CN114777350A - 一种光伏热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种光热‑地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统，其特征在于，包括光伏光热集热器、地埋管、地暖盘管、第一蒸发器、第二蒸发器和冷凝器；光伏光热集热器用于获取光伏发电产生的余热；地埋管用于在冬季运行模式下获取地热并传递至第二蒸发器，在夏季运行模式下释放热量；第一蒸发器用于将获取的余热热量交换至热泵循环回路；第二蒸发器用于在冬季运行模式下将获取的地热热量交换至热泵循环回路，在夏季运行模式下将吸收的房屋热量交换至热泵循环回路；冷凝器用于对热泵循环回路输出的蒸汽进行冷凝；地暖盘管用于在冬季运行模式下进行供热，在夏季运行模式下吸收房屋热量，本发明可广泛用于太阳能热电利用、地源热泵领域中。

Description

一种光伏热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统

技术领域

本发明涉及太阳能热电利用、地源热泵技术领域，特别是关于一种光伏热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统。

背景技术

目前，太阳能和地热能在建筑供能领域受到广泛的关注，是实现清洁供能和碳中和的关键能源利用方式，但是目前这两种能量的利用均存在着一定的缺陷。其中，太阳能利用主要集中于光伏发电和光热，一方面太阳能受天气影响较大，只能在有日光的白天利用；另一方面，当使用太阳能进行发电时，光伏发电板受太阳光照射背板，温度会逐渐升高，引起光电转换效率下降，大量太阳能以热能形式散失，导致太阳能利用不充分。

同时，在建筑节能领域，地热能主要通过地源热泵的形式满足建筑的供热和制冷需求。但是单位面积土壤可利用的热能有限，尤其在寒冷地区，冬季供暖热负荷远大于夏季的冷负荷需求，地源热泵长期运行会使土壤温度下降，导致热泵效率降低，进而对生态环境造成一定的影响。

因此，需要一种能够在提升光伏发电效率的基础上，解决地源热使用长期冷热负荷不均衡问题的系统，进而实现土壤长期利用的热平衡。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够实现土壤长期热平衡利用的光伏热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一方面，提供一种光热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统，包括光伏光热集热器、地埋管、地暖盘管、第一蒸发器、第二蒸发器和冷凝器；

所述光伏光热集热器用于获取光伏发电产生的余热，并通过光伏余热利用回路传递至所述第一蒸发器；

所述地埋管用于在冬季运行模式下获取地热并通过冬季运行模式地源热量传输回路传递至所述第二蒸发器，在夏季运行模式下释放夏季运行模式地源热量传输回路传递的热量；

所述第一蒸发器用于将所述光伏光热集热器获取的余热热量交换至热泵循环回路；

所述第二蒸发器用于在冬季运行模式下将所述地埋管获取的地热热量通过所述冬季运行模式地源热量传输回路交换至所述热泵循环回路，在夏季运行模式下将所述地暖盘管吸收的房屋热量交换至所述热泵循环回路；

所述冷凝器用于对所述热泵循环回路输出的蒸汽进行冷凝，在冬季运行模式下将热量交换至房屋供热回路，在夏季运行模式下将热量交换至所述夏季运行模式地源热量传输回路；

所述地暖盘管用于在冬季运行模式下通过所述房屋供热回路交换的热量进行供热，在夏季运行模式下通过房屋制冷回路吸收房屋热量并传递至所述热泵循环回路。

进一步地，所述光伏余热利用回路、冬季运行模式地源热量传输回路、夏季运行模式地源热量传输回路、热泵循环回路、房屋供热回路和房屋制冷回路均采用水作为工质。

进一步地，所述光伏余热利用回路包括第一阀门和第一循环泵；

所述光伏光热集热器的出口通过所述第一阀门连接所述第一蒸发器的第一入口，所述第一蒸发器的第一出口通过所述第一循环泵连接所述光伏光热集热器的入口，所述第一循环泵用于带动所述光伏余热利用回路内工质的流动。

进一步地，所述冬季运行模式地源热量传输回路包括第二阀门、第三阀门、第四阀门和第二循环泵；

所述地埋管的出口通过所述第二阀门和第三阀门连接所述第二蒸发器的第一入口，所述第二蒸发器的第一出口通过所述第四阀门和第二循环泵连接所述地埋管的入口，所述第二循环泵于带动所述冬季运行模式地源热量传输回路内工质的流动。

