有電磁閥a9的管道后與土壤源能量交換單元的第三輸出節(jié)點(diǎn)w3連通后，再與管道l4連接節(jié)點(diǎn)連通，第二路通過設(shè)有電磁閥a11的管道與地埋熱交換單元的入口端連通；地埋熱交換單元的入口端通過設(shè)有電磁閥a12的管道后作為土壤源能量交換單元的第四輸出節(jié)點(diǎn)w4與管道l2連接節(jié)點(diǎn)連通；地埋熱交換單元的入口端通過設(shè)有電磁閥a15的管道后作為土壤源能量交換單元的第五輸出節(jié)點(diǎn)w5與管道l5連接節(jié)點(diǎn)連通；地埋熱交換單元的出口端通過設(shè)置有電磁閥a13的管道后作為土壤源能量交換單元的第六輸出節(jié)點(diǎn)w6輸出，然后連接設(shè)有溫度傳感器ts3和泵p4的的管道與位于電磁閥v11和電磁閥v9之間的管道連通；土壤源能量交換單元至少包括兩組，其他組的連接方式按照上述的土壤源能量交換單元的六個輸出節(jié)點(diǎn)的連接方式并聯(lián)連接；

上述涉及的電器配件均與控制器電連接。

還包括補(bǔ)水單元，補(bǔ)水單元包括雨水收集槽、集水箱、過濾裝置、反沖洗裝置；集水箱底部通過設(shè)置有電磁閥v7的管道與熱水箱頂部連通，集水箱底部通過設(shè)置有電磁閥v3的管道與冷水箱頂部連通；太陽能發(fā)電單元的太陽能電池板下沿處設(shè)有雨水收集槽，雨水收集槽底部通過過濾裝置與集水箱連通；過濾裝置包括豎向空心殼體，殼體上端與雨水收集槽出口連通，殼體下端與集水箱連通，殼體內(nèi)設(shè)有濾芯，濾芯下方間隔距離設(shè)有電動封門f；沖洗裝置包括反沖洗泵p6，反沖洗泵p6的入口設(shè)置管道并伸入到集水箱底部設(shè)置，濾芯和電動封門之間的殼體上設(shè)有反沖洗入口并與反沖洗泵p6的出口連通，濾芯上方的殼體上設(shè)有反沖洗出口，反沖洗出口連接的管道上設(shè)有電磁閥v12，上述涉及的電器配件均與控制器電連接。

地埋熱交換管a3為兩端封閉的管狀結(jié)構(gòu)，地埋熱交換管a3頂部的頂板下方間隔距離平行設(shè)置有水平隔板，頂部與水平隔板之間形成上空腔，水平隔板與地埋熱交換管a3下端的底板之間的下空腔通過沿長度方向設(shè)置的十字形豎隔板平均分成四個空腔，沿逆時針方向分別是第一空腔h1、第二空腔h2、第三空腔h3、第四空腔h4；第一空腔h1和第二空腔h2底部之間的豎隔板上設(shè)有下空腔第一連通孔；第三空腔h3和第四空腔h4底部之間的豎隔板上設(shè)有下空腔第二連通孔；第二空腔h2和第四空腔h4頂部的水平隔板上設(shè)置有與上空腔連通的上空腔連通孔；第一空腔h1頂部的水平隔板上設(shè)有進(jìn)水孔并連接管道伸出頂板設(shè)置并作為進(jìn)水端g1；第三空腔h3頂部的水平隔板上設(shè)有出水孔并連接管道伸出頂板設(shè)置并作為出水端g2。

熱水箱內(nèi)設(shè)有熱交換盤管，熱交換盤管入口端與自來水連通，熱交換盤管出口端與用戶的供熱水管路連通。

集水箱頂部側(cè)面設(shè)有溢流口。

上述太陽能耦合土壤源能量交換裝置的控制方法，包括以下控制方法：

以下每種模式的控制方法中，凡未提及的控制部件均為關(guān)閉狀態(tài)；

（1）供熱模式及控制方法

第一種供熱模式為單一供熱模式：太陽能真空管集熱單元工作供熱；電磁閥v8和泵p5開啟，與太陽能真空管集熱器、熱水箱形成熱交換回路；電磁閥v1、泵p2、電磁閥v10、泵p3開啟，與熱水箱一起形成供熱回路；

