[发明专利]一种基于土壤跨季蓄热除霜及太阳能间歇利用的空气源热泵系统及其使用方法

权利要求书

1.一种基于土壤跨季蓄热除霜及太阳能间歇利用的空气源热泵系统，其特征在于：所述空气源热泵系统由制冷剂回路、土壤蓄热回路、空调冷热水回路和太阳能热水回路组成；

所述制冷剂回路由压缩机(1)、四通阀(2)、室外换热器(3)、第一单向阀(4)、第二单向阀(5)、第三单向阀(6)、第四单向阀(7)、系统电磁阀(8)、储液器(9)、干燥过滤器(10)、电子膨胀阀(11)、室内换热器(12)、气液分离器(13)、板式换热器(14)、第一电磁阀(15)、第二电磁阀(16)、第三电磁阀(17)、第四电磁阀(18)、第五电磁阀(19)、第六电磁阀(20)、第七电磁阀(21)和连接管线组成；所述四通阀(2)上设有四通阀第一输入端(2a)、四通阀第一输出端(2b)、四通阀第二输入端(2c)和四通阀第二输出端(2d)，所述室外换热器(3)上设有室外换热器输入端(3a)和室外换热器输出端(3b)，所述室内换热器(12)上设有室内换热器第一输入端(12a)、室内换热器第一输出端(12b)、室内换热器第二输入端(12c)和室内换热器第二输出端(12d)，所述板式换热器(14)上设置有板式换热器第一输入端(14a)、板式换热器第一输出端(14b)、板式换热器第二输入端(14c)和板式换热器第二输出端(14d)；

所述压缩机(1)的输出端与四通阀第一输入端(2a)连接，四通阀第一输出端(2b)分为两路，一路与第一电磁阀(15)的输入端连接，另一路与第二电磁阀(16)的输入端连接，第一电磁阀(15)的输出端分为两路，一路与第三电磁阀(17)的输入端连接，另一路与室外换热器输入端(3a)连接，室外换热器输出端(3b)分为两路，一路与第一单向阀(4)的输入端连接，另一路与第三单向阀(6)的输出端连接，第一单向阀(4)的输出端分为两路，一路与第二单向阀(5)的输出端连接，另一路通过系统电磁阀(8)与储液器(9)连接，储液器(9)通过管线依次连接干燥过滤器(10)、电子膨胀阀(11)后分为两路，一路与第三单向阀(6)的输入端连接，另一路与第四单向阀(7)的输入端连接，第四单向阀(7)的输出端分为三路，一路与第二单向阀(5)的输入端连接，一路与第四电磁阀(18)的输入端连接，另一路通过第五电磁阀(19)与室内换热器第一输入端(12a)连接，室内换热器第一输出端(12b)与第六电磁阀(20)的输入端连接，第六电磁阀(20)的输出端分为两路，一路与第七电磁阀(21)的输入端连接，另一路与四通阀第二输入端(2c)连接，四通阀第二输出端(2d)与气液分离器(13)的输入端连接，气液分离器(13)的输出端与压缩机(1)的输入端连接，所述板式换热器第一输入端(14a)分为两路，一路与第二电磁阀(16)的输出端连接，另一路与第七电磁阀(21)的输出端连接，板式换热器第一输出端(14b)也分为两路，一路与第三电磁阀(17)的输出端连接，另一路与第四电磁阀(18)的输出端连接；

所述土壤蓄热回路由板式换热器(14)、第一循环泵(22)、土壤埋管(23)和连接管线组成；所述第一循环泵(22)的出口与板式换热器第二输入端(14c)连接，板式换热器第二输出端(14d)与土壤埋管(23)的入口连接，土壤埋管(23)的出口与第一循环泵(22)的入口连接；

所述空调冷热水回路由室内换热器(12)、第二循环泵(24)、热水箱(25)、第八电磁阀(26)、第九电磁阀(27)和连接管线组成；所述热水箱(25)上设有热水箱第一输入端(25a)、热水箱第一输出端(25b)、热水箱第二输入端(25c)和热水箱第二输出端(25d)；冷热水回水端与第二循环泵(24)的入口连接，第二循环泵(24)的出口分为两路，一路与室内换热器第二输入端(12c)连接，另一路通过第八电磁阀(26)与热水箱第一输入端(25a)连接，室外换热器第二输出端(12d)分为两路，一路通过第九电磁阀(27)与热水箱第一输出端(25b)连接，另一路与冷热水供水端连接；

所述太阳能热水回路由热水箱(25)、太阳能集热器(28)、第三循环泵(29)和连接管线组成；所述太阳能集热器(28)的输出端与热水箱第二输入端(25c)连接，热水箱第二输出端(25d)通过第三循环泵(29)与太阳能集热器(28)的输入端连接。

