复合能源热泵式节能型户式中央空调制造技术

本实用新型专利技术公开了一种复合能源热泵式节能型户式中央空调，包括：并联设置的太阳能热泵单元、空气源热泵单元、地源热泵单元和电加热热泵单元；所述太阳能热泵单元、空气源热泵单元、地源热泵单元和电加热热泵单元共用一个压缩机及一个负荷端冷凝蒸发器且皆受控于自动控制单元。本实用新型专利技术的复合能源热泵式节能型户式中央空调，采用太阳能热源、空气冷热源、地埋管地源冷热源以及电力热源互补和蓄能，实现了多元化资源的互相补偿及综合利用，制冷时蓄存热量、制热时蓄存冷量，最大化地节省了电能等消耗型能源的使用，实现了能源的综合利用，保障了户式中央空调系统的正常经济运行。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Composite energy heat pump type energy-saving household central air conditioner

The utility model discloses a heat pump energy-saving household central air-conditioning, including: parallel set of solar heat pump unit, air source heat pump unit, heat pump unit and the electric heating heat pump unit; the solar heat pump unit, air source heat pump unit, the ground source heat pump unit and electric heating heat pump units sharing a the compressor and a condenser evaporator end load and all controlled by the automatic control unit. The utility model relates to a composite energy heat pump energy-saving household central air-conditioning, the use of solar heat, cold and heat sources, air ground heat cold heat source and heat source complementary power and energy storage, realize mutual compensation and comprehensive utilization of diversified resources, refrigeration and heating of the stored heat storage quantity of cold, maximize the use of electric energy saving energy consumption, realize the comprehensive utilization of energy, protection of the household central air-conditioning system and normal operation of the economy.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及户式中央空调
，尤其涉及一种应用对象是别墅或别墅式独立建筑的复合能源热泵式节能型户式中央空调。
技术介绍
随着城乡现代化建设和新农村改造，别墅或别墅式独立建筑增多，人们对舒适度的要求不断提高，空调成为解决室内制冷和供暖的主要设施。热泵式中央空调是唯一符合节能、环保、清洁及可再生、可再利用能源应用的空调装置。根据美国ARI标准和中国行业标准JB/T4329-97，建筑物在不同时间，系统运行负荷不同，只有很少的时间系统能达到满负荷运行。通常10%的时间，负荷在90%以上；30%的时间，负荷在60%以上；60%的时间，负荷在40%，平均使用系数约为0.51，但是热泵系统的配置是按照满足极端最热时制冷的需要、或极端最冷时制热的需要的负荷而设计，设备闲置状况必然造成投资的浪费和设备运行驱动能源的浪费。同时现在的别墅用户式中央空调采用的是单一能源，这种单一能源形式受到外界条件的影响，像太阳能受连续阴雨天气或者夜晚无光照条件的影响，空气源受夏季高温衰减冬季低温高湿环境的影响，这些极端恶劣天气下影响了中央空调系统的正常运行甚至导致停机。
技术实现思路
本技术所要解决的第一个技术问题是：提供一种复合能源热泵式节能型户式中央空调，采用太阳能热源、空气冷热源、地埋管地源冷热源以及电力热源互补和蓄能，实现多元化资源的互相补偿及综合利用，在制冷时蓄存热量、制热时蓄存冷量，最大化地节省消耗型能源的使用，以实现能源的综合利用，确保户式中央空调系统的正常运行。本技术所要解决的第二个技术问题是：提供一种复合能源热泵式节能型户式中央空调的控制方法。为解决上述第一个技术问题，本技术的技术方案是：复合能源热泵式节能型户式中央空调，包括：并联设置的太阳能热泵单元、空气源热泵单元、地源热泵单元和电加热热泵单元；所述太阳能热泵单元、空气源热泵单元、地源热泵单元和电加热热泵单元共用一个压缩机及一个负荷端冷凝蒸发器且皆受控于自动控制单元。优选地，所述太阳能热泵单元包括太阳能蒸发器，所述太阳能蒸发器、所述压缩机及所述负荷端冷凝蒸发器经冷媒管路串接形成所述太阳能热泵单元的冷媒闭环回路。进一步优选地，所述太阳能热泵单元还包括与所述负荷端冷凝蒸发器并联的热水冷凝器，用于满足用户随时对热水的需要；以及与所述负荷端冷凝蒸发器并联的地下蓄热水池，用于储存富余的太阳能光热。优选地，所述空气源热泵单元包括空气源蒸发冷凝器，所述空气源蒸发冷凝器、所述压缩机及所述负荷端冷凝蒸发器经冷媒管路串接形成所述空气源热泵单元的冷媒闭环回路。优选地，所述地源热泵单元包括垂直设置于地下的地埋管，所述地埋管与循环泵串接形成地下水循环管路；以及与所述地下水循环管路串接的地埋管端蒸发冷凝器，所述地埋管端蒸发冷凝器、所述压缩机及所述负荷端冷凝蒸发器经冷媒管路串接形成所述地源热泵单元的冷媒闭环回路。进一步优选地，所述地埋管为单U型地埋管或双U型地埋管，所述地埋管的直径为25～40㎜，埋设于直径为110～150㎜的井内，埋设深度60～80米。优选地，所述电加热热泵单元包括电热蒸发器，所述电热蒸发器、所述压缩机及所述负荷端冷凝蒸发器经冷媒管路串接形成所述电加热热泵单元的冷媒闭环回路。优选地，所述自动控制单元包括PLC单片机。为解决上述第二个技术问题，本技术的技术方案是：复合能源热泵式节能型户式中央空调的控制方法，包括以下步骤：（1）在制冷工况下，由自动控制单元控制，优先运行地源热泵单元；当地源热泵单元超负荷运转导致温度达到设定保护时，切换运行空气源热泵单元；（2）在制热工况下，由自动控制单元控制，优先运行太阳能热泵单元；夜间或连阴天太阳能光照条件不好不能满足使用要求时，切换运行空气源热泵单元；当气温低于零下17℃或空气湿度临界结霜点时，切换运行地源热泵单元；若无法运行地源热泵单元，则切换运行电加热热泵单元。优选地，所述太阳能热泵单元包括太阳能蒸发器，所述太阳能蒸发器、所述压缩机及所述负荷端冷凝蒸发器经冷媒管路串接形成所述太阳能热泵单元的冷媒闭环回路；所述太阳能热泵单元还包括与所述负荷端冷凝蒸发器并联的热水冷凝器，用于满足用户随时对热水的需要；以及与所述负荷端冷凝蒸发器并联的地下蓄热水池，用于储存富余的太阳能光热；采用太阳能热泵单元制热工况下，由所述自动控制单元控制，可选择地使所述热水冷凝器接通或使所述热水冷凝器与所述地下蓄热水池皆接通。由于采用了上述技术方案，本技术的复合能源热泵式节能型户式中央空调，包括：并联设置的太阳能热泵单元、空气源热泵单元、地源热泵单元和电加热热泵单元；其中，太阳能热泵单元、空气源热泵单元、地源热泵单元和电加热热泵单元共用一个压缩机及一个负荷端冷凝蒸发器且皆受控于自动控制单元。夏季需要制冷时，由自动控制单元控制，优先运行地源热泵单元，既满足了用户制冷的需要，还不断地将别墅或别墅式末端独立建筑内的热量输送至地下蓄存以对地源补热，提前为冬季制热做热量储备，缓解了冬夏不平衡的现象；当地源热泵单元超负荷运转导致温度达到设定保护不能继续运行时，则自动切换至空气源热泵单元，通过运行空气源热泵单元满足用户制冷需要。冬季需要制热时，由自动控制单元控制，优先运行太阳能热泵单元，以便充分利用取之不尽用之不竭的清洁太阳能资源；当夜间或连阴天太阳能光照条件不好不能满足使用要求时，则自动切换至空气源热泵单元，通过运行空气源热泵单元满足用户制热需要；当寒冷冬季气温低于零下17℃或空气湿度临界结霜点时，难以运行空气源热泵单元，系统自动切换至地源热泵单元，通过运行地源热泵单元既满足了用户冬季制热需要，还不断地将用户别墅或别墅式末端独立建筑内的冷量输送至地下蓄存以对地源补冷，在制热时蓄存冷量，提前为夏季制冷做冷量储备，缓解了冬夏不平衡的现象；若户外无地埋管工程不能运行地源热泵单元，则切换至电加热热泵单元，通过运行电加热热泵单元满足用户制热需要。本技术的复合能源热泵式节能型户式中央空调，采用太阳能热源、空气冷热源、地埋管地源冷热源以及电力热源互补和蓄能，实现了多元化资源的互相补偿及综合利用，在制冷时蓄存热量、制热时蓄存冷量，最大化地节省了电能等消耗型能源的使用，实现了能源的综合利用，保障了户式中央空调系统的正常经济运行。其中，太阳能蒸发器常年处于集热状态，与负荷端冷凝蒸发器并联的热水冷凝器可以满足用户一年四季随时对热水的需要，而与负荷端冷凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合能源热泵式节能型户式中央空调，其特征在于，包括：并联设置的太阳能热泵单元、空气源热泵单元、地源热泵单元和电加热热泵单元；所述太阳能热泵单元、空气源热泵单元、地源热泵单元和电加热热泵单元共用一个压缩机及一个负荷端冷凝蒸发器且皆受控于自动控制单元；所述自动控制单元包括PLC单片机。