进一步地，所述夏季运行模式地源热量传输回路包括第五阀门；

所述地埋管的出口通过所述第二阀门和第三阀门连接所述冷凝器的第一入口，所述冷凝器的第一出口通过所述第五阀门和第二循环泵连接所述地埋管的入口，所述第二循环泵用于带动所述夏季运行模式地源热量传输回路内工质的流动。

进一步地，所述热泵循环回路包括节流阀、第六阀门、第七阀门和压缩机；

所述冷凝器的第二出口通过所述节流阀经所述第六阀门连接所述第一蒸发器的第二入口，所述冷凝器的第二出口通过所述节流阀还经所述第七阀门连接所述第二蒸发的第二入口，所述第一蒸发器的第二出口和第二蒸发器的第二出口均通过所述压缩机连接所述冷凝器的第二入口，所述压缩机用于将所述第一蒸发器第二蒸发器出的蒸汽进行压缩，所述节流阀用于将冷凝后的液态工质重新输送至所述第一蒸发器和第二蒸发器。

进一步地，所述房屋供热回路包括第八阀门和第三循环泵；

所述地暖盘管的出口通过所述第八阀门连接所述冷凝器的第一入口，所述冷凝器的第一出口通过所述第五阀门经所述第三循环泵连接所述地暖盘管的入口，所述第三循环泵用于带动所述房屋供热回路内工质的流动。

进一步地，所述房屋制冷回路包括所述第四阀门、第八阀门和第三循环泵；

所述地暖盘管的出口通过所述第八阀门连接所述第二蒸发器的第一入口，所述第二蒸发器的第一出口通过所述第四阀门和第三循环泵连接所述地暖盘管的入口，所述第三循环泵用于带动所述房屋制冷回路内工质的流动。

另一方面，提供一种光伏热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷方法，包括：

在冬季运行模式下的白天时：

通过光伏光热集热器获取光伏发电产生的余热，第一蒸发器将光伏光热集热器获取的余热热量交换至热泵循环回路；通过地埋管获取地热，第二蒸发器地埋管获取的地热热量交换至热泵循环回路；启动热泵循环回路，冷凝器对第一蒸发器和第二蒸发器输出的蒸汽进行冷凝，将热量交换至房屋供热回路；地暖盘管通过房屋供热回路交换的热量进行供热；

在冬季运行模式下的夜晚时：

通过地埋管获取地热，第二蒸发器将地埋管获取的地热热量交换至热泵循环回路；启动部分热泵循环回路，冷凝器对第二蒸发器输出的蒸汽进行冷凝，将热量交换至房屋供热回路；地暖盘管通过房屋供热回路交换的热量进行供热；

在夏季运行模式下的白天时：

通过光伏光热集热器获取光伏发电产生的余热，第一蒸发器将光伏光热集热器获取的余热热量交换至热泵循环回路；启动房屋制冷回路，工质在第二蒸发器中将热量传递至热泵循环回路，以使地暖盘管吸收房屋热量并交换至热泵循环回路；启动热泵循环回路，冷凝器对第一蒸发器和第二蒸发器输出的蒸汽进行冷凝，将热量通过工质交换至夏季运行模式地源热量传输回路，地埋管通过夏季运行模式地源热量传输回路将热量回灌入地下；

在夏季运行模式下的夜晚时：

启动房屋制冷回路，工质在第二蒸发器中将热量传递至热泵循环回路，以使地暖盘管吸收房屋热量并交换至热泵循环回路；启动部分热泵循环回路，冷凝器对第二蒸发器输出的蒸汽进行冷凝，将热量交换至夏季运行模式地源热量传输回路；地埋管通过夏季运行模式地源热量传输回路将热量回灌入地下。

进一步地，还包括：

在春秋季节运行，没有制冷或供暖的需求时：

通过光伏光热集热器获取光伏发电产生的余热，第一蒸发器将光伏光热集热器获取的余热热量交换至热泵循环回路；启动部分热泵循环回路，冷凝器对第一蒸发器输出的蒸汽进行冷凝，将热量交换至夏季运行模式地源热量传输回路；地埋管通过夏季运行模式地源热量传输回路将热量回灌入地下。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：

