CN113720036B - 一种多功能双源热泵***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
一种多功能双源热泵***，包括***组件和管路组件；***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***的控制方法，采用上述多功能双源热泵***。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***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。
Description
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***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、***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***、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***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***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***”，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***”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***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***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***”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***”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***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***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***及其控制方法。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种多功能双源热泵***，包括***组件和管路组件；***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，地水源换热器、室内换热器和室外空气源换热器均包括第一端和第二端，制冷剂在第一端和第二端之间换热；管路组件包括四通阀、气液双向切换阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀、第六单向阀、第七单向阀，四通阀和气液双向切换阀均包括D端、S端、E端、C端；压缩机的吸气口与气液分离器的出口端连接，压缩机的排气口与四通阀的D端连接，四通阀的C端与地水源换热器的第一端连接，四通阀的S端与气液分离器的进口端连接，四通阀的E端与室内换热器的第一端连接；地水源换热器的第二端与第二单向阀的入口端连接，第二单向阀的出口端与气液双向切换阀的D端连接，气液双向切换阀的S端与气液分离器的进口端连接，气液双向切换阀的C端与室外空气源换热器的第一端连接，室外空气源换热器的第二端与第六单向阀的入口端连接，第六单向阀的出口端与储液罐的内部连接；室外空气源换热器的第二端还与第七单向阀的出口端连接，第七单向阀的入口端经第二电子膨胀阀与储液罐的内部连接；气液双向切换阀的E端与第五单向阀的入口端连接，第五单向阀的出口端与储液罐的内部连接；室内换热器的第二端与第四单向阀的出口端连接，第四单向阀的入口端经第一电子膨胀阀与储液罐的内部连接，室内换热器的第二端还与第一单向阀的入口端连接，第一单向阀的出口端与气液双向切换阀的D端连接；地水源换热器的第二端还与第三单向阀的出口端连接，第三单向阀的入口端经第一电子膨胀阀与储液罐的内部连接。
采用这种结构后，通过控制管路组件的工作状态，可使***具有多种工作模式。且***结构简单，既可制冷又可制热，冬季室外机除霜时不会造成室内温度波动，可调节***制冷剂流量分配，可将制冷剂回收至气液分离器从而减少制冷剂滞留，可通过四通阀和气液双向切换阀实现制冷和制热模式的切换，通过控制双电子膨胀阀的启闭和开度选择地水源或空气源换热器或双源换热器联合运行，以及控制制冷剂的分配与回流。
作为一种优选，四通阀和气液双向切换阀均具有得电状态和掉电状态；四通阀在得电状态下，其D端与E端连通，S端与C端连通，四通阀在掉电状态下，其D端与C端连通，S端与E端连通；气液双向切换阀在得电状态下，其D端与E端连通，S端与C端连通，气液双向切换在掉电状态下，其D端与C端连通，S端与E端连通。采用这种结构后，可通过控制四通阀与气液双向切换阀的电路通断，从而控制阀内的管路连通状态，以适用***的不同工作模式。