【技术特征摘要】
1.复合能源热泵式节能型户式中央空调，其特征在于，包括：并联设置的太阳能热泵单元、空气源热泵单元、地源热泵单元和电加热热泵单元；所述太阳能热泵单元、空气源热泵单元、地源热泵单元和电加热热泵单元共用一个压缩机及一个负荷端冷凝蒸发器且皆受控于自动控制单元；所述自动控制单元包括PLC单片机。
2.如权利要求1所述的复合能源热泵式节能型户式中央空调，其特征在于：所述太阳能热泵单元包括太阳能蒸发器，所述太阳能蒸发器、所述压缩机及所述负荷端冷凝蒸发器经冷媒管路串接形成所述太阳能热泵单元的冷媒闭环回路。
3.如权利要求2所述的复合能源热泵式节能型户式中央空调，其特征在于：所述太阳能热泵单元还包括与所述负荷端冷凝蒸发器并联的热水冷凝器，用于满足用户随时对热水的需要；以及与所述负荷端冷凝蒸发器并联的地下蓄热水池，用于储存富余的太阳能光热。
4.如权利要求1所述的复合能源热泵式节能型户式中央空调，其特征在于：所述空气源热泵单元包括空气源蒸发冷...

【专利技术属性】
技术研发人员：于奎明，冷同桂，
申请(专利权)人：山东宏力空调设备有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37