1、本发明根据季节的不同调整运行模式，在夏季以及春秋季运行时，将太阳能发电板背板余热通过热泵循环回路回灌入地下，在降低光伏发电板背板温度，提高光电转换效率的同时，补充因冬季与夏季热负荷不平衡所需补充的热量。

2、本发明在冬季运行时，将太阳能发电板背板余热加以利用，作为冬季供暖地源热泵热量的补充，减小地源热泵长期运行导致的土壤温度下降，在提升光伏发电效率的基础上，解决地源热使用长期冷热负荷不均衡问题，实现土壤长期利用的热平衡。

综上所述，本发明可以广泛应用于太阳能热电利用、地源热泵技术领域中。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的系统整体结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施方式。虽然附图中显示了本发明的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整地传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“上面”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。

本发明实施例提供的光伏热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统，将系统分为冬季运行模式和夏季运行模式，两种运行模式下均采用相同的部件进行工作，能够在使用光伏发电的余热、提升光伏发电效率的基础上，解决地源热使用长期冷热负荷不均衡的问题，进而实现土壤长期利用的热平衡。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种光热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统，包括光伏光热集热器1、地埋管2、地暖盘管3、第一蒸发器4、第二蒸发器5、冷凝器6、光伏余热利用回路7、冬季运行模式地源热量传输回路8、夏季运行模式地源热量传输回路9、热泵循环回路10、房屋供热回路11和房屋制冷回路12。

光伏光热集热器1通过光伏余热利用回路7连接第一蒸发器4，地埋管2通过冬季运行模式地源热量传输回路8连接第二蒸发器5，地埋管2还通过夏季运行模式地源热量传输回路9连接冷凝器6，地暖盘管3通过房屋供热回路11连接冷凝器6，地暖盘管3还通过房屋制冷回路12连接第二蒸发器5，冷凝器6通过热泵循环回路10分别连接第一蒸发器4和第二蒸发器5。

光伏光热集热器1用于获取光伏发电产生的余热，并通过光伏余热利用回路7传递至第一蒸发器4。

地埋管2用于在冬季运行模式下获取地热并通过冬季运行模式地源热量传输回路8传递至第二蒸发器5，在夏季(以及春秋季节)运行模式下释放夏季运行模式地源热量传输回路9传递的热量。

第一蒸发器4用于将光伏光热集热器1获取的余热热量通过工质交换至热泵循环回路10。

第二蒸发器5用于在冬季运行模式下将地埋管2获取的地热热量通过冬季运行模式地源热量传输回路8的工质交换至热泵循环回路10，在夏季运行模式下将地暖盘管3吸收的房屋热量通过工质交换至热泵循环回路10。

冷凝器6用于对热泵循环回路10输出的蒸汽进行冷凝，在冬季运行模式下将热量通过工质交换至房屋供热回路11，在夏季运行模式下将热量通过工质交换至夏季运行模式地源热量传输回路9。

地暖盘管3用于在冬季运行模式下通过房屋供热回路11交换的热量进行供热，在夏季运行模式下通过房屋制冷回路12的工质吸收房屋热量并传递至热泵循环回路10。

在一个优选的实施例中，光伏余热利用回路7、冬季运行模式地源热量传输回路8、夏季运行模式地源热量传输回路9、热泵循环回路10、房屋供热回路11和房屋制冷回路12均采用水作为工质。

具体地，在冬季运行模式下，在光伏余热利用回路7的工质中添加乙二醇作为防冻液，以防止回路工质结冰。

在一个优选的实施例中，光伏余热利用回路7包括第一阀门13-1和第一循环泵14-1。光伏光热集热器1的出口通过第一阀门13-1连接第一蒸发器4的第一入口41，第一蒸发器4的第一出口42通过第一循环泵14-1连接光伏光热集热器1的入口，第一循环泵14-1用于带动光伏余热利用回路7内工质的流动。

具体地，光伏光热集热器1产生的电能部分提供至下述提及的压缩机16工作使用。

在一个优选的实施例中，冬季运行模式地源热量传输回路8包括第二阀门13-2、第三阀门13-3、第四阀门13-4和第二循环泵14-2。地埋管2的出口通过第二阀门13-2和第三阀门13-3连接第二蒸发器5的第一入口51，第二蒸发器5的第一出口52通过第四阀门13-4和第二循环泵14-2连接地埋管2的入口，第二循环泵14-2用于带动冬季运行模式地源热量传输回路8内工质的流动。

