[发明专利]一种可连续运行的地源热泵系统及控制方法

权利要求书

1.一种可连续运行的地源热泵系统的控制方法，其特征在于，所述可连续运行的地源热泵系统包括通过管路依次循环连接的热泵机组(1)、蓄能装置(2)和地埋管(3)；

热泵机组(1)与地埋管(3)管路的去路上依次设有第三三通阀(9)、第一三通阀(7)和第二集水器(5)；

地埋管(3)与热泵机组(1)管路的回路上依次设有第一集水器(4)、第二三通阀(8)和第四三通阀(10)；

第一三通阀(7)通过水泵(6)与蓄能装置(2)连接；第二三通阀(8)、第三三通阀(9)和第四三通阀(10)分别与蓄能装置(2)相连接；

热泵机组(1)的出口连接第三三通阀(9)的a口，第三三通阀(9)的b口连接第一三通阀(7)的a口，第一三通阀(7)的b口连接第二集水器(5)的集水管，第二集水器(5)的分水管连接对应地埋管(3)的一端，地埋管(3)的另一端连接第一集水器(4)的分水管，第一集水器(4)的集水管连接第二三通阀(8)的b口，第二三通阀(8)的a口连接第四三通阀(10)的b口，第四三通阀(10)的a口连接热泵机组(1)入口；

第四三通阀(10)的c口连接蓄能装置(2)的第一入口，蓄能装置(2)的第一出口连接第三三通阀(9)的c口；第一三通阀(7)的c口连接水泵(6)的入口，水泵(6)的出口连接蓄能装置(2)的第二入口，蓄能装置(2)的第二出口连接第二三通阀(8)的c口；

蓄能装置(2)为相变蓄能装置；

所述可连续运行的地源热泵系统包括冬季蓄能模式、冬季释能模式、夏季蓄能模式和夏季释能模式；

冬季蓄能模式：地埋管从土壤中汲取热量，一部分热量储存到蓄能装置内，另外一部分热量提供给热泵机组运行；

冬季释能模式：关闭地埋管回路，蓄能装置释放热量提供热泵机组运行；

夏季蓄能模式：地埋管从土壤中汲取冷量，一部分冷量储存到蓄能装置内，另外一部分冷量提供给热泵机组运行；

夏季释能模式：关闭地埋管回路，蓄能装置释放冷量提供热泵机组运行；

所述控制方法，包括：

冬季蓄能模式：关闭第一三通阀(7)的c口和第二三通阀(8)的c口；从第一集水器(4)流出流量为(1+x)q的热流体，通过第二三通阀(8)的b口进入a口流出，进而通过第四三通阀(10)的b口进入；一部分流量为q的热流体从第四三通阀(10)的a口进入热泵机组(1)，与热泵机组内的蒸发器换热后变成冷流体流出，冷流体通过第三三通阀(9)的a口进入b口流出，另外一部分流量为xq的热流体进入蓄能装置(2)换热，把热量储存到蓄能装置(2)中后变成冷流体流出；流量为xq冷流体通过第三三通阀(9)的c口进入b口流出，与流量为q的冷流体汇合，流量为(1+x)q的冷流体通过第一三通阀(7)的a口进入b口流出，经过第二集水器(5)分流后，进入地埋管(3)吸收热量回到第一集水器(4)；

冬季释能模式：关闭第三三通阀(9)的c口、第四三通阀(10)的c口、第一三通阀的(7)的b口和第二三通阀(8)的b口；从热泵机组(1)流出的冷流体流量为q，通过第三三通阀(9)的a口进入b口流出，进入第一三通阀(7)的a口，从第一三通阀(7)c口出来后通过水泵(6)加压进入蓄能装置(2)内吸热变成热流体，热流体通过第二三通阀(8)的c口进入a口流出，后通过第四三通阀(10)的b口进入a口流出，回到热泵机组(1)与蒸发器换热；

夏季蓄能模式：关闭第一三通阀(7)的c口和第二三通阀(8)的c口，系统运行n小时；从第一集水器(4)流出流量为(1+x)q的冷流体，通过第二三通阀(8)的b口进入a口流出，进而通过第四三通阀(10)的b口进入；一部分流量为q的冷流体从第四三通阀(10)的a口进入热泵机组(1)，与热泵机组内的蒸发器换热后变成热流体后流出，热流体通过第三三通阀(9)的a口进入b口流出，另外一部分流量为xq的冷流体进入蓄能装置(2)，与PCM相变材料换热，把冷量储存到蓄能装置(2)中后变成热流体流出；流量为xq的热流体通过第三三通阀(9)的c口进入b口流出，与流量为q的热流体汇合，流量为(1+x)q的热流体通过第一三通阀(7)的a口进入b口流出，经过第二集水器(5)分流后，进入地埋管(3)吸收热量回到第一集水器(4)；

夏季释能模式：关闭第三三通阀(9)的c口、第四三通阀(10)的c口、第一三通阀的(7)的b口和第二三通阀(8)的b口，系统运行m小时；从热泵机组(1)流出的热流体流量为q，通过第三三通阀(9)的a口进入b口流出后，进入第一三通阀(7)的a口，从第一三通阀(7)c口出来后通过水泵(6)加压进入蓄能装置(2)内放热变成冷流体，冷流体通过第二三通阀(8)的c口进入a口流出，后通过第四三通阀(10)的b口进入a口流出，回到热泵机组(1)与蒸发器换热；

实时监测地埋管换热器出口位置处的温度，蓄能模式运行时地埋管换热器出口位置处的初始温度为T_1,o，系统运行n小时后地埋管换热器出口位置处的温度为T_1,n，当|T_1,n-T_1,o|≥1.5℃时，蓄能模式停止，进入释能模式；

实时监测地埋管换热器出口位置处的温度，蓄能模式运行时地埋管换热器出口位置处的初始温度为T_2,o，系统运行m小时后地埋管换热器出口位置处的温度为T_2,n，当|T_2,n-T_2,o|≥1.5℃时，释能模式停止，进入蓄能模式。