作为一种优选，多功能双源热泵***具有多种工作模式，多种工作模式包括地源制冷模式、空气源制冷模式、双源串联制冷模式；在地源制冷模式下，四通阀处于掉电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于得电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭；在空气源制冷模式下，四通阀处于掉电状态，地水源换热器的水泵关闭，气液双向切换阀处于掉电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭；在双源串联制冷模式下，四通阀处于掉电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于掉电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭。
采用这种结构后，当***采用地源制冷模式，压缩机排出的制冷剂依次流经四通阀、地水源换热器、第二单向阀、气液双向切换阀、第五单向阀、储液罐、第一电子膨胀阀、第四单向阀、室内换热器，再经四通阀流入气液分离器，分离后的气态制冷剂被压缩机吸入并压缩；当***采用空气源制冷模式，压缩机排出的制冷剂依次流经四通阀、地水源换热器、第二单向阀、气液双向切换阀、室外空气源换热器、第六单向阀、储液罐、第一电子膨胀阀、第四单向阀、室内换热器，再经四通阀流入气液分离器，分离后的气态制冷剂被压缩机吸入并压缩，此模式下水泵不工作，地水源换热器仅作为通道使用；当***采用双源串联制冷模式，制冷剂的循环路径与空气源制冷模式下相同，但由于水泵开启，此时地水源换热器对流经的制冷剂进行散热。
作为一种优选，多功能双源热泵***具有多种工作模式，多种工作模式包括地源融霜模式、地源制热模式、空气源制热模式、双源联合制热模式；在地源融霜模式下，四通阀处于得电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于掉电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭；在地源制热模式下，四通阀处于得电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于得电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭；在空气源制热模式下，四通阀处于得电状态，地水源换热器的水泵关闭，气液双向切换阀处于得电状态，第一电子膨胀阀关闭，第二电子膨胀阀开启；在双源联合制热模式下，四通阀处于得电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于得电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀开启。
采用这种结构后，当***采用地源融霜模式，压缩机排出的制冷剂依次流经四通阀、室内换热器、第一单向阀、气液双向切换阀、室外空气源换热器、第六单向阀、储液罐、第一电子膨胀阀、第三单向阀、地水源换热器，再经四通阀流入气液分离器，分离出的气态制冷剂被压缩机吸入并压缩，此过程中，利用制冷剂的过冷热对室外空气源换热器表面的结霜进行加热，使其融化；当***采用地源制热模式，压缩机排出的制冷剂依次流经四通阀、室内换热器、第一单向阀、气液双向切换阀、第五单向阀、储液罐、第一电子膨胀阀、第三单向阀、地水源换热器，再经四通阀流入气液分离器，分离出的气态制冷剂被压缩机吸入并压缩；当***采用空气源制热模式，压缩机排出的制冷剂依次流经四通阀、室内换热器、第一单向阀、气液双向切换阀、第五单向阀、储液罐、第二电子膨胀阀、第七单向阀、室外空气源换热器，再经气液双向切换阀流入气液分离器，分离出的气态制冷剂被压缩机吸入并压缩；当***采用地源制热模式，压缩机排出的制冷剂依次流经四通阀、室内换热器、第一单向阀、气液双向切换阀、第五单向阀、储液罐、第一电子膨胀阀、第三单向阀、地水源换热器，再经四通阀流入气液分离器，分离出的气态制冷剂被压缩机吸入并压缩；当***采用双源联合制热模式，压缩机排出的制冷剂依次流经室内换热器、第一单向阀、气液双向切换阀、第五单向阀、储液罐，经储液罐流出的制冷剂分两路，一路经第一电子膨胀阀、第三单向阀、地水源换热器，再经四通阀流入气液分离器，另一路经第二电子膨胀阀、第七单向阀、室外空气源换热器，再经气液双向切换阀流入气液分离器，分离出的气态制冷剂被压缩机吸入并压缩。
作为一种优选，室内换热器为水冷换热器，室外空气源换热器为风冷换热器。
作为一种优选，室外空气源换热器包括分液器和风机。
一种多功能双源热泵***的控制方法，工作模式由用户自由选择，根据用户所选择的工作模式控制四通阀、气液双向切换阀、水泵、第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀的工作状态。采用这种方法后，用户可根据室外环境情况和自身需求选择一种工作模式。
作为一种优选，当多功能热泵***处于地源制冷模式或双源串联制冷模式时，地下水经地水源换热器进行换热，将换热后的地下水进行余热回收。采用这种方法后，回收的地下水已被加热，回收其余热后可进行再利用，节省能源。
上述多功能双源热泵***的工作过程如下：