在一个优选的实施例中，夏季运行模式地源热量传输回路9包括第二阀门13-2、第三阀门13-3、第五阀门13-5和第二循环泵14-2。地埋管2的出口通过第二阀门13-2和第三阀门13-3连接冷凝器6的第一入口61，冷凝器6的第一出口62通过第五阀门13-5和第二循环泵14-2连接地埋管2的入口，第二循环泵14-2用于带动夏季运行模式地源热量传输回路9内工质的流动。

在一个优选的实施例中，热泵循环回路10包括节流阀15、第六阀门13-6、第七阀门13-7和压缩机16。冷凝器6的第二出口63通过节流阀15经第六阀门13-6连接第一蒸发器4的第二入口43，冷凝器6的第二出口63通过节流阀15还经第七阀门13-7连接第二蒸发器5的第二入口53，第一蒸发器4的第二出口44和第二蒸发器5的第二出口54均通过压缩机16连接冷凝器6的第二入口64，压缩机16用于将第一蒸发器4和第二蒸发器5输出的蒸汽压缩为高温高压蒸汽，节流阀15用于将冷凝后的液态工质重新输送至第一蒸发器4和第二蒸发器5。

在一个优选的实施例中，房屋供热回路11包括第五阀门13-5、第八阀门13-8和第三循环泵14-3。地暖盘管3的出口通过第八阀门13-8连接冷凝器6的第一入口61，冷凝器6的第一出口62通过第五阀门13-5经第三循环泵14-3连接地暖盘管3的入口，第三循环泵14-3用于带动房屋供热回路11内工质的流动。

在一个优选的实施例中，房屋制冷回路12包括第四阀门13-4、第八阀门13-8和第三循环泵14-3。地暖盘管3的出口通过第八阀门13-8连接第二蒸发器5的第一入口51，第二蒸发器5的第一出口52通过第四阀门13-4和第三循环泵14-3连接地暖盘管3的入口，第三循环泵14-3用于带动房屋制冷回路12内工质的流动。

实施例2

本实施例提供一种光伏热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷方法，包括：

1)在冬季运行模式下的白天时：

1.1)启动光伏余热利用回路7，光伏光热集热器1获取光伏发电产生的余热。

具体地，开启第一阀门13-1，启动第一循环泵14-1带动光伏余热利用回路7内工质的流动，光伏光热集热器1通过工质获取光伏发电产生的余热。

1.2)第一蒸发器4将光伏光热集热器1获取的余热热量通过工质交换至热泵循环回路10，作为冬季供暖时地源热的补充。

1.3)启动冬季运行模式地源热量传输回路8，地埋管2获取地热。

具体地，开启第二阀门13-2、第三阀门13-3和第四阀门13-4，启动第二循环泵14-2带动冬季运行模式地源热量传输回路8内工质的流动，地埋管2获取地热。

1.4)第二蒸发器5将地埋管2获取的地热热量通过工质交换至热泵循环回路10。

1.5)启动热泵循环回路10，冷凝器6对第一蒸发器4和第二蒸发器5输出的蒸汽进行冷凝，将热量通过工质交换至房屋供热回路11。

具体地，开启第六阀门13-6和第七阀门13-7，启动压缩机16，压缩机16将第一蒸发器4和第二蒸发器5输出的蒸汽压缩为高温高压蒸汽，冷凝器6对高温高压蒸汽进行冷凝，将热量交换至房屋供热回路11，节流阀15将冷凝后的液态工质重新输送至第一蒸发器4和第二蒸发器5。

1.6)启动房屋供热回路11，地暖盘管3通过房屋供热回路11交换的热量进行供热。

具体地，开启第五阀门13-5和第八阀门13-8，启动第三循环泵14-3带动房屋供热回路11内工质的流动，通过地暖盘管3将热量交换至房屋，用以供暖。

2)在冬季运行模式下的夜晚时：

2.1)关闭光伏余热利用回路7，启动冬季运行模式地源热量传输回路8，地埋管2获取地热。

具体地，关闭第一阀门13-1和第一循环泵14-1，开启第二阀门13-2、第三阀门13-3和第四阀门13-4，启动第二循环泵14-2带动冬季运行模式地源热量传输回路8内工质的流动，地埋管2获取地热。

