一种新型的土壤源温湿度独立控制空调和热水装置的制作方法

本实用新型涉及种土壤源温湿度独立控制空调和热水系统技术领域，具体为一种新型的土壤源温湿度独立控制空调和热水装置。

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：首先是空调系统的能耗问题，空调系统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，常见的空调系统主要注重显热处理，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系统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系统和地源热泵并未有机结合起来，充分发挥各自优势。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种新型的土壤源温湿度独立控制空调和热水装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种新型的土壤源温湿度独立控制空调和热水装置，其组成包括：一体化压缩式热泵机组、制冷剂换热管路、热水系统、新风处理系统、新风回热器、输出管路、室内空间、顶部毛细辐射换热器、地板毛细辐射换热器、混合阀一、混合阀二、混合阀三、三通阀一、三通阀二、三通阀三、水泵一、水泵二、土壤换热系统一、土壤换热系统二，所述的一体化压缩式热泵机组分别与制冷剂换热管路、输出管路、混合阀三和三通阀二连接，所述的输出管路和新风处理系统连接，所述的新风处理系统包含新风回热器并通过风道与室内空间连接，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、混合阀一和三通阀一，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混合阀一、三通阀一连接，所述的混合阀一和三通阀三连接，所述的三通阀一和混合阀二连接，所述的三通阀三和水泵一、混合阀三连接，所述的水泵一、混合阀二和土壤换热系统二连接，所述的混合阀三和水泵二连接，所述的混合阀二和三通阀二连接，所述的水泵二、三通阀二和土壤换热系统一连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该装置是一种结合了土壤源毛细辐射技术、热泵除湿技术和冷凝热回收技术的土壤源温湿度独立控制空调和热水系统。本发明结合土壤换热系统、毛细辐射换热系统、压缩式热泵、热水系统和新风处理系统，可提供包括制冷、除湿、采暖和热水等多种输出；系统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系统，本发明采用土壤源自然冷暖方案，显热负荷处理过程不耗电；采用压缩式热泵系统，处理潜热负荷，达到温湿度独立控制；采用热泵冷凝热回收制取生活热水。本发明采用两个土壤换热系统，可分别用于显热负荷和潜热负荷，也可同时用于显热负荷。本发明可以提供多种输出，并通过采用土壤源换热大幅减少温湿度独立控制系统的能耗，提高空调系统效率，多种功能的组合也有利于冬冷夏热地区土壤热平衡，适用于户式空调热水系统或酒店空调泳池热水系统，为温湿度独立控制空调和热水系统的一种优选系统解决方案。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型以制冷除湿热水模式工作的示意图。

图3为本实用新型以制冷除湿模式工作的示意图。

图4为本实用新型以采暖热水模式工作的示意图。

图5为本实用新型以单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、热水系统，4、新风处理系统，5、新风回热器，6、输出管路，7、室内环境，8、顶部毛细辐射换热器，9、地板毛细辐射换热器，10、混合阀一，11、三通阀一12、混合阀二，13、水泵一，14、土壤换热系统一，15、水泵二，16、混合阀三，17、三通阀二，18、三通阀三，19、土壤换热系统二。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图（实线代表通路，虚线代表断路，箭头代表流体流动方向），对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种新型的土壤源温湿度独立控制空调和热水装置，其组成包括：一体化压缩式热泵机组1、制冷剂换热管路2、热水系统3、新风处理系统4、新风回热器5、输出管路6、室内空间7、顶部毛细辐射换热器8、地板毛细辐射换热器9、混合阀一10、混合阀二12、混合阀三16、三通阀一11、三通阀二17、三通阀三18、水泵一13、水泵二15、土壤换热系统一14、土壤换热系统二19，所述的一体化压缩式热泵机组1分别与制冷剂换热管路2、输出管路6、混合阀三16和三通阀二17连接，所述的输出管路6和新风处理系统4连接，所述的新风处理系统4包含新风回热器5并通过风道与室内空间7连接，所述的室内空间7中包括顶部毛细辐射换热器8、地板毛细辐射换热器9、混合阀一10和三通阀一11，所述的顶部毛细辐射换热器8和地板毛细辐射换热器9分别和混合阀一10、三通阀一11连接，所述的混合阀一10和三通阀三18连接，所述的三通阀一11和混合阀二12连接，所述的三通阀三16和水泵一13、混合阀三16连接，所述的水泵一13、混合阀二12和土壤换热系统二19连接，所述的混合阀三16和水泵二15连接，所述的混合阀二12和三通阀二17连接，所述的水泵二15、三通阀二17和土壤换热系统一14连接。

进一步地，本发明以制冷除湿热水模式工作时，如图2所示。首先，土壤换热系统19和14通过水泵13、15，三通阀11、17和18，混合阀10、12和16，与顶部毛细辐射换热器8连接，为室内环境7提供冷量输出处理显热负荷；其次，一体化压缩式热泵机组1和制冷剂换热管路2连接，热泵以制冷模式运行，通过冷凝热回收向热水系统3提供热量输出；最后一体化压缩式热泵机组1通过输出管路6和新风处理系统4连接，向新风处理系统4提供冷量，用于冷却除湿。从而达到温湿度独立控制的制冷除湿，以及水输出，适用于大多数夏季工况。

进一步地，本发明以制冷除湿模式工作时，如图3所示。一方面，土壤换热系统19通过水泵13，三通阀11、18，混合阀10、12，与顶部毛细辐射换热器8连接，为室内环境7提供冷量输出处理显热负荷；另一方面，土壤换热系统14通过水泵15，三通阀17，混合阀16，与一体化压缩式热泵机组1连接，热泵以制冷模式运行，冷凝热由土壤换热带走，一体化压缩式热泵机组1通过输出管路6和新风处理系统4连接，向新风处理系统4提供冷量，用于冷却除湿。最后从而达到温湿度独立控制的制冷除湿。相比制冷除湿热水模式，没有热水输出，降温效率低，但除湿效率高，适合除湿需求高的夏季工况。

进一步地，本发明以单除湿模式工作时，土壤换热系统19和14通过水泵13、15，三通阀17和18，混合阀12和16，与一体化压缩式热泵机组1连接，热泵以制冷模式运行，冷凝热由土壤换热带走；一体化压缩式热泵机组1通过输出管路6和新风处理系统4连接，向新风处理系统4提供冷量，用于冷却除湿。适合除湿需求高的过渡季节工况。

进一步地，本发明以除湿热水模式工作时，一体化压缩式热泵机组1和制冷剂换热管路2连接，热泵以制冷模式运行，通过冷凝热回收向热水系统3提供热量输出；另外一体化压缩式热泵机组1通过输出管路6和新风处理系统4连接，向新风处理系统4提供冷量，用于冷却除湿。适合需要热水输出和除湿的过渡季节工况。

进一步地，本发明以采暖热水模式工作时，如图4所示。一方面，土壤换热系统19通过水泵13，三通阀11、18，混合阀10、12，与地板毛细辐射换热器9连接，为室内环境7提供热量输出处理显热负荷；另一方面土壤换热器14通过水泵15、三通阀17和混合阀16与一体化压缩式热泵机组1连接，热泵机组以制热模式工作，从土壤热源吸收热量，通过制冷剂换热管路2向热水系统提供热量。适合大部分冬季工况。

进一步地，本发明以单采暖模式工作时，如图5所示。土壤换热系统19和14通过水泵13、15，三通阀11、17和18，混合阀10、12和16，与地板毛细辐射换热器9连接，为室内环境7提供热量输出处理显热负荷。适合不需要热水或显热负荷较高的冬季工况。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。