在地源制冷模式下，四通阀掉电，气液双向切换阀得电，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和C端将气态高温高压制冷剂输送至地水源换热器，地水源换热器的水泵开启，制冷剂将热量释放给地水源后从地水源换热器的第二端流出，再依次流经第二单向阀、气液双向切换阀，得电状态下气液双向切换阀的D端和E端连通，从而制冷剂经过第五单向阀流入储液罐，再经第一电子膨胀阀节流降压生成低温低压制冷剂，经第四单向阀流入室内换热器，利用低温低压制冷剂，可以给室内用水降温，从而制得冷水，制冷剂吸热后从室内换热器的第一端流出，经四通阀的E端和D端输送至气液分离器的进口端，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离获得气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环制冷。
在空气源制冷模式下，四通阀掉电，气液双向切换阀掉电，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和C端将气态高温高压制冷剂输送至地水源换热器，此时不启动地水源换热器的水泵，不进行热交换，只作为通道，再依次流经第二单向阀、气液双向切换阀，气液双向切换阀的D端和C端连通，将高温高压制冷剂输送至室外空气源换热器，并通过室外风机使得高温高压制冷剂进行热交换，放热后的制冷剂经第六单向阀输送至储液罐，再经第一电子膨胀阀节流降压生成低温低压制冷剂，经第四单向阀流入室内换热器，利用低温低压制冷剂，可以给室内用水降温，制得冷水，制冷剂吸热后从室内换热器的第一端流出，经四通阀的E端和D端输送至气液分离器的进口端，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离获得气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环制冷。
在双源串联制冷模式下，四通阀掉电，气液双向切换阀掉电，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和C端将气态高温高压制冷剂输送至地水源换热器，地水源换热器的水泵开启，将热量释放给地水源后的制冷剂从地水源换热器的第二端流出，依次流经第二单向阀、气液双向切换阀，气液双向切换阀的D端和C端连通，制冷剂经过室外空气源换热器，并通过室外风机对制冷剂进行降温过冷，生成的低温高压制冷剂从室外空气源换热器的第二端流出，经第六单向阀输送至储液罐，再经第一电子膨胀阀节流降压生成低温低压制冷剂，经第四单向阀流入室内换热器，并利用低温低压制冷剂给室内用水降温，制得冷水，制冷剂吸热后从室内换热器的第一端流出，经四通阀的E端和S端输送至气液分离器的进口端，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离获得气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环制冷。
在地源融霜模式下，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和E端将气态高温高压制冷剂输送至室内换热器，利用高温高压制冷剂，室内换热器可以对室内用水进行加热，经放热后的制冷剂从室内换热器的第二端流出，依次流经第一单向阀、气液双向切换阀，此时气液双向切换阀掉电，气液双向切换阀的D端与C端连通，制冷剂流入室外空气源换热器进行热交换，利用制冷剂的过冷热融化室外空气源换热器表面的结霜，并生成低温高压制冷剂从室外空气源换热器的第二端流出，进而通过第六单向阀将低温高压制冷剂输送至储液罐。储液罐中的低温高压制冷剂经过第一电子膨胀阀节流降压，生成低温低压制冷剂，进而经第三单向阀输送至地水源换热器，吸收地水源的热量后从地水源换热器的第一端流出，再经过四通阀的C端和S端，输送至气液分离器的进口端，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离生成气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环。
在空气源制热模式下，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和E端将气态高温高压制冷剂输送至室内换热器，利用高温高压制冷剂，可以对室内用水进行加热，经放热后的制冷剂从室内换热器的第二端流出后，依次流经第一单向阀、气液双向切换阀，此时气液双向阀得电，气液双向切换阀的D端与E端连通，制冷剂经过第五单向阀流入储液罐，打开第二电子膨胀阀，关闭第一电子膨胀阀，制冷剂从储液罐流出，经第二电子膨胀阀节流降压后形成低温低压制冷剂，进而经第七单向阀输送至室外空气源换热器，并通过室外风机对低温低压制冷剂进行热交换后从室外空气源换热器的第一端流出，经过气液双向阀的C端和S端，输送至气液分离器的进口端，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离生成气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环。