2.2)第二蒸发器5将地埋管2获取的地热热量通过工质交换至热泵循环回路10。

2.3)启动部分热泵循环回路10，冷凝器6对第二蒸发器5输出的蒸汽进行冷凝，将热量通过工质交换至房屋供热回路11。

具体地，关闭第六阀门13-6，开启第七阀门13-7，启动压缩机16，回路内的工质不再通过第一蒸发器4，只在第二蒸发器5处交换热量，压缩机16将第二蒸发器5输出的蒸汽压缩为高温高压蒸汽，冷凝器6对高温高压蒸汽进行冷凝，将热量交换至房屋供热回路11，节流阀15将冷凝后的液态工质重新输送至第二蒸发器5，仅采用地埋管2的热量用以供暖。

2.4)启动房屋供热回路11，地暖盘管3通过房屋供热回路11交换的热量进行供热。

具体地，开启第五阀门13-5和第八阀门13-8，启动第三循环泵14-3带动房屋供热回路11内工质的流动，通过地暖盘管3将热量交换至房屋，用以供暖。

3)在夏季运行模式下的白天时，将光伏光热集热器1获取的余热回灌至地下，补充因为在寒冷地区长期运行时因冬季与夏季热负荷不平衡所需补充的热量，同时降低光伏组件的温度，提高光电转换效率：

3.1)启动光伏余热利用回路7，光伏光热集热器1获取光伏发电产生的余热。

3.2)第一蒸发器4将光伏光热集热器1获取的余热热量通过工质交换至热泵循环回路10。

3.3)启动房屋制冷回路12，工质在第二蒸发器5中将热量传递至热泵循环回路10，自身温度降低，以使地暖盘管3吸收房屋热量并交换至热泵循环回路10。

具体地，开启第四阀门13-4和第八阀门13-8，启动第三循环泵14-3带动房屋制冷回路12内工质的流动，工质在第二蒸发器5中将热量传递至热泵循环回路10，自身温度降低，地暖盘管3吸收房屋热量并交换至热泵循环回路10，达到制冷的目的。

3.4)启动热泵循环回路10，冷凝器6对第一蒸发器4和第二蒸发器5输出的蒸汽进行冷凝，将热量通过工质交换至夏季运行模式地源热量传输回路9。

具体地，开启第六阀门13-6和第七阀门13-7，启动压缩机16，压缩机16将第一蒸发器4和第二蒸发器5输出的蒸汽压缩为高温高压蒸汽，冷凝器6对高温高压蒸汽进行冷凝，将热量交换至夏季运行模式地源热量传输回路9，节流阀15将冷凝后的液态工质重新输送至第一蒸发器4和第二蒸发器5。

3.5)启动夏季运行模式地源热量传输回路9，地埋管2将热量回灌入地下。

具体地，开启第二阀门13-2、第三阀门13-3和第五阀门13-5，启动第二循环泵14-2带动夏季运行模式地源热量传输回路9内工质的流动，地埋管2将热量存入地下。

4)在夏季运行模式下的夜晚时：

4.1)关闭光伏余热利用回路7，启动房屋制冷回路12，工质在第二蒸发器5中将热量传递至热泵循环回路10，自身温度降低，以使地暖盘管3吸收房屋热量并交换至热泵循环回路10。

具体地，关闭第一阀门13-1和第一循环泵14-1，开启第四阀门13-4和第八阀门13-8，启动第三循环泵14-3带动房屋制冷回路12内工质的流动，工质在第二蒸发器5中将热量传递至热泵循环回路10，在地暖盘管3处与房屋换热，满足制冷需要。

4.2)启动部分热泵循环回路10，冷凝器6对第二蒸发器5输出的蒸汽进行冷凝，将热量通过工质交换至夏季运行模式地源热量传输回路9。

具体地，关闭第六阀门13-6，开启第七阀门13-7，启动压缩机16，不再通过第一蒸发器4，只在第二蒸发器5处交换热量，压缩机16将第二蒸发器5输出的蒸汽压缩为高温高压蒸汽，冷凝器6对高温高压蒸汽进行换热，将热量交换至夏季运行模式地源热量传输回路9。

