[发明专利]土壤源热泵多功能中央空调系统及其控制方法

说明书

本发明公开了土壤源热泵多功能中央空调系统及其控制方法，包括补水单元、集热水箱、用水末端循环系统和土壤源热泵系统，土壤源热泵系统包括埋地换热管、双冷凝器土壤源热泵和室内末端，双冷凝器土壤源热泵与室内末端、集热水箱、埋地换热管循环连接，空调末端与集热水箱分别与双冷凝器土壤源热泵的不同冷凝器相连。本发明在不增加埋地换热管长度的基础上满足建筑物夏季负荷的要求，同时通过两级冷凝器热回收换热器可以吸收部分系统在夏季制冷工况下产生的冷凝热，减少系统向土壤中的排热，平衡了冬夏两季冷热负荷，增强了土壤源热泵系统的能效比和运行性能，同时可以利用热泵系统热回收的冷凝器制备生活热水，提高系统利用率。

技术领域

本发明涉及空调能源综合利用的技术领域，特别是指土壤源热泵多功能中央空调系统及其控制方法。

背景技术

土壤源热泵实质上是一种热量提升装置，它本身消耗一部分电能，从环境介质中提取几倍于输入电能的能量，提高温位进行利用，这也是热泵节能的原因。

具体地说，土壤源热泵是以大地为热源对建筑进行温度调节的技术，冬季通过土壤源热泵将大地中的低位热能提高品位对建筑供暖，同时储存冷量，以备夏用；夏季通过土壤源热泵将建筑进行降温，同时储存热量，以备冬用，大地在整个循环中起到了蓄热器的作用。土壤源热泵主要利用地热资源实现高位能源转移，地热资源包括很多种，土壤源热泵主要利用了大地表面地热资源以及地下水地热资源。当土壤源热泵长时间运行时，地下埋管处的土壤温度会逐渐升高，在夏季埋管内流动介质与土壤之间的温差会降低，从而减弱了地下埋管与土壤之间的换热能力，最终影响到系统的能效比和运行性能，在这种情况下造成的土壤源热泵系统对土壤在夏季和冬季放热和吸热不平衡。

因此，现有土壤源热泵不仅能效比低、运行性能不稳定，而且在夏季其热量不能快速散出，造成了能源浪费，亟需设计一种能源综合利用的土壤源热泵系统来提高能效比和运行稳定性，充分利用地源能源。

发明内容

针对上述背景技术中的不足，本发明提出土壤源热泵多功能中央空调系统及其控制方法，解决了现有土壤源热泵不仅能效比低、运行性能不稳定，而且夏季土壤温度高而冬夏两季冷热负荷不平衡的技术问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种土壤源热泵多功能中央空调系统，包括连接有补水单元的集热水箱，所述集热水箱连接有用水末端循环系统和土壤源热泵系统，所述土壤源热泵系统包括埋地换热管、双冷凝器土壤源热泵和室内末端，双冷凝器土壤源热泵通过空调进水管和空调回水管及空调循环泵与室内末端循环连接、加热进水管和加热回水管及加热循环泵与集热水箱循环连接、通过热交换进水管和热交换回水管及热交换循环泵与埋地换热管循环连接，空调末端与集热水箱分别与双冷凝器土壤源热泵的不同冷凝器相连。

所述空调进水管与热交换进水管之间设置有第一管路，空调进水管与热交换回水管之间设置有第二管路，空调回水管与热交换进水管之间设置有第三管路，空调回水管与热交换回水管之间设置有，双冷凝器土壤源热泵的蒸发器与第一管路和第四管路循环相连，双冷凝器土壤源热泵的第一冷凝器与第二管路和第三管路循环相连，双冷凝器土壤源热泵的第二冷凝器与加热进水管和加热回水管循环相连，第一管路和第四管路上与蒸发器的连接处的前端设置有冬季开启阀门、后端设置有夏季开启阀门，第二管路和第三管路上与第一冷凝器的连接处的前端设置有夏季开启阀门、后端设置有冬季开启阀门。

所述集热水箱内设置有与控制系统相连的水位传感器和温度传感器，控制系统与补水单元、加热循环泵、空调循环泵、热交换循环泵、双冷凝器土壤源热泵、用水末端循环系统及冬季开启阀门和夏季开启阀门相连。

所述空调末端包括地暖水管系统、室内侧空调末端、室内侧组合式空气处理机组。