[发明专利]一种多功能双源热泵系统及其控制方法

说明书

一种多功能双源热泵系统，包括系统组件和管路组件；系统组件包括压缩机、室内换热器、室外空气源换热器、地水源换热器、气液分离器、储液罐、第一电子膨胀阀、第二电子膨胀阀，地水源换热器包括水泵；管路组件包括四通阀、气液双向切换阀、单向阀。还涉及一种多功能双源热泵系统的控制方法，采用上述多功能双源热泵系统。本发明结合四通阀、气液双向切换阀以及空气源、地水源双源运行，可切换系统的工作模式，实现制冷、制热和制热时融霜，可根据环境状态和用户需求合理利用地水源和空气源，运行稳定，且节能环保，属于热泵技术领域。

技术领域

本发明涉及热泵技术领域，具体涉及一种多功能双源热泵系统及其控制方法。

背景技术

热泵能够从外界的空气、水、土壤以及太阳能中获取低品位能源，通过给压缩机输送电能可以得到比电能大几倍的热量，因此热泵技术是公认的节能环保技术。然而，因为环境是不可控因素，天气与季节的变化都会影响单一热源热泵的性能，如空气源热泵在低温环境下能效低，压比升高，效能恶化，室外机易结霜，影响正常使用；地源热泵需打桩或打井，初期投资高，还容易影响地下生态平衡；水源热泵对地域要求苛刻，不适合广泛使用；利用太阳能的热泵在制热的同时还可以发电，但在夜间和阴雨天时会被长时间闲置，设备使用率低。有不少人针对设备使用率高、不受时间限制、系统应用范围广、既可制冷又可制热的益处设计和发明了多种双热源热泵。

珠海格力电器股份有限公司荆莹等人申请的CN110686422A“一种PVT耦合夜间辐射的双源复合式热泵系统、控制方法及智能家电”，公开的能量来源有太阳辐射能、天空长波辐射能和空气能，结合PVT技术、辐射制冷技术和热泵技术，实现各种能量来源优势互补，白天采用PVT系统发电和制热，夜间采用辐射制冷装置进行制冷，无论是白天还是夜间，无论是太阳能充足或不充足，都能实现制热、制冷、供热水及供电的功能，提高了设备利用率且减少了系统能耗。

博拓(苏州)新能源技术有限公司于英娜的实用新型专利CN210980430U“一种空气源和地源的双热源热泵循环系统”，公开了地源热泵机组和空气源热泵机组并联的方法，根据用户侧需要的热水温度，可单独使用地源热泵或空气源热泵或同时使用地源热泵和空气源热泵，避免空气源热泵在低温环境下性能降低和地源热泵在冬夏取热不平衡的问题。

东南大学的张小松等人申请的CN110285572A“一种补气增焓双源热泵热水器系统”利用太阳能和空气能作为热源，同时太阳能还可提供部分电能，空气能使冷凝器制冷剂出口过冷，实现室内制热水；该系统还结合补气增焓技术，提高了压缩机的稳定性；多级节流和气液分离提高了制冷剂中液相成分，进而提高换热器的换热性能。但该系统没有考虑冬季太阳能不足时，吸收太阳能端热量的换热器换热性能差，影响压缩机的稳定性。

山西阳旭新能源科技有限公司的王文虎的实用新型专利CN210070104U“一种双源热泵热回收热水空调系统”利用洗浴废水和空气作为热源，回收洗浴废水的热量和夏季空调冷凝热，夏季回收冷凝热制热水，过度季节和冬季一般优先回收洗浴废水余热，当污水源能量不足时，空气能热泵和污水源热泵耦合运行也可以提供热水。

同济大学的张春路等人的发明专利CN110470075B“水产养殖土塘温控用太阳能蓄热型水地双热源热泵系统”利用闲置塘和地下水作为热源。在冬季，以水源制热为主，避免超低温水源结冰的问题，地源制热为辅；在夏季，只从地下水取热，维持地下全年热平衡。如此水源与地源结合，巧妙运用周围环境，减小了初投资，保证了制热的连续性和系统的稳定。

上述六种技术通过采用双热源甚至多热源提高热泵的使用率和使用范围，且利用周围环境资源实现节能环保，但部分技术存在只能单一制热不能制冷或者冬季室外机不能除霜，以及系统制冷剂分配不可控导致的非工作状态下制冷剂滞留，从而减小制冷剂的循环量的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种可根据需要合理利用地源和空气源的多功能双源热泵系统及其控制方法。