第二種供熱模式為單一供熱模式：太陽能發(fā)電單元工作供熱；

電磁開關(guān)k開啟接通，太陽能電池板、充電控制器、蓄電池、電加熱裝置形成回路對熱水箱進(jìn)行加熱；電磁閥v1、泵p2、電磁閥v10、泵p3開啟，與熱水箱一起形成供熱回路；

第三種供熱模式為單一供熱模式：土壤源能量交換單元的土壤源能量交換機(jī)和地埋熱交換單元配合一起工作供熱；

泵p1、電磁閥a6、電磁閥a11、電磁閥a13、泵p4、電磁閥v9開啟，與地埋換熱管a3和蒸發(fā)器a2一起形成熱交換回路；電磁閥a8、泵p2、電磁閥a5、泵p3開啟，與冷凝器a1一起形成供熱回路；

第四種供熱模式為單一供熱模式：土壤源能量交換單元的地埋熱交換單元工作供熱；

與熱水箱進(jìn)行熱交換的控制方法：泵p1、電磁閥a6、電磁閥a14、電磁閥a13、泵p4、電磁閥v9開啟，與地埋換熱管a3和熱水箱一起形成熱交換回路；電磁閥v1、泵p2、電磁閥v10、泵p3開啟，形成供熱回路；

或者，不與熱水箱進(jìn)行熱交換而直接供熱的控制方法：泵p3、電磁閥a12、電磁閥a13、泵p4、電磁閥v11、泵p2開啟，與地埋換熱管a3一起直接形成供熱回路；

第五種供熱模式為混合供熱模式：上述第一、第二、第三種供熱模式任意兩兩組合工作供熱或全部工作供熱，或者，第一、第二、第四種供熱模式任意兩兩組合工作供熱或全部工作供熱；

根據(jù)選擇的組合，按照上述供熱模式的控制方法對應(yīng)開啟控制；

（2）供冷模式及控制方法

第一種供冷模式為單一供冷模式：太陽能真空管集熱單元和吸收式制冷單元配合工作供冷；

v8和泵p5開啟，與太陽能真空管集熱器、熱水箱形成熱交換回路；泵p1、電磁閥v2、泵p7、電磁閥v12開啟，與熱水箱、吸收式制冷單元、冷水箱2一起形成吸收式制冷回路；泵p2、電磁閥v4、電磁閥v6、泵p3開啟，與冷水箱一起形成供冷回路；

第二種供冷模式為單一供冷模式：太陽能發(fā)電單元和吸收式制冷單元配合工作供冷；

電磁開關(guān)k開啟接通，太陽能電池板、充電控制器、蓄電池6、電加熱裝置10形成回路對熱水箱進(jìn)行加熱；泵p1、電磁閥v2、泵p7、電磁閥v12開啟，與熱水箱、吸收式制冷單元、冷水箱一起形成吸收式制冷回路；泵p2、電磁閥v4、電磁閥v6、泵p3開啟，與冷水箱一起形成供冷回路；

第三種供冷模式為單一供冷模式：土壤源能量交換單元的土壤源能量交換機(jī)和地埋熱交換單元配合一起工作供冷；

泵p1、電磁閥a4、電磁閥a10、電磁閥a13、泵p4、電磁閥v9開啟，與冷凝器a1和熱水箱一起形成熱交換回路；泵p3、電磁閥a7、電磁閥a9、泵p2開啟，與蒸發(fā)器a2一起形成供冷回路；

第四種供冷模式為單一供冷模式：土壤源能量交換單元的地埋熱交換單元工作供冷；

與冷水箱進(jìn)行熱交換的控制方法：泵p7、電磁閥v13、電磁閥a15、電磁閥a13、泵p4、電磁閥v5開啟，與地埋換熱管a3和冷水箱一起形成熱交換回路；電磁閥v4、泵p2、電磁閥v6、泵p3開啟，形成供冷回路；

或者，不與冷水箱進(jìn)行熱交換而直接供熱的控制方法：泵p3、電磁閥a12、電磁閥a13、泵p4、電磁閥v11、泵p2開啟，與地埋換熱管a3一起直接形成供冷回路；

