一種從環境取熱的土壤源熱泵系統及運行方法
【專利摘要】一種從環境取熱的土壤源熱泵系統及運行方法，屬于供熱空調領域。該系統在常規土壤源熱泵基礎上增加第二換熱器及其附件，可提供采暖空調、全年生活熱水和非采暖期補熱。根據不同氣候、負荷特征，第二換熱器可實現多種不同的運行模式。非采暖期，若室外氣溫較高，第二換熱器可從環境取熱、經熱泵機組提升溫度后向土壤補熱；若室外氣溫進一步升高或太陽輻射較強，第二換熱器可直接從環境取熱向土壤補熱。非采暖期或采暖初末期，第二換熱器可從環境取熱、經熱泵機組提升溫度后向用戶供生活熱水或供暖。第二換熱器通過增大補熱、減小取熱，以低初投資和高節能性，有效維持了北方地區土壤源熱泵的土壤全年熱平衡，保障了系統長期穩定高效運行。
【專利說明】一種從環境取熱的土壤源熱泵系統及運行方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種從環境取熱的土壤源熱泵系統及運行方法，屬于供熱空調領域。本技術可有效解決北方地區土壤源熱泵系統的土壤熱不平衡問題，維持系統長年穩定高效運行，特別適用于建筑熱負荷較大，且干燥缺水的北方地區。
【背景技術】
[0002]我國的北方地區主要采用基于化石燃料燃燒的集中采暖方式，該方式總體能效不高造成了較大的能源消耗，并且由于污染物的排放一定程度上加劇了霧霾的出現。土壤源熱泵以土壤為低位能源，系統性能受氣溫影響較小，具有較強的適應性，作為一種清潔高效的采暖空調形式，近年來在我國的應用越來越廣。但土壤的熱不平衡問題是制約其性能及發展的關鍵問題。當土壤源熱泵應用于北方地區以熱負荷為主的建筑時，系統從土壤的全年累計取熱量明顯大于排熱量，將造成土壤溫度下降，進而系統性能下降、甚至無法運行。現有的解決方案中，增加埋管數量、增大地埋管間距等將造成初投資的增加且只能減緩土壤溫度下降，不能從根本上解決土壤熱不平衡問題；增加太陽能集熱器作為輔助設備，將會帶來較高的初投資、且運行可靠性差。
[0003]為此，探索一種同時具有較高經濟性和節能性的北方地區土壤源熱泵系統土壤熱不平衡問題解決方案，將有助于推動土壤源熱泵在北方地區的合理推廣與應用，替代化石燃料燃燒供暖，對節能減排具有重大意義。
【發明內容】
[0004]基于上述問題，本發明提出一種可從環境取熱的土壤源熱泵系統及運行方法，該系統及方法可提供冬季采暖、夏季空調、全年生活熱水、非采暖季補熱，解決北方地區土壤源熱泵系統的土壤熱不平衡問題，維持系統長期穩定高效運行。
[0005]本發明的技術方案如下:
[0006]一種從環境取熱的土壤源熱泵系統，包括熱泵機組、地埋管、用戶、地源側集水器、地源側分水器、地源側水泵、用戶側水泵、用戶側分水器、第一閥門和用戶側集水器；所述熱泵機組用戶側的出口依次連接用戶側水泵、用戶側分水器、第一閥門、用戶和用戶側集水器回到熱泵機組用戶側，構成熱泵機組用戶側供暖供冷回路；所述熱泵機組地源側的出口依次連接地源側集水器、地埋管、地源側分水器和地源側水泵回到熱泵機組地源側，構成熱泵機組地源側制暖制冷回路；其特征在于:所述的從環境取熱的土壤源熱泵系統還包括第一換熱器、第二換熱器、第二換熱器水泵、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門和第七閥門；所述的第一換熱器的熱泵機組用戶側出口依次連接用戶側集水器、熱泵機組用戶側、用戶側水泵、用戶側分水器和第