基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置及其控制方法，该装置包括四种供暖模式：风能独立供暖：供暖设备直接与储热水箱相连，储热水箱通过永磁涡轮制热器制热；风能串联海洋能供暖：供暖设备与海水源热泵相连，海水源热泵、海水换热器和储热水箱串联成环；风能间接加热供暖：供暖设备与海水源热泵相连，第一环和第二环相连；海水源热泵单独供暖：供暖设备与海水源热泵相连，海水源热泵通过第二环制热。本发明专利技术能够根据负载需要和外界环境变化及时调整制暖模式，维持稳定制暖效率，并在满足建筑热负荷情况下，以维持稳定发电效率，缓解供暖能源消耗压力，充分实现海洋温差能和风能的合理利用。温差能和风能的合理利用。温差能和风能的合理利用。

【技术实现步骤摘要】
基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置及其控制方法


[0001]本专利技术属于供热系统
，具体涉及一种基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]人们在日常生活中所需能源的主要形式为热能，而冬季供暖这种低温热能的使用要占到一半以上。特别是在高纬度沿海地区，海洋温差能属低品位能源，目前没有大规模商业化应用的主要原因是循环热效率低。为了缓解供暖所造成的能源消耗压力，利用海洋能，并将风能转化为热能的研究对于缓解能源紧缺的问题具有十分重要的意义。
[0003]由于风能的不稳定性和不连续性，为了合理并充分利用风能，确保风力磁涡流的海水源热泵供暖的连续性，系统要求控制系统能够根据负载需要和外界环境变化及时调整设备状态，维持稳定制暖效率，并在满足建筑热负荷情况下，以维持稳定发电效率。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置及其控制方法，根据负载需要和外界环境变化及时调整制暖模式，维持稳定制暖效率，并在满足建筑热负荷情况下，以维持稳定发电效率，缓解供暖能源消耗压力，解决现有技术中无法有效利用不稳定的风能以及能量密度低的海洋能的技术问题。
[0005]本专利技术提供的技术方案如下：
[0006]一种基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置，包括：第一储液罐、永磁涡轮制热器、储热水箱、蓄热水换热器、海水源热泵、海水换热器和供暖设备；其中，第一储液罐、永磁涡轮制热器和储热水箱串联成第一环，蓄热水换热器、海水源热泵和海水换热器串联成第二环，第一环和第二环通过储热水箱和蓄热水换热器相连；供暖设备分别与储热水箱、海水源热泵并联；海水源热泵入水口处设有加热设备；
[0007]该装置还包括垂直轴风机、发电机、电磁离合、接触器和电池；垂直轴风机与发电机相连，发电机通过电磁离合与永磁涡轮制热器相连，发电机还通过接触器与电池相连；
[0008]该装置包括四种供暖模式：
[0009]MODEL1
‑
风能独立供暖：供暖设备直接与储热水箱相连，储热水箱通过永磁涡轮制热器制热；
[0010]MODEL2
‑
风能直接串联海洋能供暖：供暖设备与海水源热泵相连，海水源热泵、海水换热器和储热水箱串联成环；
[0011]MODEL3
‑
风能间接串联海洋能供暖：供暖设备与海水源热泵相连，第一环和第二环相连；
[0012]MODEL4
‑
海洋能单独供暖：供暖设备与海水源热泵相连，海水源热泵通过第二环制热。
[0013]优选地，供暖设备出水口连有第二储液罐。
[0014]优选地，供暖设备为制暖盘管。
[0015]优选地，加热设备为电阻丝加热器。
[0016]优选地，电池为梯次电池。
[0017]本专利技术还提供一种用于上述的基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置的控制方法，包括以下步骤：
[0018]S1、设置室内的上限温度X1和下限温度X2；
[0019]S2、监测蓄热水箱温度t0和海水源热泵入水口温度T1；
[0020]S3、当蓄热水箱温度t0大于或等于35℃时，采用MODEL1进行供暖；当蓄热水箱温度t0小于35℃且大于或等于30℃时，采用MODEL2进行供暖；当蓄热水箱温度t0小于30℃且大于或等于13℃时，采用MODEL3进行供暖；当蓄热水箱温度t0小于13℃时，采用MODEL4进行供暖；若海水源热泵入水口温度T1小于或等于7℃时，加热设备启动；