第五種供熱模式為混合供冷模式：上述第一、第二、第三種供冷模式任意兩兩組合工作供冷或全部工作供冷，或者，第一、第二、第四種供冷模式任意兩兩組合工作供冷或全部工作供冷；

根據(jù)選擇的組合，按照上述供熱模式的控制方法對應(yīng)開啟控制；

（3）補(bǔ)水控制方法

當(dāng)熱水箱1的液位傳感器ls1和冷水箱的液位傳感器ls2檢測到液位下降需要補(bǔ)水時，對應(yīng)開啟電磁閥v7、電磁閥v3進(jìn)行補(bǔ)水；

（4）濾芯反沖洗控制方法

沖洗裝置為定時沖洗裝置，沖洗裝置按照定時設(shè)定，并且當(dāng)熱水箱的液位傳感器ls1和冷水箱的液位傳感器ls2檢測到液位均無需補(bǔ)水時，開啟電動封門f、泵p6、電磁閥v12，對濾芯進(jìn)行預(yù)設(shè)時間的反沖洗操作。

供熱工作模式下，控制方法的優(yōu)先級順序為：供熱工作模式第一種控制方法>供熱工作模式第二種控制方法>供熱工作模式第四種控制方法>供熱工作模式第三種控制方法；供冷工作模式下，控制方法的優(yōu)先級順序為：供冷工作模式第四種控制方法>供冷工作模式第一種控制方法>供冷工作模式第二種控制方法>供冷工作模式第三種控制方法。

用戶端控制顯示屏上顯示有溫度傳感器ts1、溫度傳感器ts2、溫度傳感器ts3所測得溫度t1、t2、t3，和設(shè)定溫度t；其中溫度t1、t2為時時測得的溫度；其中溫度t3為土壤源能量交換單元或地埋熱交換單元工作時，時時測得的溫度；若土壤源能量交換單元或地埋熱交換單元均未工作時，此時溫度t3顯示為待測狀態(tài)，此時若用戶請求測量溫度t3時，則系統(tǒng)按照供熱模式第四種控制方法的不與熱水箱進(jìn)行熱交換而直接供熱的控制方法，或者是在供冷模式第四種控制方法的不與冷水箱進(jìn)行熱交換而直接供熱的控制方法，啟動工作后即可測得；

系統(tǒng)的自動模式：

在供熱工作模式下，測得溫度t1、t3和用戶設(shè)置的溫度t進(jìn)行比較；當(dāng)t1≥t、t3≥t時，按照供熱工作模式下控制方法的優(yōu)先級順序啟動；當(dāng)t1≥t、t3<t時，供熱工作模式的第四種控制方法關(guān)閉，其它按照供熱工作模式下控制方法的優(yōu)先級順序啟動；當(dāng)t1<t、t3<t時，僅按照供熱工作模式的第三種控制方法啟動；當(dāng)t1<t、t3≥t時，僅按照供熱工作模式的第四種控制方法和第三種控制方法，并按照啟動供熱模式下控制方法的優(yōu)先級順序啟動；

在供冷工作模式下，測得溫度t2、t3和用戶設(shè)置的溫度t進(jìn)行比較；當(dāng)t2≤t、t3≤t時，按照供冷工作模式下控制方法的優(yōu)先級順序啟動；當(dāng)t2≤t、t3>t時，供冷工作模式的第四種控制方法關(guān)閉，其它按照供冷工作模式下控制方法的優(yōu)先級順序啟動；當(dāng)t2>t、t3>t時，僅按照供冷工作模式的第三種控制方法啟動；當(dāng)t2>t、t3≤t時，僅按照供冷工作模式的第四種控制方法和第三種控制方法，并按照啟動供冷模式下控制方法的優(yōu)先級順序啟動。

本發(fā)明可以實現(xiàn)供熱和供冷，并且具有多種工作模式，適合實際中的各種復(fù)雜情況，充分將太陽能、土壤源能量和電能結(jié)合起來，做到最大限度的環(huán)保；另外本發(fā)明提供了一種完善的可無限擴(kuò)展的方案，可以應(yīng)用于大型場所，而且擴(kuò)展方便，無需重新設(shè)計方案。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為地埋熱交換單元的主視圖；