二閥門回到第一換熱器，構成第一換熱器的熱泵機組用戶側回路；所述的第二換熱器的用戶側出口依次連接第三閥門、第一換熱器的第二換熱器側和第二換熱器水泵回到第二換熱器，構成第二換熱器熱泵補熱回路；所述的第二換熱器的用戶側出口依次連接第六閥門、地源側集水器、地埋管、地源側分水器、第七閥門和第二換熱器水泵回到第二換熱器，構成第二換熱器直接補熱回路；所述的第二換熱器的用戶側出口依次連接第四閥門、熱泵機組地源側、第五閥門和第二換熱器水泵回到第二換熱器，構成第二換熱器直接供暖回路。
[0007]上述技術方案中，所述的熱泵機組采用在制冷制熱工況轉換模式下的制冷劑側切換或外部水路側切換兩種結構形式。
[0008]上述技術方案中，所述的第二換熱器采用風冷換熱器、太陽能集熱器和溶液噴淋式換熱器中的一種或幾種的組合。
[0009]本發明提供的一種從環境取熱的土壤源熱泵的運行方法，其特征在于所述方法包括以下幾種獨立的運行模式:
[0010]a.土壤源熱泵供熱或供冷模式:關閉第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門、第七閥門和第二換熱器水泵；地埋管出水經地源側分水器和地源側水泵進入熱泵機組地源側，為熱泵機組提供低位熱源或冷源，然后，經地源側集水器回到地埋管；用戶回水經用戶側集水器進入熱泵機組用戶側被加熱或降溫，然后，經用戶側水泵、用戶側分水器和第一閥門回到用戶，用于供暖、供生活熱水或供冷；
[0011]b.第二換熱器熱泵補熱模式:關閉第一閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門和第七閥門，用戶停止供熱或供冷；第二換熱器的用戶側通過與環境換熱制取熱水經第三閥門進入第一換熱器的第二換熱器側放熱，然后，經第二換熱器水泵回到第二換熱器；熱泵機組用戶側出水經用戶側水泵、用戶側分水器和第二閥門進入第一換熱器的熱泵機組用戶側被加熱，然后，經用戶側集水器回到熱泵機組用戶側放熱；地埋管出水經地源側分水器和地源側水泵進入熱泵機組地源側被加熱，然后，經地源側集水器回到地埋管；該模式下，第二換熱器與熱泵機組結合，實現了從環境取熱、經熱泵機組提升溫度后向土壤補熱；
[0012]c.第二換熱器直接補熱模式:關閉第一閥門、第二閥門、第三閥門、第四閥門、第五閥門、用戶側水泵和地源側水泵，熱泵機組停止運行；地埋管出水經地源側分水器、第七閥門、第二換熱器水泵進入第二換熱器的用戶側被加熱，然后，經第六閥門和地源側集水器回到地埋管；該模式下，第二換熱器實現了從環境取熱并直接向土壤補熱；
[0013]d.第二換熱器熱泵供熱模式:關閉第二閥門、第三閥門、第六閥門、第七閥門和地源側水泵；第二換熱器的用戶側通過與環境換熱制取熱水經第四閥門進入熱泵機組地源側放熱，然后，經第五閥門、第二換熱器水泵回到第二換熱器；用戶回水經用戶側集水器到熱泵機組用戶側被加熱，然后經用戶側水泵、用戶側分水器、第一閥門回到用戶；該模式下，第二換熱器與熱泵機組結合，實現了從環境取熱、經熱泵機組提升溫度后向用戶直接供熱，滿足用戶供暖、供生活熱水的需求。
[0014]本發明所述方法中，其特征在于:所述模式a與模式c組合，可實現同時供生活熱水和補熱、或同時供冷和補熱。
