CN107062461A - 一种新型的温湿度独立控制的土壤源自然冷暖空调装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型的温湿度独立控制的土壤源自然冷暖空调装置，其组成包括：一体化压缩式热泵机组，一体化压缩式热泵机组分别与和制冷剂换热管路、输出管路、室外混合阀和室外三通阀连接，输出管路与新风处理***，新风处理***通过风道和室内空间连接，室内空间中包括顶部毛细辐射换热器、地板毛细辐射换热器、室内混合阀和室内三通阀，顶部毛细辐射换热器和地板毛细辐射换热器分别和室内混合阀、室内三通阀连接，室内混合阀和室外混合阀连接，室内三通阀和室外三通阀连接，室外三通阀和水泵连接，室外混合阀和水泵与土壤换热***连接。该装置有利于冬冷夏热地区土壤热平衡，为温湿度独立控制空调***的一种优选方案。
Description
技术领域
本发明涉及温湿度独立控制的土壤源自然冷暖空调***技术领域，具体为一种新型的温湿度独立控制的土壤源自然冷暖空调装置。
背景技术
能源危机是上世纪以来就开始困扰着全人类发展的问题，全球各国在发展经济的同时，也都开始注意到了这些问题对人类发展的可持续性所造成的伤害。采用更高性能的技术和采用可持续能源是节能减排的重要途径。
在空调行业，我们面临的问题主要有以下这些：首先是空调***的能耗问题，空调***的用电量在夏季是占了全国总能耗很大的比重，无论对于居民使用、工业使用者或者电网，这都是一个很大的负担。时下很多空调生产商采用直流变频技术去降低功耗从而提高空调效率都是以节能为目的出发的。其次是冬季采暖问题，当下空调的设计和用户的购买大多基于夏季制冷工况，而同样功率的机组在冬季进行采暖时经常出现功率不足的问题；而如果采用直接燃烧天然气取暖则会带来效率低下和环境污染等问题。因此采用地源热泵可以有效利用土壤蓄热的功能，降低空调功耗，特别是在冬季采暖时效果较为明显。最后是舒适性问题，常见的空调***主要注重显热处理，在除湿过程中通常采用过冷除湿再加热到指定温度，导致能耗增加并且舒适性降低，可采用温湿度独立控制的方法来改善该状况。
当下的温湿度独立控制空调***和地源热泵已经得到了一定程度的推广，但仍然存在以下的一些问题。首先，显热处理所需的功率大，潜热处理所需的功率小，而显热处理的所需温度比潜热处理的所需温度高，这些功率和温度的不匹配使机组的性能有进一步提升空间。其次，在地源热泵的运行过程中冬夏功率不均等的问题会导致地热失衡，这不但给环境带来了一定程度的影响，也会削弱地源热泵在长期运行过程中采用地源换热的优势，降低机组整体效率。最后，温湿度独立控制空调***和地源热泵并未有机结合起来，充分发挥各自优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种新型的温湿度独立控制的土壤源自然冷暖空调装置，其组成包括：一体化压缩式热泵机组、制冷剂换热管路、空气换热***、输出管路、新风处理***、新风回热器、风道、室内环境、顶部毛细辐射换热器、地板毛细辐射换热器、室内混合阀、室内三通阀、室外混合阀、室外三通阀、水泵、土壤换热***，所述的一体化压缩式热泵机组分别与和制冷剂换热管路、输出管路、室外混合阀和室外三通阀连接，所述的输出管路与新风处理***，所述的新风处理***由新风回热器、风道组成，所述的新风处理***通过风道和室内空间连接，所述的室内空间中包括顶部毛细辐射换热器、地板毛细辐射换热器、室内混合阀和室内三通阀，所述的顶部毛细辐射换热器和地板毛细辐射换热器分别和室内混合阀、室内三通阀连接，所述的室内混合阀和室外混合阀连接，所述的室内三通阀和室外三通阀连接，所述的室外三通阀和水泵连接，所述的室外混合阀和水泵与土壤换热***连接
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该***是一种使用土壤换热***处理全部显热负荷的温湿度独立控制空调***，结合土壤换热***、毛细辐射换热***、压缩式热泵、空气换热***和新风处理***，可提供夏季的制冷除湿以及冬季的采暖；***中的部件采用三向阀门连接，具有多种组合工作方式，可在不同工况下采用最节能高效的工作模式，相比传统的温湿度独立控制空调***，采用土壤源自然冷暖技术，显热负荷处理过程基本不耗电；采用土壤换热***和空气换热***结合的方式驱动压缩式热泵***，降低处理潜热负荷的能耗，采用土壤换热***在夏季同时处理显热负荷和部分潜热负荷，在冬季处理显热负荷，有利于夏热冬冷地区的负荷平衡和土壤热平衡，可以大幅减少温湿度独立控制空调***的能耗，提高空调***效率，并有利于冬冷夏热地区土壤热平衡，为温湿度独立控制空调***的一种优选方案。
附图说明
图1为本发明结构示意图。
图2本本发明以土壤换热制冷空气换热除湿模式工作的示意图。
图3为本发明以土壤换热除湿模式工作的示意图。
图4为本发明以土壤换热采暖模式工作的示意图。
图5为本发明以土壤空气复合换热采暖模式工作的示意图。
