一种多源蓄能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多源蓄能系统，包括水蓄热装置，水蓄热装置通过连接管路连通有土壤源热泵机组、低环温空气源热泵和蓄热锅炉，土壤源热泵机组、低环温空气源热泵和蓄热锅炉之间并联设置；蓄热时，土壤源热泵机组和低环温空气源热泵分别或共同对水蓄热装置内水由40℃加热至45℃后停止运行，然后蓄热锅炉开始工作，将水蓄热装置的水由45℃加热至75℃后停止运行。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种热能蓄能系统，具体的说，涉及一种适用于设置集中空调建筑的冬季采暖，可大幅减低采暖的运行成本。比普通蓄热系统可减少20%的运行电费的多源蓄能系统。
技术介绍
我国电网近几年的运行，尤其是在供热、制冷季节出现白天与夜间的电量需求差距很大，造成夜间发电机的效率降低，因此国家积极推行“峰谷电价”政策，集中空调系统作为用电大户，设计采用冷热蓄能系统，即能得到“峰谷电价”政策的实惠，宏观上又可保证电网的稳定运行。设置集中空调系统的建筑密度较大，且多为高层建筑，土壤蓄能系统的利用受到限制；现行的做法普遍采用冰（水）蓄冷和低谷电蓄热的双蓄方式，冰（水）蓄冷由制冷主机和蓄冷装置组成，消防水池可作为蓄冷装置使用，水蓄冷在利用时占地空间就大幅减小，低谷电蓄热由蓄热锅炉和蓄热装置组成，水蓄热时，严禁利用消防水池作为蓄热装置，蓄热水池占地空间很大，同时，电能转换为热能的效率最高为1，采用低谷电蓄热需加大项目的配电容量。
技术实现思路
本技术要解决的问题是为了克服上述低谷电蓄热装置的占地空间大；项目要求的配电量大；电能转化效率低的三大缺点，提供一种采用利用风能、太阳能、地热能、低谷电能多种清洁能源，可大幅减低采暖的运行成本，比普通蓄热系统可减少20%的运行电费的多源蓄能系统。为了解决上述问题，本技术采用以下技术方案：一种多源蓄能系统，包括水蓄热装置，水蓄热装置通过连接管路连通有土壤源热泵机组、低环温空气源热泵和蓄热锅炉，土壤源热泵机组、低环温空气源热泵和蓄热锅炉之间并联设置。以下是本技术对上述方案的进一步优化：土壤源热泵机组上还通过管路连通有地下换热器，在该管路上安装有第二温度传感器和第二循环泵。进一步优化：水蓄热装置与太阳能换热器之间的连接管路上安装有第四循环水泵；水蓄热装置与蓄热锅炉之间通过两根连接管路连通，其中一根连接管路上安装有第三循环水泵，另一根连接管路上安装有第三温度传感器。进一步优化：水蓄热装置还通过管路连通有混水装置，所述混水装置上通过管路连通有室内散热装置。进一步优化：室内散热装置与混水装置之间的连接管路上安装有第一循环泵和第一温度传感器；所述混水装置与水蓄热装置之间通过两根连接管路连通，其中一根连接管路上安装有第二循环水泵，另一根连接管路上安装有温控三通阀。所述混水装置通过管路分别与土壤源热泵机组和低环温空气源热泵连通。混水装置与低环温空气源热泵之间的连通管路上安装有第六电动阀和第五循环水泵；混水装置与土壤源热泵机组之间的连通管路上安装有第一电动阀和第一循环水泵，该管路还与水蓄热装置之间通过第二电动阀连通。所述土壤源热泵机组与低环温空气源热泵之间通过管路连通，在该管路上间隔一定距离安装有第一比例调节阀和第三比例调节阀，第一比例调节阀和第三比例调节阀之间的连通管路与温控三通阀之间通过第二比例调节阀连通。进一步优化：水蓄热装置与低环温空气源热泵通过两根管路连通，其中一根连通管路上安装有第五电动阀，所述第五电动阀与第三比例调节阀和低环温空气源热泵之间的连接管路连通；另一根连通管路上安装有第四电动阀，所述第四电动阀与第六电动阀和第五循环水泵之间的连通管路连通。所述第一比例调节阀和土壤源热泵机组之间的连通管路与水蓄热装置之间通过第三电动阀连通；第三电动阀和第一循环水泵之间的连通管路与水蓄热装置之间通过第二电动阀连通。本技术采用上述方案，根据逐时负荷计算确定建筑物总耗热量，并确定各时间段内的热负荷，根据逐时热负荷选择空气源热泵、土壤源热泵、蓄热锅炉、水蓄热装置、循环水泵等设备；电动阀采用时间控制策略，确定开关时间；采用比例调节阀确定各系统的进水量。系统分为四个过程。一、直接供热时间段11:30-16:00：此时间段，环境温度较高，建筑的逐时热负荷较小，同时电价执行“平价”，在第一温度传感器满足设计出水温度要求时，运行低环温空气源热泵、土壤源热泵机组、第一循环泵、第二循环泵、第一循环水泵、第五循环水泵、第一电动阀、第六电动阀打开供室内采暖，通过第一比例调节阀、第二比例调节阀保证进入系统的水量平衡；在第一温度传感器不满足设计出水温度要求时，在上述设备、阀门运行的条件下，加开第二循环泵使热泵机组的出水与水蓄热装置的出水在混水装置中混合达到设计出水温度；第四循环水泵、太阳能换热器工作，利用免费的太阳辐射能为水蓄热装置加热；此时间段利用热泵直接供热，减小了蓄热装置和蓄热锅炉的配置。