[0015]本發明在常規土壤源熱泵基礎上增加第二換熱器及其附件，根據室外空氣溫度的變化和負荷特征，系統可實現多種運行模式。夏季或冬季，常規土壤源熱泵系統向土壤中排熱或從中取熱，向用戶提供空調、采暖和生活熱水。非采暖季，當室外空氣溫度較高時，第二換熱器可從環境取熱、經熱泵機組提升溫度后向土壤補熱，實現第二換熱器熱泵補熱模式；當室外空氣溫度進一步升高或太陽輻射較強時，第二換熱器可直接從環境取熱向土壤補熱，實現第二換熱器直接補熱模式。非采暖期需供應生活熱水時，可采用第二換熱器從環境取熱、經熱泵機組提升溫度后向用戶供熱，實現第二換熱器的熱泵供熱，滿足用戶生活熱水需求，大大減少熱泵機組從地下的取熱。采暖初末期，當室外空氣溫度較高或太陽輻射較強時，可采用第二換熱器從環境取熱、經熱泵機組提升溫度向用戶供熱，實現第二換熱器熱泵供熱模式，滿足用戶采暖需求。第二換熱器熱泵供熱模式減少了系統從地下的取熱，縮小了土壤全年熱不平衡；同時，由于空氣溫度較高或太陽輻射較強，第二換熱器的出水溫度可能比地埋管換熱器的出水溫度高，因而，第二換熱器熱泵供熱模式比常規土壤源熱泵供熱能效比更高。
[0016]本發明與現有供熱空調系統相比具有如下突出性優點:
[0017]①增加第二換熱器作為輔助設備，所需的初投資較低，且管道連接形式簡單，適用于新建或改建的土壤源熱泵工程；②第二換熱器熱泵供熱模式可減少系統從土壤中的取熱，同時第二換熱器直接補熱和第二換熱器熱泵補熱模式又可增大向土壤的補熱量，使得土壤全年的取熱量與“補熱+排熱量”基本相等，有效解決了土壤源熱泵在北方地區熱負荷為主的建筑中出現的土壤熱不平衡問題，保證了土壤源熱泵的長期可靠運行；③第二換熱器可充分利用空氣中的熱能或太陽能進行補熱或直接供熱，系統運行能耗較少、運行費用較低。相對于傳統化石燃料燃燒的供暖方式，具有較高的一次能源效率和明顯的節能性。
[0018]總的來說，本發明以低初投資、低運行能耗和簡單的系統連接形式，解決北方地區常規土壤源熱泵系統的土壤熱不平衡問題，具有較高的節能性和經濟性，有助于土壤源熱泵系統在北方地區的合理推廣與應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明提供的從環境取熱的土壤源熱泵系統的結構原理圖。
[0020]圖2是本發明提供的從環境取熱的土壤源熱泵系統土壤源熱泵供熱或供冷模式的示意圖。
[0021]圖3是本發明提供的從環境取熱的土壤源熱泵系統第二換熱器熱泵補熱模式的示意圖。
[0022]圖4是本發明提供的從環境取熱的土壤源熱泵系統第二換熱器直接補熱模式的示意圖。
[0023]圖5是本發明提供的從環境取熱的土壤源熱泵系統第二換熱器熱泵供熱模式的示意圖。
[0024]其中:1-用戶；2_第一換熱器；3_第三閥門；4_第二換熱器；5_第二換熱器水泵；6_第四閥門；7_第五閥門；8_第六閥門；9_地源側集水器；10_地埋管；11_第七閥門；12-地源側分水器；13_地源側水泵；14_熱泵機組；15_用戶側水泵；16_用戶側分水器；17-用戶側集水器；18-第一閥門；19-第二閥門。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖對本發明的結構和運行方式做進一步說明。