在地源制热模式下，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和E端将气态高温高压制冷剂输送至室内换热器，利用高温高压制冷剂，可以对室内用水进行加热，经放热后的制冷剂从室内换热器的第二端流出后，依次流经第一单向阀、气液双向切换阀，此时气液双向阀得电，气液双向切换阀的D端与E端连通，制冷剂经过第五单向阀流入储液罐，打开第一电子膨胀阀，关闭第二电子膨胀阀，制冷剂从储液罐流出，经第一电子膨胀阀节流降压后形成低温低压制冷剂，进而经第三单向阀输送至地水源换热器，吸收地水源的热量后从地水源换热器的第一端流出，经过四通阀的C端和S端，输送至气液分离器的进口端，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离生成气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环。
在双源联合制热模式下，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和E端将气态高温高压制冷剂输送至室内换热器，利用高温高压制冷剂，可以对室内用水进行加热，经放热后的制冷剂从室内换热器的第二端流出后，依次流经第一单向阀、气液双向切换阀，此时气液双向阀得电，气液双向切换阀的D端与E端连通，制冷剂经过第五单向阀流入储液罐，第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀均打开，制冷剂从储液罐流出，分别经第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀节流降压后形成第一低温低压制冷剂和第二低温低压制冷剂，第一低温低压制冷剂经第三单向阀输送至地水源换热器，吸收地水源的热量后从地水源换热器的第一端流出，经过四通阀的C端和S端，输送至气液分离器的进口端，第二低温低压制冷剂经第七单向阀输送至室外空气源换热器，并通过室外风机对低温低压制冷剂进行热交换后从室外空气源换热器的第一端流出，经过气液双向阀的C端和S端，输送至气液分离器的进口端，第一低温低压制冷剂和第二低温低压制冷剂在气液分离器中汇合，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离生成气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环制热。
总的说来，本发明具有如下优点：
(1)采用地水源和空气源作为热泵***的冷热源，采用四通阀切换制热模式和制冷模式，用户可根据室外环境和自身需求选择只用地水源作为冷热源，或只用空气源作为冷热源，或双源联合运行，扩大了热泵的应用范围。
(2)采用双源联合运行，可实现在冬季既能对室外空气源换热器进行融霜，又能制热时连续产热，不会造成室内温度波动。
(3)采用双电子膨胀阀有利于控制***制冷剂的分配，通过调节电子膨胀阀的开度可将制冷剂回收至气液分离器从而减少制冷剂滞留，避免制冷剂循环量减少带来的问题。
(4)制冷时可采用双源串联方式，避免并联方式中制冷剂分配的问题。
附图说明
图1为多功能双源热泵***的结构示意图。
其中，1为压缩机，2为四通阀，3为室内换热器，4为储液罐，5为气液双向切换阀，6为地水源换热器，701为第一电子膨胀阀，702为第二电子膨胀阀，8为室外空气源换热器，9为风机，10为气液分离器，1101为第一单向阀，1102为第二单向阀，1103为第二单向阀，1104为第四单向阀，1105为第五单向阀，1106为第六单向阀，1107为第七单向阀。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
实施例一
参照图1，一种多功能双源热泵***，包括***组件和管路组件；***组件包括压缩机1、室内换热器3、室外空气源换热器8、地水源换热器6、气液分离器10、储液罐4、第一电子膨胀阀701、第二电子膨胀阀702，地水源换热器包括水泵，地水源换热器、室内换热器和室外空气源换热器均包括第一端和第二端，制冷剂在第一端和第二端之间换热；管路组件包括四通阀2、气液双向切换阀5、第一单向阀1101、第二单向阀1102、第三单向阀1103、第四单向阀1104、第五单向阀1105、第六单向阀1106、第七单向阀1107，四通阀和气液双向切换阀均包括D端、S端、E端、C端。
压缩机的吸气口与气液分离器的出口端连接，压缩机的排气口与四通阀的D端连接，四通阀的C端与地水源换热器的第一端连接，四通阀的S端与气液分离器的进口端连接，四通阀的E端与室内换热器的第一端连接；地水源换热器的第二端与第二单向阀的入口端连接，第二单向阀的出口端与气液双向切换阀的D端连接，气液双向切换阀的S端与气液分离器的进口端连接，气液双向切换阀的C端与室外空气源换热器的第一端连接，室外空气源换热器的第二端与第六单向阀的入口端连接，第六单向阀的出口端与储液罐的内部连接；室外空气源换热器的第二端还与第七单向阀的出口端连接，第七单向阀的入口端经第二电子膨胀阀与储液罐的内部连接；气液双向切换阀的E端与第五单向阀的入口端连接，第五单向阀的出口端与储液罐的内部连接；室内换热器的第二端与第四单向阀的出口端连接，第四单向阀的入口端经第一电子膨胀阀与储液罐的内部连接，室内换热器的第二端还与第一单向阀的入口端连接，第一单向阀的出口端与气液双向切换阀的D端连接；地水源换热器的第二端还与第三单向阀的出口端连接，第三单向阀的入口端经第一电子膨胀阀与储液罐的内部连接。