二、放热：时间段8:30-11:30、16:00-21:00：此时间段利用夜间储存的热量，水蓄热装置进行放热，满足建筑采暖需求。第一循环泵、第二循环水泵运行，温控三通阀根据第一温度传感器调整开关度；第四循环水泵、太阳能换热器工作，利用免费的太阳辐射能为水蓄热装置加热。三、蓄热：时间段21:00-23:00、23:00-次日7:00：利用多源系统进行蓄热。在此时间段低环温空气源热泵、土壤源热泵机组、第二循环泵、第一循环水泵、第五循环水泵、第二电动阀、第三电动阀、第四电动阀、第五电动阀开，进行蓄热；时间段23:00-次日7:00：多源系统在将水蓄热装置的水由40℃加热至45℃后停止运行；蓄热锅炉、第三循环水泵开始工作，将水蓄热装置的水由45℃加热至75℃后停止运行。低环温空气源热泵、土壤源热泵机组、蓄热锅炉的运行时间根据建筑的耗热量确定，通过温度比例控制系统实现。四、制冷运行低环温空气源热泵、土壤源热泵机组、第一循环泵、第二循环泵、第一循环水泵、第五循环水泵、第一电动阀、第六电动阀打开作为夏季制冷系统的一部分，供建筑物制冷。根据国家的峰谷电价政策，8:30-11:30、16:00-21:00实行峰值；23:00-次日7:00实行谷值，其余时间段为平价。设置集中空调系统的建筑空调运行时间一般为8:30-20:30，运行时间段正好错开了谷电的优惠。若全天采暖热负荷均有低谷电蓄能系统提供，建筑的日均耗热量很大，需要配置大型的电锅炉和蓄热体，受现场硬件的限制。空气能、地热能等清洁能源通过能量转换装置输入1kw的电能可以得到3kw的热能，电能利用率高，可减小电锅炉和蓄热体的配置。太阳能资源丰富，既可免费使用，又无需运输，对环境无任何污染，太阳能光热技术非常成熟，白天利用太阳能为蓄热体升温，不消耗任何能源。因此利用低谷电蓄能，并利用多种清洁能源辅助的方式解决建筑采暖相对常规的低谷电蓄热系统的优点为：1、减小了项目蓄能的配电量要求；2、减小了蓄热体的体积，提高了建筑空间的利用率；3、采用新能源系统降低了后期的运行成本；4、根据不同的地域环境，设计不同的耦合系统，解决了单一能源自身的弊端；5、空气能和地热能可以在冬季制热、夏季制冷，不会造成重复投资。下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。附图说明附图1为本技术实施例的系统运行原理图。图中：1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多源蓄能系统，包括水蓄热装置（9），其特征在于：水蓄热装置（9）通过连接管路连通有土壤源热泵机组（6）、低环温空气源热泵（15）和蓄热锅炉（10），土壤源热泵机组（6）、低环温空气源热泵（15）和蓄热锅炉（10）之间并联设置。

【技术特征摘要】
1.一种多源蓄能系统，包括水蓄热装置（9），其特征在于：水蓄热装置（9）通过连接管路连通有土壤源热泵机组（6）、低环温空气源热泵（15）和蓄热锅炉（10），土壤源热泵机组（6）、低环温空气源热泵（15）和蓄热锅炉（10）之间并联设置。
2.根据权利要求1所述的一种多源蓄能系统，其特征在于
土壤源热泵机组（6）上还通过管路连通有地下换热器（4），在该管路上安装有第二温度传感器（T2）和第二循环泵（3）。
3.根据权利要求2所述的一种多源蓄能系统，其特征在于
水蓄热装置（9）与太阳能换热器（13）之间的连接管路上安装有第四循环水泵（12）；
水蓄热装置（9）与蓄热锅炉（10）之间通过两根连接管路连通，其中一根连接管路上安装有第三循环水泵（11），另一根连接管路上安装有第三温度传感器（T3）。
4.根据权利要求3所述的一种多源蓄能系统，其特征在于：
水蓄热装置（9）还通过管路连通有混水装置（7），所述混水装置（7）上通过管路连通有室内散热装置（1）。
5.根据权利要求4所述的一种多源蓄能系统，其特征在于：
室内散热装置（1）与混水装置（7）之间的连接管路上安装有第一循环泵（2）和第一温度传感器（T1）；
所述混水装置（7）与水蓄热装置（9）之间通过两根连接管路连通，其中一根连接管路上安装有第二循环水泵（8），另一根连接管路上安装有温控三通阀（V1）。
6.根据权利要求5所述的一种多源蓄能系统，其特征在于：
所述混水装置（7）通过管路分别与土壤源热泵机组（6）和低环温空气源热泵（15）连通。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王磊，韩素祥，
申请(专利权)人：山东北海新能源集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东;37