[0026]圖1是本發明提供的從環境取熱的土壤源熱泵系統的結構原理圖，包括熱泵機組14、地埋管10、用戶1、地源側集水器9、地源側分水器12、地源側水泵13、用戶側水泵15、用戶側分水器16、第一閥門18和用戶側集水器17 ;所述熱泵機組14用戶側的出口依次連接用戶側水泵15、用戶側分水器16、第一閥門18、用戶I和用戶側集水器17回到熱泵機組14用戶側，構成熱泵機組用戶側供暖供冷回路；所述熱泵機組14地源側的出口依次連接地源側集水器9、地埋管10、地源側分水器12和地源側水泵13回到熱泵機組14地源側，構成熱泵機組地源側制暖制冷回路；所述的從環境取熱的土壤源熱泵系統還包括第一換熱器2、第二換熱器4、第二換熱器水泵5、第二閥門19、第三閥門3、第四閥門6、第五閥門7、第六閥門8和第七閥門11 ;所述的第一換熱器2的熱泵機組用戶側出口依次連接用戶側集水器17、熱泵機組14用戶側、用戶側水泵15、用戶側分水器16和第二閥門19回到第一換熱器2，構成第一換熱器的熱泵機組用戶側回路；所述的第二換熱器4的用戶側出口依次連接第三閥門3、第一換熱器2的第二換熱器側和第二換熱器水泵5回到第二換熱器4，構成第二換熱器熱泵補熱回路；所述的第二換熱器4的用戶側出口依次連接第六閥門8、地源側集水器9、地埋管10、地源側分水器12、第七閥門11和第二換熱器水泵5回到第二換熱器4，構成第二換熱器直接補熱回路；所述的第二換熱器4的用戶側出口依次連接第四閥門6、熱泵機組14地源側、第五閥門7和第二換熱器水泵5回到第二換熱器4，構成第二換熱器直接供暖回路。
[0027]所述的一種從環境取熱的土壤源熱泵系統，所述的熱泵機組14采用在制冷制熱工況轉換模式下的制冷劑側切換或外部水路側切換兩種結構形式。所述的第二換熱器4采用風冷換熱器、太陽能集熱器和溶液噴淋式換熱器中的一種或幾種的組合。
[0028]本發明所述的從環境取熱的土壤源熱泵的運行方法，包括以下幾種獨立的運行模式:
[0029]a.土壤源熱泵供熱或供冷模式:當用戶具有供暖、供生活熱水或供冷需求，且第二換熱器不滿足運行條件時，關閉第二閥門19、第三閥門3、第四閥門6、第五閥門7、第六閥門8、第七閥門11和第二換熱器水泵5 ;地埋管10出水經地源側分水器12和地源側水泵13進入熱泵機組14地源側，為熱泵機組14提供低位熱源或冷源，然后，經地源側集水器9回到地埋管10 ;用戶回水經用戶側集水器17進入熱泵機組14用戶側被加熱或降溫，然后，經用戶側水泵15、用戶側分水器16和第一閥門18回到用戶1，采用土壤源熱泵用于供暖、供生活熱水或供冷；
[0030]b.第二換熱器熱泵補熱模式:當非采暖期的室外空氣溫度較高時，且用戶該時刻無生活熱水需求時，關閉第一閥門18、第四閥門6、第五閥門7、第六閥門8和第七閥門11，用戶I停止供熱或供冷；第二換熱器4的用戶側通過與環境換熱制取熱水經第三閥門3進入第一換熱器2的第二換熱器側放熱，然后，經第二換熱器水泵5回到第二換熱器4 ;熱泵機組14用戶側出水經用戶側水泵15、用戶側分水器16和第二閥門19進入第一換熱器2的熱泵機組用戶側被加熱，然后，經用戶側集水器17回到熱泵機組14用戶側放熱；地埋管10出水經地源側分水器12和地源側水泵13進入熱泵機組14地源側被加熱，然后，經地源側集水器9回到地埋管10 ;該模式下，第二換熱器4與熱泵機組14結合，實現了從環境取熱、經熱泵機組提升溫度后向土壤補熱；該模式下，室外氣溫較高，熱泵機組具有較高的能效比，同時具有補熱水溫較高、補熱量大的特點；