四通阀和气液双向切换阀均具有得电状态和掉电状态；四通阀在得电状态下，其D端与E端连通，S端与C端连通，四通阀在掉电状态下，其D端与C端连通，S端与E端连通；气液双向切换阀在得电状态下，其D端与E端连通，S端与C端连通，气液双向切换在掉电状态下，其D端与C端连通，S端与E端连通。
多功能双源热泵***具有多种工作模式，多种工作模式包括地源制冷模式、空气源制冷模式、双源串联制冷模式。
在地源制冷模式下，四通阀处于掉电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于得电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭。
在空气源制冷模式下，四通阀处于掉电状态，地水源换热器的水泵关闭，气液双向切换阀处于掉电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭。
在双源串联制冷模式下，四通阀处于掉电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于掉电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭。
多功能双源热泵***具有多种工作模式，多种工作模式包括地源融霜模式、地源制热模式、空气源制热模式、双源联合制热模式。
在地源融霜模式下，四通阀处于得电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于掉电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭。
在地源制热模式下，四通阀处于得电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于得电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭。
在空气源制热模式下，四通阀处于得电状态，地水源换热器的水泵关闭，气液双向切换阀处于得电状态，第一电子膨胀阀关闭，第二电子膨胀阀开启。
在双源联合制热模式下，四通阀处于得电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于得电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀开启。
室内换热器为水冷换热器，室外空气源换热器为风冷换热器。
室外空气源换热器包括分液器和风机9。
第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀、第六单向阀和第七单向阀均为市售的单向阀，流体的流动方向为由入口端经阀内到出口端的单向流动。
四通阀为市售产品。
四通阀与气液双向切换阀均包括主阀、控制阀，主阀为气动换向阀、控制阀为电磁换向阀，主阀的阀体上设有第一连接管、第二连接管、第三连接管、第四连接管，D端、E端、S端、C端分别为第一连接管、第二连接管、第三连接管、第四连接管的管口。控制阀的阀体上设有第一毛细管、第二毛细管、第三毛细管、第四毛细管，第一毛细管和第三毛细管分别连通压缩机的排气管和吸气管，主阀体内设有主阀芯，第二毛细管和第三毛细管分别与主阀芯两端的空间连接，并通过第二毛细管与第三毛细管的内部流体压差推动主阀芯运动。
四通阀的第一毛细管连接在四通阀的第一连接管上，四通阀的第三毛细管连接在四通阀的第三连接管上，气液双向切换阀的第一毛细管连接在压缩机的排气管上，气液双向切换阀的第三毛细管连接在压缩机的吸气管上。
一种多功能双源热泵***的控制方法，采用上述的一种多功能双源热泵***，多功能双源热泵***的工作模式由用户自由选择，根据用户所选择的工作模式控制四通阀、气液双向切换阀、水泵、第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀的工作状态。
当多功能热泵***处于地源制冷模式或双源串联制冷模式时，地下水经地水源换热器进行换热，将换热后的地下水进行余热回收。
上述多功能双源热泵***在使用时，其工作过程如下：
当采用地源制冷模式时，四通阀掉电，气液双向切换阀得电，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和C端将气态高温高压制冷剂输送至地水源换热器，地水源换热器的水泵开启，制冷剂将热量释放给地水源后从地水源换热器的第二端流出，再依次流经第二单向阀、气液双向切换阀，得电状态下气液双向切换阀的D端和E端连通，从而制冷剂经过第五单向阀流入储液罐，再经第一电子膨胀阀节流降压生成低温低压制冷剂，经第四单向阀流入室内换热器，利用低温低压制冷剂，可以给室内用水降温，从而制得冷水，制冷剂吸热后从室内换热器的第一端流出，经四通阀的E端和D端输送至气液分离器的进口端，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离获得气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环制冷。
