一种风电蓄热辅助太阳能热泵供暖系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种风电蓄热辅助太阳能热泵供暖系统，包括太阳能集热器、蓄热水箱、热泵机组、采暖系统、风力发电机组和电蓄热装置，所述太阳能集热器通过管路、太阳能循环泵与蓄热水箱形成一回路，所述蓄热水箱通过管路、水箱换热器、低温热水循环泵与热泵机组低温进出口形成一回路，所述热泵机组高温进出口通过管路、热水循环泵与采暖系统形成一回路，所述电蓄热装置通过管路、热水循环泵与采暖系统形成一回路，热泵机组高温进出口管路与电蓄热装置管路并联，所述风力发电机组为整个供暖系统供电。本系统能够保证太阳能供暖系统稳定的运行，通过合理的设计可以减少太阳能集热器面积，降低系统投资，具有显著的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本技术主要涉及新能源在建筑中应用的领域，特别涉及太阳能和风能在采暖中的利用，具体是一种风电蓄热辅助太阳能热泵供暖系统。
技术介绍
太阳能和风能是清洁的可再生能源，太阳能与风能的热利用在建筑中已有较快的发展和较为广泛应用。太阳能是间歇性能源，太阳能供暖系统容易受到天气的影响，遇到阴雨雾雪天气太阳光照不足时，太阳能集热器无法获取足够的热量，会导致供暖系统失效。普通的太阳能供暖系统由太阳能集热器、水箱、连接管道、控制系统等组成，通过集热器将分散的太阳能把冷水加热成热水，将热水储存在水箱内，然后通过管路输送热水到散热末端，满足建筑供暖的需求。这样的系统存在一些缺点，水箱内的水温随着热量的散发逐步降低，供热的效果将会下降；并且，随着蓄热水箱内的热水水温越来越高，太阳能集热器的集热效率会下降。在具有良好的可利用太阳能和风能资源的地区，由于太阳能和风能在时间上具有互补性，采用风电蓄热作为太阳能供暖的调峰与辅助热源，保证太阳能供暖系统能稳定运行，可以提高居住环境的舒适度、充分利用可再生能源、也可以减少环境污染。
技术实现思路
为解决目前技术的不足，本技术结合现有技术，从实际应用出发，提供一种供热效果稳定、结构设计简单紧凑、节能环保的太阳能热泵供暖系统，
本系统通过设置风电蓄热作为太阳能供暖的辅助热源，能够保证太阳能供暖系统稳定的运行，通过合理的设计可以减少太阳能集热器面积，降低系统投资，具有显著的经济效益。为实现上述目的，本技术的技术方案如下：一种风电蓄热辅助太阳能热泵供暖系统，包括太阳能集热器、蓄热水箱、热泵机组、采暖系统、风力发电机组和电蓄热装置，所述太阳能集热器通过管路、太阳能循环泵与蓄热水箱形成一回路，所述蓄热水箱通过管路、水箱换热器、低温热水循环泵与热泵机组低温进出口形成一回路，所述热泵机组高温进出口通过管路、热水循环泵与采暖系统形成一回路，所述电蓄热装置通过管路、热水循环泵与采暖系统形成一回路，热泵机组高温进出口管路与电蓄热装置管路并联，所述风力发电机组为整个供暖系统供电。所述电蓄热装置与采暖系统之间的回路上设有电动三通阀。还包括控制系统，所述控制系统通过监测太阳能集热器集热管温度控制太阳能循环泵开启与关闭，通过监测蓄热水箱内水温控制热泵机组和电动三通阀开启与关闭。所述太阳能循环泵、蓄热水箱、低温热水循环泵、热泵机组、热水循环泵、电动三通阀为集成一体式结构。所述风力发电机组上还设有为建筑其它设备供电的接口。本技术的有益效果：1、本技术具有供热效果稳定、结构设计简单紧凑、节能环保的优点，本系统可为建筑物提供热量维持室内温度恒定；在阴雪天或太阳不足的时段里，由风力发电的蓄热辅助太阳能热泵为建筑物提供热量；本系统所需的电能全部来自于系统内部的风力发电机；本系统的太阳能集热器具有较高的运行效率，
通过合理的设计可以适当的减少太阳能集热器面积，降低系统投资，经济效益显著。2、本系统采用自动化控制手段，可控制管路回路之间的通断，当系统监测到蓄热水箱内水温在设定范围内时，热泵系统运行，太阳能热泵系统为采暖系统提供适当的水温，当系统监测到蓄热水箱内水温不在设定范围内时，热泵系统停止运行，电动三通阀连通，由电蓄热装置为采暖系统提供适当温度的热水，可时刻保证本供暖系统的稳定运行。3、本系统的风力发电机组发出的电也可以用于其它室内用电设备，可进一步节约能源。附图说明附图1为本技术总体结构示意图。附图中所示标号：1、太阳能集热器；2、蓄热水箱；3、热泵机组；4、采暖系统；5、风力发电机组；6、电蓄热装置；7、太阳能循环泵；8、低温热水循环泵；9、热水循环泵；10、电动三通阀；11、室内其它用电设备。附图中实线为水管管路，虚线为电线线路。具体实施方式结合附图和具体实施例，对本技术作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。此外应理解，在阅读了本技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本技术作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。一种风电蓄热辅助太阳能热泵供暖系统，包括太阳能集热器1、蓄热水箱2、