[0031]c.第二換熱器直接補熱模式:當非采暖期的室外空氣溫度進一步升高或太陽能輻射較強時，關閉第一閥門18、第二閥門19、第三閥門3、第四閥門6、第五閥門7、用戶側水泵15和地源側水泵13，熱泵機組14停止運行；地埋管10出水經地源側分水器12、第七閥門11、第二換熱器水泵5進入第二換熱器4的用戶側被加熱，然后，經第六閥門8和地源側集水器9回到地埋管10 ;該模式下，室外氣溫比模式b更高或太陽輻射更強，第二換熱器4可直接從環境獲得較多對流或輻射熱量制取較高溫度的熱水，不通過熱泵機組14而直接向土壤補熱，相對于模式b具有更高的能效比。
[0032]d.第二換熱器熱泵供熱模式:采暖初末期或非采暖期，當室外空氣溫度較高或太陽輻射較強時，關閉第二閥門19、第三閥門3、第六閥門8、第七閥門11和地源側水泵13，地埋管10停止運行；第二換熱器4的用戶側通過與環境換熱制取熱水經第四閥門6進入熱泵機組14地源側放熱，然后，經第五閥門7、第二換熱器水泵5回到第二換熱器4 ;用戶回水經用戶側集水器17到熱泵機組14用戶側被加熱，然后經用戶側水泵15、用戶側分水器16、第一閥門18回到用戶I。采暖初末期，采用第二換熱器4從環境取熱并通過熱泵機組14提升溫度后向用戶I供暖，可減少系統從土壤的取熱量，減緩土壤熱不平衡現象；此外，特別是采暖末期，經過整個供暖季的取熱，地埋管10的出水溫度較低，而采用第二換熱器4從環境取熱制取熱水溫度較高，該模式下熱泵機組14的能效比比土壤源熱泵更高。類似地，當非采暖期用戶I有生活熱水需求，同時室外氣溫較高或太陽輻射較強時，采用該模式制取生活熱水與土壤源熱泵相比具有同樣的優勢。
[0033]上述幾種運行模式中，若模式a與模式c組合，可實現非采暖期的同時供生活熱水和補熱、或夏季的同時供冷和補熱。
[0034]圖2是本發明提供的從環境取熱的土壤源熱泵系統土壤源熱泵供熱或供冷模式的示意圖，當用戶具有供暖、供生活熱水或供冷需求，且第二換熱器不滿足運行條件時，地埋管10出水經地源側分水器12和地源側水泵13進入熱泵機組14地源側，為熱泵機組14提供低位熱源或冷源，然后，經地源側集水器9回到地埋管10 ;用戶回水經用戶側集水器17進入熱泵機組14用戶側被加熱或降溫，然后，經用戶側水泵15、用戶側分水器16和第一閥門18回到用戶1，采用土壤源熱泵用于供暖、供生活熱水或供冷。
[0035]圖3是本發明提供的從環境取熱的土壤源熱泵系統第二換熱器熱泵補熱模式的示意圖，與圖2所示運行模式不同的是，該模式下用戶I停止供暖或供冷；當非采暖期的室外空氣溫度較高時，且用戶該時刻無生活熱水需求時，第二換熱器4的用戶側通過與環境換熱制取熱水經第三閥門3進入第一換熱器2的第二換熱器側放熱，然后，經第二換熱器水泵5回到第二換熱器4 ;熱泵機組14用戶側出水經用戶側水泵15、用戶側分水器16和第二閥門19進入第一換熱器2的熱泵機組用戶側被加熱，然后，經用戶側集水器17回到熱泵機組14用戶側放熱；地埋管10出水經地源側分水器12和地源側水泵13進入熱泵機組14地源側被加熱，然后，經地源側集水器9回到地埋管10 ;該模式下，第二換熱器4與熱泵機組14結合，實現了從環境取熱、經熱泵機組提升溫度后向土壤補熱；該模式下，室外氣溫較高，熱泵機組具有較高的能效比，同時具有補熱水溫較高、補熱量大的特點。
[0036]圖4是本發明提供的從環境取熱的土壤源熱泵系統第二換熱器直接補熱模式的示意圖，與圖2所示運行模式不同的是，熱泵機組14停止運行；當非采暖期的室外空氣溫度進一步升高或太陽能輻射較強時，地埋管10出水經地源側分水器12、第七閥門11、第二換熱器水泵5進入第二換熱器4的用戶側被加熱，然后，經第六閥門8和地源側集水器9回到地埋管10 ;該模式下，室外氣溫比模式b更高或太陽輻射更強，第二換熱器4可直接從環境獲得較多對流或輻射熱量制取較高溫度的熱水，不通過熱泵機組14而直接向土壤補熱，相對于模式b具有更高的能效比。