当采用空气源制冷模式时，四通阀掉电，气液双向切换阀掉电，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和C端将气态高温高压制冷剂输送至地水源换热器，此时不启动地水源换热器的水泵，不进行热交换，只作为通道，再依次流经第二单向阀、气液双向切换阀，气液双向切换阀的D端和C端连通，将高温高压制冷剂输送至室外空气源换热器，并通过室外风机使得高温高压制冷剂进行热交换，放热后的制冷剂经第六单向阀输送至储液罐，再经第一电子膨胀阀节流降压生成低温低压制冷剂，经第四单向阀流入室内换热器，利用低温低压制冷剂，可以给室内用水降温，制得冷水，制冷剂吸热后从室内换热器的第一端流出，经四通阀的E端和D端输送至气液分离器的进口端，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离获得气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环制冷。
当采用双源串联制冷模式时，四通阀掉电，气液双向切换阀掉电，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和C端将气态高温高压制冷剂输送至地水源换热器，地水源换热器的水泵开启，将热量释放给地水源后的制冷剂从地水源换热器的第二端流出，依次流经第二单向阀、气液双向切换阀，气液双向切换阀的D端和C端连通，制冷剂经过室外空气源换热器，并通过室外风机对制冷剂进行降温过冷，生成的低温高压制冷剂从室外空气源换热器的第二端流出，经第六单向阀输送至储液罐，再经第一电子膨胀阀节流降压生成低温低压制冷剂，经第四单向阀流入室内换热器，并利用低温低压制冷剂给室内用水降温，制得冷水，制冷剂吸热后从室内换热器的第一端流出，经四通阀的E端和S端输送至气液分离器的进口端，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离获得气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环制冷。
当采用地源融霜模式时，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和E端将气态高温高压制冷剂输送至室内换热器，利用高温高压制冷剂，室内换热器可以对室内用水进行加热，经放热后的制冷剂从室内换热器的第二端流出，依次流经第一单向阀、气液双向切换阀，此时气液双向切换阀掉电，气液双向切换阀的D端与C端连通，制冷剂流入室外空气源换热器进行热交换，利用制冷剂的过冷热融化室外空气源换热器表面的结霜，并生成低温高压制冷剂从室外空气源换热器的第二端流出，进而通过第六单向阀将低温高压制冷剂输送至储液罐。储液罐中的低温高压制冷剂经过第一电子膨胀阀节流降压，生成低温低压制冷剂，进而经第三单向阀输送至地水源换热器，吸收地水源的热量后从地水源换热器的第一端流出，再经过四通阀的C端和S端，输送至气液分离器的进口端，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离生成气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环。
当采用空气源制热模式时，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和E端将气态高温高压制冷剂输送至室内换热器，利用高温高压制冷剂，可以对室内用水进行加热，经放热后的制冷剂从室内换热器的第二端流出后，依次流经第一单向阀、气液双向切换阀，此时气液双向阀得电，气液双向切换阀的D端与E端连通，制冷剂经过第五单向阀流入储液罐，打开第二电子膨胀阀，关闭第一电子膨胀阀，制冷剂从储液罐流出，经第二电子膨胀阀节流降压后形成低温低压制冷剂，进而经第七单向阀输送至室外空气源换热器，并通过室外风机对低温低压制冷剂进行热交换后从室外空气源换热器的第一端流出，经过气液双向阀的C端和S端，输送至气液分离器的进口端，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离生成气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环。
当采用地源制热模式时，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和E端将气态高温高压制冷剂输送至室内换热器，利用高温高压制冷剂，可以对室内用水进行加热，经放热后的制冷剂从室内换热器的第二端流出后，依次流经第一单向阀、气液双向切换阀，此时气液双向阀得电，气液双向切换阀的D端与E端连通，制冷剂经过第五单向阀流入储液罐，打开第一电子膨胀阀，关闭第二电子膨胀阀，制冷剂从储液罐流出，经第一电子膨胀阀节流降压后形成低温低压制冷剂，进而经第三单向阀输送至地水源换热器，吸收地水源的热量后从地水源换热器的第一端流出，经过四通阀的C端和S端，输送至气液分离器的进口端，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离生成气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环。
