本發(fā)明屬于熱泵系統(tǒng),具體涉及一種復(fù)合熱泵系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、地埋管地源熱泵系統(tǒng),通過(guò)地埋管換熱器與地源熱泵組成的閉式系統(tǒng)為熱泵機(jī)組提供冷/熱源,使用少量電能驅(qū)動(dòng),利用地?zé)崮苓M(jìn)行供冷供熱的一種地?zé)崮芾眯问?,具有綠色、環(huán)保、高效、節(jié)能的特點(diǎn),得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,熱泵系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,就會(huì)造成熱量在地下土壤積聚,土壤溫度升高,土壤與地埋管換熱器之間換熱溫差逐漸減小,致使地埋管換熱器釋放的熱量不易排出,導(dǎo)致熱泵機(jī)組能夠力降低,甚至停機(jī),這種以地?zé)釣槔?熱源的系統(tǒng)導(dǎo)致的土壤熱失衡問(wèn)題逐漸暴露出來(lái),限制了地源熱泵系統(tǒng)的長(zhǎng)期高效運(yùn)行。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明提供一種復(fù)合熱泵系統(tǒng),能夠解決熱泵系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,造成熱量在地下土壤積聚的技術(shù)問(wèn)題。
2、本發(fā)明提供一種復(fù)合熱泵系統(tǒng),其包括熱泵機(jī)組系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)和地源熱泵系統(tǒng);
3、所述熱泵機(jī)組系統(tǒng)包括串聯(lián)設(shè)置的第一換熱器和第二換熱器;
4、所述水源熱泵系統(tǒng)包括抽水井,所述第一換熱器具有第一換熱流路,所述抽水井用于向所述第一換熱流路提供流體,所述第一換熱流路中的流體流向與所述第一換熱器中的冷媒流向相反;
5、所述地源熱泵系統(tǒng)包括地埋管組,所述地埋管組埋設(shè)在土壤中,所述抽水井設(shè)置在所述地埋管組的管簇中間,所述第二換熱器具有第二換熱流路,所述地埋管組用于向所述第二換熱流路提供流體,所述第二換熱流路中的流體流向與所述第二換熱器中的冷媒流向相反。
6、在一些實(shí)施方式中,所述地埋管組包括淺層地埋管和深層地埋管,所述深層地埋管埋入土壤中的深度大于所述淺層地埋管埋入土壤中的深度,所述淺層地埋管的出水口和所述深層地埋管的出水口均與所述第二換熱流路的進(jìn)水口連通,所述淺層地埋管的進(jìn)水口和所述深層地埋管的進(jìn)水口均與所述第二換熱流路的出水口連通。
7、在一些實(shí)施方式中,所述第二換熱流路的進(jìn)水口設(shè)置有第二進(jìn)水總管,所述淺層地埋管的出水口通過(guò)第一出水支管與所述第二進(jìn)水總管連通,所述第一出水支管上設(shè)置有第一電磁閥;所述深層地埋管的出水口通過(guò)第二出水支管與所述第二進(jìn)水總管連通,所述第二出水支管上設(shè)置有第二電磁閥;
8、所述第二換熱流路的出水口設(shè)置有第二出水總管,所述第二出水總管上設(shè)置有第三電磁閥,所述淺層地埋管的進(jìn)水口通過(guò)第一進(jìn)水支管與所述第二出水總管連通,所述第一進(jìn)水支管上設(shè)置有第一循環(huán)水泵;所述深層地埋管的進(jìn)水口通過(guò)第二進(jìn)水支管與所述第二出水總管連通,第二進(jìn)水支管上設(shè)置有第二循環(huán)水泵。