[0037]圖5是本發明提供的從環境取熱的土壤源熱泵系統第二換熱器熱泵供熱模式的示意圖，與圖2所示運行模式不同的是，采暖初末期或非采暖期，當室外空氣溫度較高或太陽輻射較強時，第二換熱器4的用戶側通過與環境換熱制取熱水經第四閥門6進入熱泵機組14地源側放熱，然后，經第五閥門7、第二換熱器水泵5回到第二換熱器4 ;用戶回水經用戶側集水器17到熱泵機組14用戶側被加熱，然后經用戶側水泵15、用戶側分水器16、第一閥門18回到用戶I。采暖初末期，采用第二換熱器4從環境取熱并通過熱泵機組14提升溫度后向用戶I供暖，可減少系統從土壤的取熱量，減緩土壤熱不平衡現象；此外，特別是采暖末期，經過整個供暖季的取熱，地埋管10的出水溫度較低，而采用第二換熱器4從環境取熱制取熱水溫度較高，該模式下熱泵機組14的能效比比土壤源熱泵更高。類似地，當非采暖期用戶I有生活熱水需求，同時室外氣溫較高或太陽輻射較強時，采用該模式制取生活熱水與土壤源熱泵相比具有同樣的優勢。
【權利要求】
1.一種從環境取熱的土壤源熱泵系統，包括熱泵機組(14)、地埋管(10)、用戶(1)、地源側集水器(9)、地源側分水器(12)、地源側水泵(13)、用戶側水泵(15)、用戶側分水器(16)、第一閥門(18)和用戶側集水器(17);所述熱泵機組(14)的用戶側出口依次連接用戶側水泵(15)、用戶側分水器(16)、第一閥門(18)、用戶(I)和用戶側集水器(17)回到熱泵機組(14)用戶側，構成熱泵機組用戶側供暖供冷回路；所述熱泵機組(14)地源側的出口依次連接地源側集水器(9)、地埋管(10)、地源側分水器(12)和地源側水泵(13)回到熱泵機組(14)地源側，構成熱泵機組地源側制暖制冷回路；其特征在于:所述的從環境取熱的土壤源熱泵系統還包括第一換熱器(2)、第二換熱器(4)、第二換熱器水泵(5)、第二閥門(19)、第三閥門(3)、第四閥門(6)、第五閥門(7)、第六閥門⑶和第七閥門(11);所述的第一換熱器(2)的熱泵機組用戶側出口依次連接用戶側集水器(17)、熱泵機組(14)用戶側、用戶側水泵(15)、用戶側分水器(16)和第二閥門(19)回到第一換熱器(2)，構成第一換熱器的熱泵機組用戶側回路；所述的第二換熱器(4)的用戶側出口依次連接第三閥門(3)、第一換熱器(2)的第二換熱器側和第二換熱器水泵(5)回到第二換熱器(4)，構成第二換熱器熱泵補熱回路；所述的第二換熱器(4)的用戶側出口依次連接第六閥門(8)、地源側集水器(9)、地埋管(10)、地源側分水器(12)、第七閥門(11)和第二換熱器水泵(5)回到第二換熱器(4)，構成第二換熱器直接補熱回路；所述的第二換熱器(4)的用戶側出口依次連接第四閥門(6)、熱泵機組(14)地源側、第五閥門(7)和第二換熱器水泵(5)回到第二換熱器⑷，構成第二換熱器直接供暖回路。
2.根據權利要求1所述的一種從環境取熱的土壤源熱泵系統，其特征在于:所述的熱泵機組(14)采用在制冷制熱工況轉換模式下的制冷劑側切換或外部水路側切換兩種結構形式。