2.一种基于土壤跨季蓄热除霜及太阳能间歇利用的空气源热泵系统的使用方法，其特征在于，使用权利要求1所述的空气源热泵系统，包括以下三种工作模式：

(1)空气源热泵夏季制冷与土壤蓄热模式运行时：第二电磁阀(16)、第三电磁阀(17)、第五电磁阀(19)和第六电磁阀(20)打开，第一电磁阀(15)、第四电磁阀(18)、第七电磁阀(21)、第八电磁阀(26)和第九电磁阀(27)关闭；制冷剂回路中，低温低压的制冷剂气体从气液分离器(13)中被压缩机(1)吸入、压缩后变成高温高压的过热蒸气排出，经过四通阀(2)和第二电磁阀(16)进入板式换热器(14)，在板式换热器(14)中，制冷剂蒸汽冷凝放出部分热量后，再经过第三电磁阀(17)进入室外换热器(3)，在室外换热器(3)中，制冷剂进一步放出热量冷凝成过冷液体后，依次经过第一单向阀(4)、系统电磁阀(8)、储液器(9)、干燥过滤器(10)、电子膨胀阀(11)、第四单向阀(7)和第五电磁阀(19)进入室内换热器(12)，制冷剂在室内换热器(12)中吸收空调冷水回水中的热量蒸发成过热蒸气后流出，经过第六电磁阀(20)和四通阀(2)进入气液分离器(13)，然后再次被吸入压缩机(1)，完成制冷循环；土壤蓄热回路中，蓄热介质经第一循环泵(22)进入板式换热器(14)，在板式换热器(14)中吸收制冷剂冷凝放出的热量后进入地埋管(23)，蓄热介质在地埋管(23)中将热量释放并蓄存在土壤中；空调冷热水回路中，空调冷水在回水端经过第二循环泵(24)进入室内换热器(12)，在室内换热器(12)中，空调冷水将热量释放给制冷剂实现冷却降温，再经供水端被送入空调房间，该运行模式下，太阳能热水回路不工作；

(2)空气源热泵常规供暖模式运行时：第一电磁阀(15)、第五电磁阀(19)和第六电磁阀(20)打开，第二电磁阀(16)、第三电磁阀(17)、第四电磁阀(18)、第七电磁阀(21)、第八电磁阀(26)和第九电磁阀(27)关闭；制冷剂回路中，低温低压的制冷剂气体从气液分离器(13)中被压缩机(1)吸入、压缩后变成高温高压的过热蒸气排出，经过四通阀(2)和第六电磁阀(20)进入室内换热器(12)，在室内换热器(12)中，制冷剂放出热量冷凝成过冷液体后，依次经过第五电磁阀(19)、第二单向阀(5)、系统电磁阀(8)、储液器(9)、干燥过滤器(10)、电子膨胀阀(11)和第三单向阀(6)进入室外换热器(3)，制冷剂在室外换热器(3)中吸收空气中的热量蒸发成过热蒸气后流出，经过第一电磁阀(15)和四通阀(2)进入气液分离器(13)，然后再次被吸入压缩机(1)，完成制冷循环；空调冷热水回路中，空调热水在回水端经过第二循环泵(24)进入室内换热器(12)，在室内换热器(12)中，空调热水吸收制冷剂冷凝放出的热量实现加热升温，再经供水端被送入空调房间，该运行模式下，土壤蓄热回路和太阳能热水回路不工作；

(3)空气源热泵冬季除霜与供暖不间断模式运行时：第一电磁阀(15)、第四电磁阀(18)、第七电磁阀(21)、第八电磁阀(26)和第九电磁阀(27)打开，第二电磁阀(16)、第三电磁阀(17)、第五电磁阀(19)和第六电磁阀(20)关闭；制冷剂回路中，低温低压的制冷剂气体从气液分离器(12)中被压缩机(1)吸入、压缩后变成高温高压的过热蒸气排出，经过四通阀(2)和第一电磁阀(15)进入室外换热器(3)，在室外换热器(3)中，制冷剂冷凝放出热量用于除霜后，依次经过第一单向阀(4)、系统电磁阀(8)、储液器(9)、干燥过滤器(10)、电子膨胀阀(11)、第四单向阀(7)和第四电磁阀(18)进入板式换热器(14)，在板式换热器(14)中，制冷剂蒸发吸收土壤蓄热回路中蓄热介质的热量后，再经过第七电磁阀(21)和四通阀(2)进入气液分离器(13)，然后再次被吸入压缩机(1)，完成制冷循环；土壤蓄热回路中，蓄热介质经第一循环泵(22)进入板式换热器(14)，在板式换热器(14)中将热量释放给制冷剂后进入地埋管(23)，蓄热介质在地埋管(23)中将土壤中蓄存的热量取出后再经第一循环泵(22)进入板式换热器(14)；空调冷热水回路中，空调冷水在回水端经过第二循环泵(24)和第八电磁阀(26)进入热水箱(25)，从热水箱(25)出来后再经过第九电磁阀(27)和供水端被送入空调房间，太阳能热水回路中，热水经过第三循环泵(29)进入太阳能集热器(28)，在太阳能集热器(28)被加热后进入热水箱(25)，完成循环。