9、在一些實(shí)施方式中,所述水源熱泵系統(tǒng)還包括淺層抽水管路和深層抽水管路,所述淺層抽水管路的一端與所述抽水井連通,所述淺層抽水管路的另一端與所述第一換熱流路的進(jìn)水口連通;所述深層抽水管路的一端與所述抽水井連通,所述深層抽水管路的另一端與所述第一換熱流路的進(jìn)水口連通;所述深層抽水管路伸入到所述抽水井的深度大于所述淺層抽水管路伸入到所述抽水井的深度。
10、在一些實(shí)施方式中,所述抽水井豎直設(shè)置,所述抽水井的頂端設(shè)置有流體回流的第一水井進(jìn)水口,所述抽水井的頂端設(shè)置在所述淺層地埋管的管簇中間,所述淺層抽水管路與所述淺層地埋管相對(duì)應(yīng)地設(shè)置,所述抽水井中的流體與埋入所述淺層地埋管土壤中的流體換熱;所述抽水井的底端設(shè)置在所述深層地埋管的管簇中間,所述抽水井的頂端設(shè)置有流體回流的第二水井進(jìn)水口,所述深層抽水管路與所述深層地埋管相對(duì)應(yīng)的設(shè)置,所述抽水井中的流體與埋入所述深層地埋管土壤中的流體換熱。
11、在一些實(shí)施方式中,所述第一換熱器的進(jìn)水口設(shè)置有第一進(jìn)水總管,所述第一換熱器的出水口設(shè)置有第一出水總管,所述淺層抽水管路包括第一抽水管路和第一抽水水泵,所述第一抽水管路上設(shè)置有第四電磁閥,所述第一抽水管路的進(jìn)水口伸入到所述抽水井中,所述第一抽水管路的出水口與所述第一進(jìn)水總管連通,所述第一抽水水泵設(shè)置在所述第一抽水管路的進(jìn)水口處;
12、所述深層抽水管路包括第二抽水管路和第二抽水水泵,所述第二抽水管路上設(shè)置有第五電磁閥,所述第二抽水管路的進(jìn)水口伸入到所述抽水井中,所述第二抽水管路的出水口與所述第一進(jìn)水總管連通,所述第二抽水水泵設(shè)置在所述第二抽水管路的進(jìn)水口處,且所述第二抽水管路的進(jìn)水口伸入到所述抽水井的深度大于所述第一抽水管路的進(jìn)水口伸入到所述抽水井的深度;
13、所述水源熱泵系統(tǒng)還包括回灌井,所述第一出水總管遠(yuǎn)離所述第一換熱器的一端與所述回灌井連通。
14、在一些實(shí)施方式中,還包括太陽(yáng)能系統(tǒng),所述太陽(yáng)能系統(tǒng)用于向所述第二換熱流路提供流體,所述太陽(yáng)能系統(tǒng)的出水口和所述地埋管組的出水口均與所述第二換熱流路的進(jìn)水口連通,且所述地埋管組中的流體與所述太陽(yáng)能系統(tǒng)中的流體混合后再流入到所述第二換熱流路的進(jìn)水口中。
15、在一些實(shí)施方式中,所述第二換熱流路的進(jìn)水口設(shè)置有第一三通調(diào)節(jié)閥,所述第一三通調(diào)節(jié)閥的第一閥口與所述第二換熱流路的進(jìn)水口連通,所述第一三通調(diào)節(jié)閥的第二閥口與所述地埋管組的出水口連通,所述第一三通調(diào)節(jié)閥的第三閥口與所述太陽(yáng)能系統(tǒng)的出水口連通;所述地埋管組的進(jìn)水口和所述太陽(yáng)能系統(tǒng)的進(jìn)水口均所述第二換熱流路的出水口連通。
16、在一些實(shí)施方式中,所述太陽(yáng)能系統(tǒng)包括集熱器、水箱、第三循環(huán)水泵,所述集熱器與所述水箱連接,所述水箱的進(jìn)水口與所述第二換熱流路的出水口連通,且所述水箱的進(jìn)水口與所述第二換熱流路的出水口之間設(shè)置有第六電磁閥;所述水箱的出水口與所述第一三通調(diào)節(jié)閥的第三閥口連通,所述水箱的出水口與所述第一三通調(diào)節(jié)閥的第三閥口之間依次設(shè)置有所述第三循環(huán)水泵和第七電磁閥。