3.根據權利要求1所述的一種從環境取熱的土壤源熱泵系統，其特征在于:所述的第二換熱器(4)采用風冷換熱器、太陽能集熱器和溶液噴淋式換熱器中的一種或幾種的組入口 ο
4.采用如權利要求1所述系統的一種從環境取熱的土壤源熱泵的運行方法，其特征在于所述方法包括以下幾種獨立的運行模式: a.土壤源熱泵供熱或供冷模式:關閉第二閥門(19)、第三閥門(3)、第四閥門(6)、第五閥門⑵、第六閥門(8)、第七閥門(11)和第二換熱器水泵(5);地埋管(10)出水經地源側分水器(12)和地源側水泵(13)進入熱泵機組(14)地源側，為熱泵機組(14)提供低位熱源或冷源，然后，經地源側集水器(9)回到地埋管(10);用戶回水經用戶側集水器(17)進入熱泵機組(14)用戶側被加熱或降溫，然后，經用戶側水泵(15)、用戶側分水器(16)和第一閥門(18)回到用戶(I)，用于供暖、供生活熱水或供冷； b.第二換熱器熱泵補熱模式:關閉第一閥門(18)、第四閥門(6)、第五閥門(7)、第六閥門(8)和第七閥門(11)，用戶(I)停止供熱或供冷；第二換熱器(4)的用戶側通過與環境換熱制取熱水經第三閥門(3)進入第一換熱器(2)的第二換熱器側放熱，然后，經第二換熱器水泵(5)回到第二換熱器⑷；熱泵機組(14)用戶側出水經用戶側水泵(15)、用戶側分水器(16)和第二閥門(19)進入第一換熱器(2)的熱泵機組用戶側被加熱，然后，經用戶側集水器(17)回到熱泵機組(14)用戶側放熱；地埋管(10)出水經地源側分水器(12)和地源側水泵(13)進入熱泵機組(14)地源側被加熱，然后，經地源側集水器(9)回到地埋管(10);該模式下，第二換熱器(4)與熱泵機組(14)結合，實現了從環境取熱、經熱泵機組提升溫度后向土壤補熱； c.第二換熱器直接補熱模式:關閉第一閥門(18)、第二閥門(19)、第三閥門(3)、第四閥門(6)、第五閥門(7)、用戶側水泵(15)和地源側水泵(13)，熱泵機組(14)停止運行；地埋管(10)出水經地源側分水器(12)、第七閥門(11)、第二換熱器水泵(5)進入第二換熱器(4)的用戶側被加熱，然后，經第六閥門(8)和地源側集水器(9)回到地埋管(10);該模式下，第二換熱器(4)實現了從環境取熱并直接向土壤補熱； d.第二換熱器熱泵供熱模式:關閉第二閥門(19)、第三閥門(3)、第六閥門(8)、第七閥門(11)和地源側水泵(13);第二換熱器(4)的用戶側通過與環境換熱制取熱水經第四閥門(6)進入熱泵機組(14)地源側放熱，然后，經第五閥門(7)、第二換熱器水泵(5)回到第二換熱器(4);用戶回水經用戶側集水器(17)到熱泵機組(14)用戶側被加熱，然后經用戶側水泵(15)、用戶側分水器(16)、第一閥門(18)回到用戶(I);該模式下，第二換熱器(4)與熱泵機組(14)結合，實現了從環境取熱、經熱泵機組提升溫度后向用戶(I)直接供熱，滿足用戶供暖、供生活熱水的需求。
5.根據權利要求4所述的一種從環境取熱的土壤源熱泵的運行方法，其特征在于:所述模式a與模式c組合，實現同時供生活熱水和補熱、或同時供冷和補熱。
【文檔編號】F25B30/06GK104482691SQ201510007957
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2015年1月7日 優先權日:2015年1月7日
【發明者】李先庭, 游田, 王寶龍, 石文星, 吳偉, 徐 明 申請人:清華大學