圖3為地埋熱交換單元的右視圖；

圖4為圖2的y-y剖視圖；

圖5為補(bǔ)水單元的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖1-5所示，太陽能耦合土壤源能量交換裝置，包括太陽能真空管集熱單元、太陽能發(fā)電單元、吸收式制冷單元、土壤源能量交換單元、熱水箱1、冷水箱2、入戶的管道l1、出戶的管道l2；入戶的管道l1上設(shè)置有泵p2后作為管道l1連接節(jié)點(diǎn)，管道l1連接節(jié)點(diǎn)一路通過設(shè)置有電磁閥v1的管道與熱水箱1連通，管道l1連接節(jié)點(diǎn)另一路通過設(shè)置有電磁閥v4的管道與冷水箱2連通；泵p2和電磁閥v1之間的管道上連通設(shè)置有管道l4并作為管道l4連接節(jié)點(diǎn)，管道l4連接節(jié)點(diǎn)通過設(shè)有電磁閥v11、電磁閥v9的管道與熱水箱1連通；冷水箱2通過設(shè)有泵p7、電磁閥v13的管道與管道l5連通并作為管道l5連接節(jié)點(diǎn)；

出戶的管道l2上設(shè)置有泵p3后作為管道l2連接節(jié)點(diǎn)，管道l2連接節(jié)點(diǎn)一路通過設(shè)置有電磁閥v10的管道與熱水箱1連通，管道l2連接節(jié)點(diǎn)另一路通過設(shè)置有電磁閥v6的管道與冷水箱2連通；

熱水箱1內(nèi)設(shè)有液位傳感器ls1和溫度傳感器ts1，冷水箱2內(nèi)設(shè)有液位傳感器ls2和和溫度傳感器ts2；

太陽能真空管集熱單元包括太陽能真空管集熱器，太陽能真空管集熱器的下側(cè)進(jìn)水端通過設(shè)有泵p5的管道與熱水箱1底部連通，太陽能真空管集熱器的上側(cè)出水端通過設(shè)有電磁閥v8的管道與熱水箱1頂部連通；太陽能真空管集熱單元至少包括兩組，多組太陽能真空管集熱器排成一排設(shè)置，多組太陽能真空管集熱單元的太陽能真空管集熱器的進(jìn)水端和出水端分別通過管道對應(yīng)并聯(lián)；本實施中，設(shè)置了兩組太陽能真空管集熱單元，太陽能真空管集熱器s1和太陽能真空管集熱器s2的進(jìn)水端和出水端分別通過管道對應(yīng)并聯(lián)

太陽能發(fā)電單元包括依次連接的太陽能電池板、充電控制器和蓄電池6，蓄電池輸出端通過電磁開關(guān)k與設(shè)置在熱水箱1的電加熱裝置的供電端電連接；太陽能發(fā)電單元至少包括兩組，多組太陽能發(fā)電單元的太陽能電池板排成一排設(shè)置，多組太陽能發(fā)電單元的太陽能電池板的輸出端通過電線并聯(lián)；本實施例中，太陽能發(fā)電單元設(shè)置兩組，太陽能發(fā)電單元的太陽能電池板s3和太陽能電池板s4排成一排設(shè)置。

吸收式制冷單元包括吸收式制冷機(jī)，吸收式制冷機(jī)包括發(fā)生器d1、冷凝器d2、吸收器d3和蒸發(fā)器d4，發(fā)生器d1入口端通過設(shè)置有泵p1和電磁閥v2的管道與熱水箱1連通，發(fā)生器d1出口端通過管道與熱水箱1連通；泵p1和電磁閥v2之間的管道上連通有管道l3并作為管道l3連接節(jié)點(diǎn)；蒸發(fā)器d4入口端通過設(shè)置有泵p7和電磁閥v12的管道與冷水箱2連通，蒸發(fā)器d4出口端通過管道與冷水箱2連通；吸收式制冷單元至少包括兩組，多組吸收式制冷單元的發(fā)生器的進(jìn)、出口端通過管道分別并聯(lián)，多組吸收式制冷單元的蒸發(fā)器的進(jìn)、出口端通過管道分別并聯(lián)；本實施例中，吸收式制冷單元設(shè)置兩組，分別是吸收式制冷單元d和吸收式制冷單元e，吸收式制冷單元d的吸收式制冷機(jī)包括發(fā)生器d1、冷凝器d2、吸收器d3和蒸發(fā)器d4，吸收式制冷單元e的吸收式制冷機(jī)包括發(fā)生器e1、冷凝器e2、吸收器e3和蒸發(fā)器e4，兩組吸收式制冷單元的發(fā)生器和蒸發(fā)器的進(jìn)、出口端通過管道分別對應(yīng)并聯(lián)。