17、在一些實(shí)施方式中,所述熱泵機(jī)組系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、第三換熱器、四通閥、第二三通調(diào)節(jié)閥和第三三通調(diào)節(jié)閥,所述四通閥的第一閥口與所述壓縮機(jī)的進(jìn)氣口連通,所述四通閥的第二閥口與所述壓縮機(jī)的吸氣口連通,所述四通閥的第三閥口與所述第二三通調(diào)節(jié)閥的第一閥口連通,所述四通閥的第四閥口與第三換熱器的第一進(jìn)出口連通;
18、所述第二三通調(diào)節(jié)閥的第二閥口與所述第一換熱器的進(jìn)口連通,所述第二三通調(diào)節(jié)閥的第三閥口與所述第三換熱器的第二進(jìn)出口連通;
19、所述第三三通調(diào)節(jié)閥的第一閥口與所述第二換熱器的出口連通,所述四通閥的第三閥口和所述第二三通調(diào)節(jié)閥的第一閥口之間通過(guò)連接管路連通,所述第三三通調(diào)節(jié)閥的第二閥口與所述連接管路連通,所述第三三通調(diào)節(jié)閥的第三閥口與所述第三換熱器的第二進(jìn)出口連通。
20、本發(fā)明提供的一種合熱泵系統(tǒng),具有以下有益效果:
21、本發(fā)明的復(fù)合熱泵系統(tǒng)結(jié)合了熱泵機(jī)組系統(tǒng)、水源熱泵系統(tǒng)和地源熱泵系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),通過(guò)串聯(lián)設(shè)置的第一換熱器和第二換熱器,以及與抽水井和地埋管組的配合,實(shí)現(xiàn)了高效的熱交換和能量利用,通過(guò)兩次換熱過(guò)程,在制冷模式下,復(fù)合熱泵系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間的使冷媒在換熱器內(nèi)完成冷凝并保持一定的過(guò)冷度;在制熱模式下,復(fù)合熱泵系統(tǒng)能夠提供足夠的熱量用于冷媒在套管內(nèi)進(jìn)行的蒸發(fā)。此外,由于進(jìn)入換熱器中的流體和冷媒溫差較大,復(fù)合熱泵系統(tǒng)能夠更有效地與環(huán)境進(jìn)行熱交換,從而提高整體的溫差變大,換熱功率越大,當(dāng)溫差變小,流體和冷媒之間的換熱量減小,機(jī)組能力也會(huì)降低,例如制熱,機(jī)組長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后,地下土壤和地埋管中的溶液溫度逐漸降低,換熱器內(nèi)的換熱溫差變小,換熱器換熱量減小,導(dǎo)致機(jī)組制熱能力和能效比下降。本復(fù)合熱泵系統(tǒng)能夠根據(jù)室外環(huán)境溫度的變化,通過(guò)調(diào)整水源和地源熱泵的運(yùn)行,適應(yīng)不同的氣候條件,無(wú)論是炎熱的夏季還是寒冷的冬季,通過(guò)提高流體和冷媒之間的溫差,提高換熱效率,且由于本復(fù)合熱泵系統(tǒng)能夠更有效地利用環(huán)境中的熱量,通過(guò)結(jié)合不同的熱泵技術(shù),因此可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴(lài),從而節(jié)省能源消耗。而且將抽水井設(shè)置在所述地埋管組的管簇中間,使得抽水井抽取的流體流向與地埋管中的流體流向存在交叉,地埋管組周?chē)耐寥篮统樗械牧黧w可以作為一個(gè)溫度緩沖區(qū),抽水井的存在使得系統(tǒng)可以靈活地調(diào)節(jié)熱交換的強(qiáng)度,增大換熱量,通過(guò)抽水井抽水,促使與土壤強(qiáng)制流動(dòng)換熱,加快土壤中溫度場(chǎng)恢復(fù)平衡,解決土壤冷熱堆積問(wèn)題,當(dāng)啟用地埋管時(shí),在需要更強(qiáng)熱交換時(shí),可以通過(guò)增加抽水井的流量來(lái)增強(qiáng)與地埋管組的熱交換。