当采用双源联合制热模式时，压缩机将制冷剂压缩成气态高温高压制冷剂排出，并通过四通阀的D端和E端将气态高温高压制冷剂输送至室内换热器，利用高温高压制冷剂，可以对室内用水进行加热，经放热后的制冷剂从室内换热器的第二端流出后，依次流经第一单向阀、气液双向切换阀，此时气液双向阀得电，气液双向切换阀的D端与E端连通，制冷剂经过第五单向阀流入储液罐，第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀均打开，制冷剂从储液罐流出，分别经第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀节流降压后形成第一低温低压制冷剂和第二低温低压制冷剂，第一低温低压制冷剂经第三单向阀输送至地水源换热器，吸收地水源的热量后从地水源换热器的第一端流出，经过四通阀的C端和S端，输送至气液分离器的进口端，第二低温低压制冷剂经第七单向阀输送至室外空气源换热器，并通过室外风机对低温低压制冷剂进行热交换后从室外空气源换热器的第一端流出，经过气液双向阀的C端和S端，输送至气液分离器的进口端，第一低温低压制冷剂和第二低温低压制冷剂当在气液分离器中汇合，并通过气液分离器对制冷剂进行气液分离生成气态制冷剂，进而将气态制冷剂从气液分离器的出口端输送至压缩机的吸入口，压缩机再将吸入的气态制冷剂压缩，按此循环制热。
实施例二
在***启动之前、改变***的工作模式之前或改变室外换热器的工作模式之前，应当先调整第一电子膨胀阀或第二电子膨胀阀的开度，使之全闭，使得制冷剂被抽回气液分离器内，避免在非工作状态下的管路有制冷剂滞留，使得制冷剂循环流量减小带来的问题。
具体操作过程如下：
当***正执行地源制热模式，用户需要切换为空气源制热模式时，先打开第二电子膨胀阀，再将第一电子膨胀阀调小至全闭，使得经第一电子膨胀阀、地水源换热器、气液分离器的非工作状态管路的制冷剂被抽回气液分离器内。
当***正执行空气源制热模式，用户需要切换为地源制热模式时，先打开第一电子膨胀阀，再将第二电子膨胀阀调小至全闭。
当***正执行采用双源联合制热模式，用户需要切换为空气源制热模式时，将第一电子膨胀阀调小至全闭。
当***正执行双源联合制热模式，用户需要切换为地源制热模式时，将第二电子膨胀阀调小至全闭。
当***正执行制热水的融霜模式，用户需要切换为地源制热模式时，先将气液双向切换阀通电，使得气液双向切换阀的S端和C端连通，再将第二电子膨胀阀调小至全闭。
当***正执行地源融霜模式，用户需要切换为空气源制热模式时，先将气液双向切换阀通电，使得气液双向切换阀的D端和E端连通，打开第二电子膨胀阀，再将第一电子膨胀阀调小至全闭。
当***正执行空气源制冷模式或双源串联制冷模式，用户需要切换为地源制热模式时，先将四通阀通电，使得四通阀的D端和E端连通，打开地水源换热器的水泵，将气液双向切换阀通电，使得气液双向切换阀的D端和E端连通，再将第二电子膨胀阀调小至全闭。
当***正执行地源制冷模式或双源串联制冷模式，用户需要切换为空气源制热模式时，先将四通阀通电，使得四通阀的D端和E端连通，关闭地水源换热器的水泵，将气液双向切换阀通电，使得气液双向切换阀的D端和E端连通，再将第一电子膨胀阀调小至全闭。
***正执行地源制热模式或双源联合制热模式，用户需要切换为空气源制冷模式时，先将四通阀断电，使得四通阀的D端和C端连通，关闭地水源换热器的水泵，将气液双向切换阀断电，使得气液双向切换阀的D端和C端连通，再将第一电子膨胀阀调小至全闭。
***正执行采用空气源制热模式或双源联合制热模式，用户需要切换为地源制冷模式时，先将四通阀断电，使得四通阀的D端和C端连通，将第二电子膨胀阀调小至全闭。
***正执行双源串联制冷模式，用户需要切换为空气源制冷模式时，先关闭地水源换热器的水泵，再将第一电子膨胀阀调小至全闭。
***正执行双源串联制冷模式，用户需要切换为地源制冷模式时，将气液双向切换阀通电，使得气液双向切换阀的D端和E端连通，将第二电子膨胀阀调小至全闭。
应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。上述方法可以使用标准编程技术，包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作，具体可根据在具体实施例中描述的方法和附图操作。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现与计算机***通信。然而，若需要，该程序可以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。
此外，可按任何合适的顺序来执行本文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机***的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。上述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
进一步，上述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所描述步骤的指令或程序时，本文所描述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所描述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。