图中：1、一体化压缩式热泵机组，2、制冷剂换热管路，3、空气换热***，4、输出管路，5、新风处理***，6、新风回热器，7、风道，8、室内空间，9、顶部毛细辐射换热器，10、地板毛细辐射换热器，11、室内混合阀，12、室内三通阀，13、室外混合阀，14、室外三通阀，15、水泵，16、土壤换热***。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图（实线代表通路，虚线代表断路，箭头代表空气流动方向），对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种新型的温湿度独立控制的土壤源自然冷暖空调装置，其组成包括：一体化压缩式热泵机组1、制冷剂换热管路2、空气换热***3、输出管路4、新风处理***5、新风回热器6、风道7、室内空间8、顶部毛细辐射换热器9、地板毛细辐射换热器10、室内混合阀11、室内三通阀12、室外混合阀13、室外三通阀14、水泵15、土壤换热***16，所述的一体化压缩式热泵机组1分别与和制冷剂换热管路2、输出管路4、室外混合阀13和室外三通阀14连接，所述的输出管路4与新风处理***5，所述的新风处理***5由新风回热器6、风道7组成，所述的新风处理***5通过风道7和室内空间8连接，所述的室内空间8中包括顶部毛细辐射换热器9、地板毛细辐射换热器10、室内混合阀11和室内三通阀12，所述的顶部毛细辐射换热器9和地板毛细辐射换热器10分别和室内混合阀11、室内三通阀12连接，所述的室内混合阀12和室外混合阀13连接，所述的室内三通阀12和室外三通14阀连接，所述的室外三通阀14和水泵15连接，所述的室外混合阀14和水泵15与土壤换热***16连接。
进一步地，本发明以土壤换热制冷空气换热除湿模式工作时，如图2所示。一方面土壤换热***16通过水泵15、室内混合阀11、室内三通阀12、室外混合阀13、室外三通阀14和顶部毛细辐射换热器9连接，将土壤自热冷源的冷量经过毛细辐射的方式对室内环境9进行冷量输出，从而以极少的能源消耗处理显热负荷；另一方面，一体化压缩式热泵机组1以制冷模式运行，机组冷凝热经过制冷剂换热管路2从空气换热***3排出，热泵机组产生冷量经过输出管路4进入新风处理***5中，并对新风进行除湿。至此，对室内环境8进行温湿度独立调节，能源消耗很少，适用于夏季工况。
进一步地，本发明以土壤换热除湿模式工作时，如图3所示。土壤换热***16通过水泵15、室外混合阀13、室外三通阀14和一体化压缩式热泵机组1连接，用土壤自热冷源带走热泵机组的冷凝热，热泵机组产生冷量经过输出管路4进入新风处理***5中，并对新风进行除湿。至此，对室内环境8进行除湿，并且因为采用了土壤自然冷源进行热泵冷却，大大提高了***效率，适用于只有潜热负荷的过渡季节工况。
进一步地，本发明以土壤换热采暖模式工作时，如图4所示。土壤换热***16通过水泵15、室内混合阀11、室内三通阀12、室外混合阀13、室外三通阀14和地板毛细辐射换热器10连接，将土壤自热热源的热量经过毛细辐射的方式对室内环境9进行热量输出，从而在只消耗水泵输入的情况下进行采暖，适用于大多数冬季工况。
进一步地，本发明以土壤空气复合换热采暖模式工作时，如图5所示。一方面土壤换热***16通过水泵15、室内混合阀11、室内三通阀12、室外混合阀13、室外三通阀14和地板毛细辐射换热器10连接，将土壤自热热源的热量经过毛细辐射的方式对室内环境9进行热量输出。另一方面，一体化压缩式热泵机组1以制热模式运行，机组经过制冷剂换热管路2从空气换热***3中吸取热量，热泵机组产生热量经过输出管路4进入新风处理***5中，并对新风进行加热。这种模式的热量输出能力比土壤换热采暖模式更强，适用于少数冬季工况。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (1)
1.一种新型的温湿度独立控制的土壤源自然冷暖空调装置，其组成包括：一体化压缩式热泵机组（1）、制冷剂换热管路（2）、空气换热***（3）、输出管路（4）、新风处理***（5）、新风回热器（6）、风道（7）、室内空间（8）、顶部毛细辐射换热器（9）、地板毛细辐射换热器（10）、室内混合阀（11）、室内三通阀（12）、室外混合阀（13）、室外三通阀（14）、水泵（15）、土壤换热***（16），其特征是：所述的一体化压缩式热泵机组（1）分别与和制冷剂换热管路（2）、输出管路（4）、室外混合阀（13）和室外三通阀（14）连接，所述的输出管路（4）与新风处理***（5），所述的新风处理***（5）由新风回热器（6）、风道（7）组成，所述的新风处理***（5）通过风道（7）和室内空间（8）连接，所述的室内空间（8）中包括顶部毛细辐射换热器（9）、地板毛细辐射换热器（10）、室内混合阀（11）和室内三通阀（12），所述的顶部毛细辐射换热器（9）和地板毛细辐射换热器（10）分别和室内混合阀（11）、室内三通阀（12）连接，所述的室内混合阀（12）和室外混合阀（13）连接，所述的室内三通阀（12）和室外三通（14）阀连接，所述的室外三通阀（14）和水泵（15）连接，所述的室外混合阀（14）和水泵（15）与土壤换热***（16）连接。
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