4.3)启动夏季运行模式地源热量传输回路9，地埋管2将热量回灌入地下。

具体地，开启第二阀门13-2、第三阀门13-3和第五阀门13-5，启动第二循环泵14-2带动夏季运行模式地源热量传输回路9内工质的流动，地埋管2将热量存入地下。

5)在春秋季节运行，没有制冷或供暖的需求时：

5.1)关闭房屋制冷回路12，第二蒸发器5不工作，启动光伏余热利用回路7，光伏光热集热器1获取光伏发电产生的余热。

具体地，始终关闭第四阀门13-4、第八阀门13-8和第三循环泵14-3，第二蒸发器5不工作，开启8第一阀门13-1，启动第一循环泵14-1带动光伏余热利用回路7内工质的流动，光伏光热集热器1通过工质获取光伏发电产生的余热，提高光电转换效率。

5.2)第一蒸发器4将光伏光热集热器1获取的余热热量通过工质交换至热泵循环回路10。

5.3)启动部分热泵循环回路10，热泵循环回路10内的工质在第一蒸发器4吸热，冷凝器6对第一蒸发器4输出的蒸汽进行冷凝，将热量通过工质交换至夏季运行模式地源热量传输回路9。

具体地，关闭第七阀门13-7，开启第六阀门13-6，启动压缩机16，不再通过第二蒸发器5，只在第一蒸发器4处交换热量，压缩机16将第一蒸发器4输出的蒸汽压缩为高温高压蒸汽，冷凝器6对高温高压蒸汽进行冷凝，将热量通过工质交换至夏季运行模式地源热量传输回路9。

5.4)启动夏季运行模式地源热量传输回路9，地埋管2将热量回灌入地下。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (10)

1.一种光热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统，其特征在于，包括光伏光热集热器、地埋管、地暖盘管、第一蒸发器、第二蒸发器和冷凝器；

所述光伏光热集热器用于获取光伏发电产生的余热，并通过光伏余热利用回路传递至所述第一蒸发器；

所述地埋管用于在冬季运行模式下获取地热并通过冬季运行模式地源热量传输回路传递至所述第二蒸发器，在夏季运行模式下释放夏季运行模式地源热量传输回路传递的热量；

所述第一蒸发器用于将所述光伏光热集热器获取的余热热量交换至热泵循环回路；

所述第二蒸发器用于在冬季运行模式下将所述地埋管获取的地热热量通过所述冬季运行模式地源热量传输回路交换至所述热泵循环回路，在夏季运行模式下将所述地暖盘管吸收的房屋热量交换至所述热泵循环回路；

所述冷凝器用于对所述热泵循环回路输出的蒸汽进行冷凝，在冬季运行模式下将热量交换至房屋供热回路，在夏季运行模式下将热量交换至所述夏季运行模式地源热量传输回路；

所述地暖盘管用于在冬季运行模式下通过所述房屋供热回路交换的热量进行供热，在夏季运行模式下通过房屋制冷回路吸收房屋热量并传递至所述热泵循环回路。

2.如权利要求1所述的一种光热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统，其特征在于，所述光伏余热利用回路、冬季运行模式地源热量传输回路、夏季运行模式地源热量传输回路、热泵循环回路、房屋供热回路和房屋制冷回路均采用水作为工质。

3.如权利要求1所述的一种光热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统，其特征在于，所述光伏余热利用回路包括第一阀门和第一循环泵；

所述光伏光热集热器的出口通过所述第一阀门连接所述第一蒸发器的第一入口，所述第一蒸发器的第一出口通过所述第一循环泵连接所述光伏光热集热器的入口，所述第一循环泵用于带动所述光伏余热利用回路内工质的流动。

4.如权利要求3所述的一种光热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统，其特征在于，所述冬季运行模式地源热量传输回路包括第二阀门、第三阀门、第四阀门和第二循环泵；

所述地埋管的出口通过所述第二阀门和第三阀门连接所述第二蒸发器的第一入口，所述第二蒸发器的第一出口通过所述第四阀门和第二循环泵连接所述地埋管的入口，所述第二循环泵于带动所述冬季运行模式地源热量传输回路内工质的流动。

5.如权利要求4所述的一种光热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统，其特征在于，所述夏季运行模式地源热量传输回路包括第五阀门；