计算机程序能够应用于输入数据以执行本文所描述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种多功能双源热泵***，其特征在于：包括***组件和管路组件；
***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，地水源换热器、室内换热器和室外空气源换热器均包括第一端和第二端，制冷剂在第一端和第二端之间换热；
管路组件包括四通阀、气液双向切换阀、第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀、第六单向阀、第七单向阀，四通阀和气液双向切换阀均包括D端、S端、E端、C端；
压缩机的吸气口与气液分离器的出口端连接，压缩机的排气口与四通阀的D端连接，四通阀的C端与地水源换热器的第一端连接，四通阀的S端与气液分离器的进口端连接，四通阀的E端与室内换热器的第一端连接；
地水源换热器的第二端与第二单向阀的入口端连接，第二单向阀的出口端与气液双向切换阀的D端连接，气液双向切换阀的S端与气液分离器的进口端连接，气液双向切换阀的C端与室外空气源换热器的第一端连接，室外空气源换热器的第二端与第六单向阀的入口端连接，第六单向阀的出口端与储液罐的内部连接；
室外空气源换热器的第二端还与第七单向阀的出口端连接，第七单向阀的入口端经第二电子膨胀阀与储液罐的内部连接；
气液双向切换阀的E端与第五单向阀的入口端连接，第五单向阀的出口端与储液罐的内部连接；
室内换热器的第二端与第四单向阀的出口端连接，第四单向阀的入口端经第一电子膨胀阀与储液罐的内部连接，室内换热器的第二端还与第一单向阀的入口端连接，第一单向阀的出口端与气液双向切换阀的D端连接；
地水源换热器的第二端还与第三单向阀的出口端连接，第三单向阀的入口端经第一电子膨胀阀与储液罐的内部连接；
四通阀和气液双向切换阀均具有得电状态和掉电状态；
四通阀在得电状态下，其D端与E端连通，S端与C端连通，四通阀在掉电状态下，其D端与C端连通，S端与E端连通；
气液双向切换阀在得电状态下，其D端与E端连通，S端与C端连通，气液双向切换在掉电状态下，其D端与C端连通，S端与E端连通；
多功能双源热泵***具有多种工作模式，多种工作模式包括地源融霜模式、地源制热模式、空气源制热模式、双源联合制热模式；
在地源融霜模式下，四通阀处于得电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于掉电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭；
在地源制热模式下，四通阀处于得电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于得电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭；
在空气源制热模式下，四通阀处于得电状态，地水源换热器的水泵关闭，气液双向切换阀处于得电状态，第一电子膨胀阀关闭，第二电子膨胀阀开启；
在双源联合制热模式下，四通阀处于得电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于得电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀开启。
2.按照权利要求1所述的一种多功能双源热泵***，其特征在于：多种工作模式包括地源制冷模式、空气源制冷模式、双源串联制冷模式；
在地源制冷模式下，四通阀处于掉电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于得电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭；
在空气源制冷模式下，四通阀处于掉电状态，地水源换热器的水泵关闭，气液双向切换阀处于掉电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭；
在双源串联制冷模式下，四通阀处于掉电状态，地水源换热器的水泵开启，气液双向切换阀处于掉电状态，第一电子膨胀阀开启，第二电子膨胀阀关闭。
3.按照权利要求1所述的一种多功能双源热泵***，其特征在于：室内换热器为水冷换热器，室外空气源换热器为风冷换热器。
4.按照权利要求3所述的一种多功能双源热泵***，其特征在于：室外空气源换热器包括分液器和风机。
5.一种多功能双源热泵***的控制方法，采用权利要求2所述的一种多功能双源热泵***，其特征在于：多功能双源热泵***的工作模式由用户自由选择，根据用户所选择的工作模式控制四通阀、气液双向切换阀、水泵、第一电子膨胀阀和第二电子膨胀阀的工作状态。
6.按照权利要求5所述的一种多功能双源热泵***的控制方法，其特征在于：当多功能热泵***处于地源制冷模式或双源串联制冷模式时，地下水经地水源换热器进行换热，将换热后的地下水进行余热回收。
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