土壤源能量交換單元a包括土壤源能量交換機(jī)、地埋熱交換單元，地埋熱交換單元包括多組地埋熱交換管a3，土壤源能量交換機(jī)包括冷凝器a1和蒸發(fā)器a2；冷凝器a1入口連接設(shè)有電磁閥a5的管道，然后分為兩路，第一路通過管道后作為土壤源能量交換單元的第一輸出節(jié)點(diǎn)w1與管道l2連接節(jié)點(diǎn)連通，第二路通過設(shè)有電磁閥a7的管道與蒸發(fā)器a2入口端連通；冷凝器a1入口連接設(shè)有電磁閥a4的管道，然后分為兩路，第一路通過管道作為土壤源能量交換單元的第二輸出節(jié)點(diǎn)w2與管道l3連接節(jié)點(diǎn)連通，第二路通過設(shè)有電磁閥a6的管道與蒸發(fā)器a2入口端連通；冷凝器a1出口端連接的管道分為兩路，第一路通過設(shè)有電磁閥a8的管道后作為土壤源能量交換單元的第三輸出節(jié)點(diǎn)w3與管道l4連接節(jié)點(diǎn)連通，第二路通過設(shè)有電磁閥a10的管道與地埋熱交換單元的入口端連通；蒸發(fā)器a2的入口端管道上連接有設(shè)置電磁閥a14的管道，管道的另一端與地埋熱交換單元的入口端連通；蒸發(fā)器a2的出口端連接管道分為兩路，第一路通過設(shè)有電磁閥a9的管道后與土壤源能量交換單元的第三輸出節(jié)點(diǎn)w3連通后，再與管道l4連接節(jié)點(diǎn)連通，第二路通過設(shè)有電磁閥a11的管道與地埋熱交換單元的入口端連通；地埋熱交換單元的入口端通過設(shè)有電磁閥a12的管道后作為土壤源能量交換單元的第四輸出節(jié)點(diǎn)w4與管道l2連接節(jié)點(diǎn)連通；地埋熱交換單元的入口端通過設(shè)有電磁閥a15的管道后作為土壤源能量交換單元的第五輸出節(jié)點(diǎn)w5與管道l5連接節(jié)點(diǎn)連通；地埋熱交換單元的出口端通過設(shè)置有電磁閥a13的管道后作為土壤源能量交換單元的第六輸出節(jié)點(diǎn)w6輸出，然后連接設(shè)有溫度傳感器ts3和泵p4的的管道與位于電磁閥v11和電磁閥v9之間的管道連通；土壤源能量交換單元至少包括兩組，其他組的連接方式按照上述的土壤源能量交換單元的六個輸出節(jié)點(diǎn)的連接方式并聯(lián)連接；

本實施例中，土壤源能量交換單元設(shè)置三組，分別是：土壤源能量交換單元a、土壤源能量交換單元b、土壤源能量交換單元c；

其中，土壤源能量交換單元a包括冷凝器a1、蒸發(fā)器a2、地埋熱交換管a3、電磁閥a4、電磁閥a5、電磁閥a6、電磁閥a7、電磁閥a8、電磁閥a9、電磁閥a10、電磁閥a11、電磁閥a12、電磁閥a13、電磁閥a14、電磁閥a15；

其中，土壤源能量交換單元b包括冷凝器b1、蒸發(fā)器b2、地埋熱交換管b3、電磁閥b4、電磁閥b5、電磁閥b6、電磁閥b7、電磁閥b8、電磁閥b9、電磁閥b10、電磁閥b11、電磁閥b12、電磁閥b13、電磁閥b14、電磁閥b15；

其中，土壤源能量交換單元c包括冷凝器c1、蒸發(fā)器c2、地埋熱交換管c3、電磁閥c4、電磁閥c5、電磁閥c6、電磁閥c7、電磁閥c8、電磁閥c9、電磁閥c10、電磁閥c11、電磁閥c12、電磁閥c13、電磁閥c14、電磁閥c15；