所述地埋管的出口通过所述第二阀门和第三阀门连接所述冷凝器的第一入口，所述冷凝器的第一出口通过所述第五阀门和第二循环泵连接所述地埋管的入口，所述第二循环泵用于带动所述夏季运行模式地源热量传输回路内工质的流动。

6.如权利要求5所述的一种光热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统，其特征在于，所述热泵循环回路包括节流阀、第六阀门、第七阀门和压缩机；

所述冷凝器的第二出口通过所述节流阀经所述第六阀门连接所述第一蒸发器的第二入口，所述冷凝器的第二出口通过所述节流阀还经所述第七阀门连接所述第二蒸发的第二入口，所述第一蒸发器的第二出口和第二蒸发器的第二出口均通过所述压缩机连接所述冷凝器的第二入口，所述压缩机用于将所述第一蒸发器第二蒸发器出的蒸汽进行压缩，所述节流阀用于将冷凝后的液态工质重新输送至所述第一蒸发器和第二蒸发器。

7.如权利要求6所述的一种光热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统，其特征在于，所述房屋供热回路包括第八阀门和第三循环泵；

所述地暖盘管的出口通过所述第八阀门连接所述冷凝器的第一入口，所述冷凝器的第一出口通过所述第五阀门经所述第三循环泵连接所述地暖盘管的入口，所述第三循环泵用于带动所述房屋供热回路内工质的流动。

8.如权利要求7所述的一种光热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷系统，其特征在于，所述房屋制冷回路包括所述第四阀门、第八阀门和第三循环泵；

所述地暖盘管的出口通过所述第八阀门连接所述第二蒸发器的第一入口，所述第二蒸发器的第一出口通过所述第四阀门和第三循环泵连接所述地暖盘管的入口，所述第三循环泵用于带动所述房屋制冷回路内工质的流动。

9.一种光伏热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷方法，其特征在于，包括：

在冬季运行模式下的白天时：

通过光伏光热集热器获取光伏发电产生的余热，第一蒸发器将光伏光热集热器获取的余热热量交换至热泵循环回路；通过地埋管获取地热，第二蒸发器地埋管获取的地热热量交换至热泵循环回路；启动热泵循环回路，冷凝器对第一蒸发器和第二蒸发器输出的蒸汽进行冷凝，将热量交换至房屋供热回路；地暖盘管通过房屋供热回路交换的热量进行供热；

在冬季运行模式下的夜晚时：

通过地埋管获取地热，第二蒸发器将地埋管获取的地热热量交换至热泵循环回路；启动部分热泵循环回路，冷凝器对第二蒸发器输出的蒸汽进行冷凝，将热量交换至房屋供热回路；地暖盘管通过房屋供热回路交换的热量进行供热；

在夏季运行模式下的白天时：

通过光伏光热集热器获取光伏发电产生的余热，第一蒸发器将光伏光热集热器获取的余热热量交换至热泵循环回路；启动房屋制冷回路，工质在第二蒸发器中将热量传递至热泵循环回路，以使地暖盘管吸收房屋热量并交换至热泵循环回路；启动热泵循环回路，冷凝器对第一蒸发器和第二蒸发器输出的蒸汽进行冷凝，将热量通过工质交换至夏季运行模式地源热量传输回路，地埋管通过夏季运行模式地源热量传输回路将热量回灌入地下；

在夏季运行模式下的夜晚时：

启动房屋制冷回路，工质在第二蒸发器中将热量传递至热泵循环回路，以使地暖盘管吸收房屋热量并交换至热泵循环回路；启动部分热泵循环回路，冷凝器对第二蒸发器输出的蒸汽进行冷凝，将热量交换至夏季运行模式地源热量传输回路；地埋管通过夏季运行模式地源热量传输回路将热量回灌入地下。

10.如权利要求9所述的一种光伏热-地源热耦合的双蒸发器混合供热供冷方法，其特征在于，还包括：

在春秋季节运行，没有制冷或供暖的需求时：

通过光伏光热集热器获取光伏发电产生的余热，第一蒸发器将光伏光热集热器获取的余热热量交换至热泵循环回路；启动部分热泵循环回路，冷凝器对第一蒸发器输出的蒸汽进行冷凝，将热量交换至夏季运行模式地源热量传输回路；地埋管通过夏季运行模式地源热量传输回路将热量回灌入地下。

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