热泵机组3、采暖系统4、风力发电机组5和电蓄热装置6，所述太阳能集热器1通过管路、太阳能循环泵7与蓄热水箱2形成一回路，所述蓄热水箱2通过管路、水箱换热器、低温热水循环泵8与热泵机组3低温进出口形成一回路，所述热泵机组3高温进出口通过管路、热水循环泵9与采暖系统4形成一回路，所述电蓄热装置6通过管路、热水循环泵9与采暖系统形成一回路，热泵机组3高温进出口管路与电蓄热装置6管路并联，所述风力发电机组5为整个供暖系统供电。如附图1所示，本技术设置了电蓄热装置6作为太阳能供暖的辅助热源，当太阳能集热器1产生的热量不能满足采暖系统4使用时，通过电蓄热装置6为采暖系统供热。电蓄热装置6所需电能来自风力发电机组5，风力发电机组5有多余电量时可自动为电蓄热装置6蓄热，风力发电机组5发出的电量还同时为太阳能循环泵7、低温热水循环泵8、热泵机组、热水循环泵和电动三通阀10供电。本技术电蓄热装置6与采暖系统4之间的回路上设有电动三通阀10；本技术还包括控制系统，所述控制系统通过监测太阳能集热器1集热管温度控制太阳能循环泵7开启与关闭，通过监测蓄热水箱2内水温控制热泵机组3和电动三通阀10开启与关闭。在太阳能集热器1的集热管处、蓄热水箱2内均安装温度传感器。用于监测太阳能集热器1集热管温度和蓄热水箱2内水温，温度传感器将采集的温度信号传递至控制系统，控制系统根据集热管和蓄热水箱2的温度信号，自动控制太阳能循环泵7、热泵机组3和电动三通阀10。本技术具有两种运动模式：1、热泵运行采暖模式，当控制系统监测到蓄热水箱2内水温在设定范围内时，热泵机组3运行，太阳能热泵系统为采暖提供适当的水温；2、电蓄热装置运行采暖模式，当系统监测到蓄热水箱2内水温不在
设定范围内时，热泵机组3停止运行，电动三通阀10连通，由电蓄热装置6为采暖系统提供适当温度的热水。本技术太阳能循环泵7、蓄热水箱2、低温热水循环泵8、热泵机组3、热水循环泵9、电动三通阀10为集成一体式结构，其结构简单紧凑，占地面积小，便于施工和检修。本技术风力发电机组5上还设有为建筑其它设备供电的接口，通过该结构将风力发电机组5为建筑其他用电设备提供电能，进一步节省能源。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风电蓄热辅助太阳能热泵供暖系统，其特征在于：包括太阳能集热器(1)、蓄热水箱(2)、热泵机组(3)、采暖系统(4)、风力发电机组(5)和电蓄热装置(6)，所述太阳能集热器(1)通过管路、太阳能循环泵(7)与蓄热水箱(2)形成一回路，所述蓄热水箱(2)通过管路、水箱换热器、低温热水循环泵(8)与热泵机组(3)低温进出口形成一回路，所述热泵机组(3)高温进出口通过管路、热水循环泵(9)与采暖系统(4)形成一回路，所述电蓄热装置(6)通过管路、热水循环泵(9)与采暖系统形成一回路，热泵机组(3)高温进出口管路与电蓄热装置(6)管路并联，所述风力发电机组(5)为整个供暖系统供电。

【技术特征摘要】
1.一种风电蓄热辅助太阳能热泵供暖系统，其特征在于：包括太阳能集热器(1)、蓄热水箱(2)、热泵机组(3)、采暖系统(4)、风力发电机组(5)和电蓄热装置(6)，所述太阳能集热器(1)通过管路、太阳能循环泵(7)与蓄热水箱(2)形成一回路，所述蓄热水箱(2)通过管路、水箱换热器、低温热水循环泵(8)与热泵机组(3)低温进出口形成一回路，所述热泵机组(3)高温进出口通过管路、热水循环泵(9)与采暖系统(4)形成一回路，所述电蓄热装置(6)通过管路、热水循环泵(9)与采暖系统形成一回路，热泵机组(3)高温进出口管路与电蓄热装置(6)管路并联，所述风力发电机组(5)为整个供暖系统供电。2.如权利要求1所述的一种风电蓄热辅助太阳能热泵供暖系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：马广兴，苏抗男，
申请(专利权)人：内蒙古工业大学，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15