三組土壤源能量交換單元的六個土壤源能量交換單元的輸出節(jié)點(diǎn)對應(yīng)并聯(lián)。

上述涉及的電器配件均與控制器電連接。

本發(fā)明還包括補(bǔ)水單元，補(bǔ)水單元包括雨水收集槽8、集水箱3、過濾裝置、反沖洗裝置；集水箱3底部通過設(shè)置有電磁閥v7的管道與熱水箱1頂部連通，集水箱3底部通過設(shè)置有電磁閥v3的管道與冷水箱2頂部連通；太陽能發(fā)電單元的太陽能電池板下沿處設(shè)有雨水收集槽8，雨水收集槽8底部通過過濾裝置與集水箱3連通；過濾裝置包括豎向空心殼體，殼體上端與雨水收集槽8出口連通，殼體下端與集水箱3連通，殼體內(nèi)設(shè)有濾芯7，濾芯7下方間隔距離設(shè)有電動封門f；沖洗裝置包括反沖洗泵p6，反沖洗泵p6的入口設(shè)置管道并伸入到集水箱3底部設(shè)置，濾芯7和電動封門f之間的殼體上設(shè)有反沖洗入口并與反沖洗泵p6的出口連通，濾芯上方的殼體上設(shè)有反沖洗出口，反沖洗出口連接的管道上設(shè)有電磁閥v12，上述涉及的電器配件均與控制器電連接。

地埋熱交換管a3為兩端封閉的管狀結(jié)構(gòu)，地埋熱交換管a3頂部的頂板下方間隔距離平行設(shè)置有水平隔板，頂部與水平隔板之間形成上空腔9，水平隔板與地埋熱交換管a3下端的底板之間的下空腔通過沿長度方向設(shè)置的十字形豎隔板平均分成四個空腔，沿逆時針方向分別是第一空腔h1、第二空腔h2、第三空腔h3、第四空腔h4；第一空腔h1和第二空腔h2底部之間的豎隔板上設(shè)有下空腔第一連通孔；第三空腔h3和第四空腔h4底部之間的豎隔板上設(shè)有下空腔第二連通孔；第二空腔h2和第四空腔h4頂部的水平隔板上設(shè)置有與上空腔連通的上空腔連通孔；第一空腔h1頂部的水平隔板上設(shè)有進(jìn)水孔并連接管道伸出頂板設(shè)置并作為進(jìn)水端g1；第三空腔h3頂部的水平隔板上設(shè)有出水孔并連接管道伸出頂板設(shè)置并作為出水端g2。

熱水箱1內(nèi)設(shè)有熱交換盤管，熱交換盤管入口端與自來水連通，熱交換盤管出口端與用戶的供熱水管路連通。

集水箱頂部側(cè)面設(shè)有溢流口。

上述太陽能耦合土壤源能量交換裝置的控制方法，包括以下控制方法：

以下每種模式的控制方法中，凡未提及的控制部件均為關(guān)閉狀態(tài)；

（1）供熱模式及控制方法

第一種供熱模式為單一供熱模式：太陽能真空管集熱單元工作供熱；電磁閥v8和泵p5開啟，與太陽能真空管集熱器、熱水箱1形成熱交換回路；電磁閥v1、泵p2、電磁閥v10、泵p3開啟，與熱水箱1一起形成供熱回路；

第二種供熱模式為單一供熱模式：太陽能發(fā)電單元工作供熱；

電磁開關(guān)k開啟接通，太陽能電池板、充電控制器、蓄電池6、電加熱裝置10形成回路對熱水箱1進(jìn)行加熱；電磁閥v1、泵p2、電磁閥v10、泵p3開啟，與熱水箱1一起形成供熱回路；

第三種供熱模式為單一供熱模式：土壤源能量交換單元的土壤源能量交換機(jī)和地埋熱交換單元配合一起工作供熱；

泵p1、電磁閥a6、電磁閥a11、電磁閥a13、泵p4、電磁閥v9開啟，與地埋換熱管a3和蒸發(fā)器a2一起形成熱交換回路；電磁閥a8、泵p2、電磁閥a5、泵p3開啟，與冷凝器a1一起形成供熱回路；

第四種供熱模式為單一供熱模式：土壤源能量交換單元的地埋熱交換單元工作供熱；

與熱水箱1進(jìn)行熱交換的控制方法：泵p1、電磁閥a6、電磁閥a14、電磁閥a13、泵p4、電磁閥v9開啟，與地埋換熱管a3和熱水箱1一起形成熱交換回路；電磁閥v1、泵p2、電磁閥v10、泵p3開啟，形成供熱回路；

或者，不與熱水箱1進(jìn)行熱交換而直接供熱的控制方法：泵p3、電磁閥a12、電磁閥a13、泵p4、電磁閥v11、泵p2開啟，與地埋換熱管a3一起直接形成供熱回路；

第五種供熱模式為混合供熱模式：上述第一、第二、第三種供熱模式任意兩兩組合工作供熱或全部工作供熱，或者，第一、第二、第四種供熱模式任意兩兩組合工作供熱或全部工作供熱；

根據(jù)選擇的組合，按照上述供熱模式的控制方法對應(yīng)開啟控制；

（2）供冷模式及控制方法

第一種供冷模式為單一供冷模式：太陽能真空管集熱單元和吸收式制冷單元配合工作供冷；

v8和泵p5開啟，與太陽能真空管集熱器、熱水箱1形成熱交換回路；泵p1、電磁閥v2、泵p7、電磁閥v12開啟，與熱水箱1、吸收式制冷單元、冷水箱2一起形成吸收式制冷回路；泵p2、電磁閥v4、電磁閥v6、泵p3開啟，與冷水箱2一起形成供冷回路；

第二種供冷模式為單一供冷模式：太陽能發(fā)電單元和吸收式制冷單元配合工作供冷；

電磁開關(guān)k開啟接通，太陽能電池板、充電控制器、蓄電池、電加熱裝置形成回路對熱水箱1進(jìn)行加熱；泵p1、電磁閥v2、泵p7、電磁閥v12開啟，與熱水箱1、吸收式制冷單元、冷水箱2一起形成吸收式制冷回路；泵p2、電磁閥v4、電磁閥v6、泵p3開啟，與冷水箱2一起形成供冷回路；

第三種供冷模式為單一供冷模式：土壤源能量交換單元的土壤源能量交換機(jī)和地埋熱交換單元配合一起工作供冷；

泵p1、電磁閥a4、電磁閥a10、電磁閥a13、泵p4、電磁閥v9開啟，與冷凝器a1和熱水箱1一起形成熱交換回路；泵p3、電磁閥a7、電磁閥a9、泵p2開啟，與蒸發(fā)器a2一起形成供冷回路；

第四種供冷模式為單一供冷模式：土壤源能量交換單元的地埋熱交換單元工作供冷；

與冷水箱2進(jìn)行熱交換的控制方法：泵p7、電磁閥v13、電磁閥a15、電磁閥a13、泵p4、電磁閥v5開啟，與地埋換熱管a3和冷水箱2一起形成熱交換回路；電磁閥v4、泵p2、電磁閥v6、泵p3開啟，形成供冷回路；

或者，不與冷水箱2進(jìn)行熱交換而直接供熱的控制方法：泵p3、電磁閥a12、電磁閥a13、泵p4、電磁閥v11、泵p2開啟，與地埋換熱管a3一起直接形成供冷回路；

第五種供熱模式為混合供冷模式：上述第一、第二、第三種供冷模式任意兩兩組合工作供冷或全部工作供冷，或者，第一、第二、第四種供冷模式任意兩兩組合工作供冷或全部工作供冷；

根據(jù)選擇的組合，按照上述供熱模式的控制方法對應(yīng)開啟控制；

（3）補(bǔ)水控制方法

當(dāng)熱水箱1的液位傳感器ls1和冷水箱2的液位傳感器ls2檢測到液位下降需要補(bǔ)水時，對應(yīng)開啟電磁閥v7或/和開啟電磁閥v3進(jìn)行補(bǔ)水；

（4）濾芯反沖洗控制方法

沖洗裝置為定時沖洗裝置，沖洗裝置按照定時設(shè)定，并且當(dāng)熱水箱1的液位傳感器ls1和冷水箱2的液位傳感器ls2檢測到液位均無需補(bǔ)水時，開啟電動封門f、泵p6、電磁閥v12，對濾芯進(jìn)行預(yù)設(shè)時間的反沖洗操作。

供熱工作模式下，控制方法的優(yōu)先級順序為：供熱工作模式第一種控制方法>供熱工作模式第二種控制方法>供熱工作模式第四種控制方法>供熱工作模式第三種控制方法；供冷工作模式下，控制方法的優(yōu)先級順序為：供冷工作模式第四種控制方法>供冷工作模式第一種控制方法>供冷工作模式第二種控制方法>供冷工作模式第三種控制方法。

用戶端控制顯示屏上顯示有溫度傳感器ts1、溫度傳感器ts2、溫度傳感器ts3所測得溫度t1、t2、t3，和設(shè)定溫度t。其中溫度t1、t2為時時測得的溫度。其中溫度t3為土壤源能量交換單元或地埋熱交換單元工作時，時時測得的溫度；若土壤源能量交換單元或地埋熱交換單元均未工作時，此時溫度t3顯示為待測狀態(tài)，此時若用戶請求測量溫度t3時，則系統(tǒng)按照供熱模式第四種控制方法的不與熱水箱1進(jìn)行熱交換而直接供熱的控制方法，或者是在供冷模式第四種控制方法的不與冷水箱2進(jìn)行熱交換而直接供熱的控制方法，啟動工作很短一段時間后即可測得。

用戶設(shè)置好所需溫度t后，各種工作模式可以按照用戶的需求設(shè)置為手動切換模式，也可以按照系統(tǒng)的設(shè)定選擇系統(tǒng)自動模式。

系統(tǒng)自動模式下，在供熱工作模式下，控制器根據(jù)溫度傳感器ts1、溫度傳感器ts3所測得溫度t1、t3和用戶設(shè)置的溫度t進(jìn)行比較；當(dāng)t1≥t、t3≥t時，按照供熱工作模式下控制方法的優(yōu)先級順序啟動；當(dāng)t1≥t、t3<t時，供熱工作模式的第四種控制方法關(guān)閉，其它按照供熱工作模式下控制方法的優(yōu)先級順序啟動；當(dāng)t1<t、t3<t時，僅按照供熱工作模式的第三種控制方法啟動；當(dāng)t1<t、t3≥t時，僅按照供熱工作模式的第四種控制方法和第三種控制方法，并按照啟動供熱模式下控制方法的優(yōu)先級順序啟動；

系統(tǒng)自動模式下，在供冷工作模式下，控制器根據(jù)溫度傳感器ts2、溫度傳感器ts3所測得溫度t2、t3和用戶設(shè)置的溫度t進(jìn)行比較；當(dāng)t2≤t、t3≤t時，按照供冷工作模式下控制方法的優(yōu)先級順序啟動；當(dāng)t2≤t、t3>t時，供冷工作模式的第四種控制方法關(guān)閉，其它按照供冷工作模式下控制方法的優(yōu)先級順序啟動；當(dāng)t2>t、t3>t時，僅按照供冷工作模式的第三種控制方法啟動；當(dāng)t2>t、t3≤t時，僅按照供冷工作模式的第四種控制方法和第三種控制方法，并按照啟動供冷模式下控制方法的優(yōu)先級順序啟動。

當(dāng)然，本發(fā)明可以實現(xiàn)如下功能，采用供熱工作模式第四種控制方式的與熱水箱1進(jìn)行熱交換的控制方法，將熱水箱1富余的熱量通過地埋換熱管a3儲存到土壤中；雖然也可以將冷水箱2富余的冷量通過地埋換熱管a3儲存到土壤中，但是不建議這樣做，因為吸收式制冷單元是耗電的，地埋換熱管a3工作靠泵p4也是耗電的，這樣做不夠環(huán)保、節(jié)能。

另外，在單元擴(kuò)展時，若擴(kuò)展數(shù)量較多，熱水箱1和冷水箱2不能滿足要求時，可以通過增大熱水箱1和冷水箱2容積或者增加熱水箱1和冷水箱2數(shù)量且并聯(lián)，來滿足系統(tǒng)對熱水箱1和冷水箱2的要求。