[0021]S4、监测室内温度t；
[0022]S5、判断室内温度t是否小于上限温度X1，若是，则返回步骤S2，若否，则监测蓄热水箱温度t0；
[0023]S6、判断室内温度t是否小于下限温度X2，若是，则返回步骤S2；若否，则判断蓄热水箱温度t0是否小于或等于40℃，若是，则垂直轴风机带动永磁涡轮制热器加热蓄水箱，继续监测蓄热水箱温度t0；
[0024]S7、若蓄热水箱温度t0大于40℃，垂直轴风机则带动发电机运转，进行发电并存储于电池中。
[0025]优选地，还包括以下步骤：S8、若停止供暖，则装置保持发电状态。
[0026]优选地，步骤S1具体为：设定温度X，将设定温度X
±
2℃得到上限温度X1、下限温度X2。
[0027]本专利技术的有益效果为：本专利技术的基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置及其控制方法，能够根据负载需要和外界环境变化及时调整制暖模式，维持稳定制暖效率，并在满足建筑热负荷情况下，以维持稳定发电效率，缓解供暖能源消耗压力，充分实现海洋温差能和风能的合理利用。
附图说明
[0028]图1是本专利技术实施例的基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置整体示意图。
[0029]图2是本专利技术实施例中风能独立供暖的原理示意图。
[0030]图3是本专利技术实施例中风能直接串联海洋能供暖的原理示意图。
[0031]图4是本专利技术实施例中风能间接串联海洋能供暖的原理示意图。
[0032]图5是本专利技术实施例中海洋能单独供暖的原理示意图。
[0033]图6是本专利技术基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置的控制方法流程图。
[0034]图7是本专利技术基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置的能量管理系统示意图。
[0035]图中：1
‑
垂直轴风机，2
‑
发电机，3
‑
电磁离合，4
‑
永磁涡流制热器，5
‑
蓄热水箱，6
‑
蓄热水泵，7
‑
第一储液罐，9
‑
第一电磁阀，10
‑
第一循环水泵，11
‑
第二电磁阀，12
‑
海水换热器，13
‑
海水泵，14
‑
制暖盘管，15
‑
第二储液罐，16
‑
蓄热水换热器，17
‑
第二循环水泵，18
‑
电阻丝加热器，19
‑
海水源热泵，20
‑
地暖水泵，21
‑
进口并联管，22
‑
出口并联管，23
‑
梯次电池，
24
‑
接触器。
具体实施方式
[0036]下面将结合附图对本专利技术作进一步的说明：
[0037]本专利技术实施例的基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置，如图1所示，包括：第一储液罐7、永磁涡轮制热器4、储热水箱5、蓄热水换热器16、海水源热泵19、海水换热器12和供暖设备，优选地，供暖设备为制暖盘管14，设置在供暖房间内，用于供暖。其中：
[0038]第一储液罐7、永磁涡轮制热器4和储热水箱5串联成第一环，由第一储液罐7提供循环水，垂直轴风机1带动永磁涡轮制热器4进行制热，然后热水进入储热水箱本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置，其特征在于，包括：第一储液罐、永磁涡轮制热器、储热水箱、蓄热水换热器、海水源热泵、海水换热器和供暖设备；其中，第一储液罐、永磁涡轮制热器和储热水箱串联成第一环，蓄热水换热器、海水源热泵和海水换热器串联成第二环，第一环和第二环通过储热水箱和蓄热水换热器相连；供暖设备分别与储热水箱、海水源热泵并联；海水源热泵入水口处设有加热设备；该装置还包括垂直轴风机、发电机、电磁离合、接触器和电池；垂直轴风机与发电机相连，发电机通过电磁离合与永磁涡轮制热器相连，发电机还通过接触器与电池相连；该装置包括四种供暖模式：MODEL1
‑
风能独立供暖：供暖设备直接与储热水箱相连，储热水箱通过永磁涡轮制热器制热；MODEL2
‑
风能串联海洋能供暖：供暖设备与海水源热泵相连，海水源热泵、海水换热器和储热水箱串联成环；MODEL3
‑
风能间接加热供暖：供暖设备与海水源热泵相连，第一环和第二环相连；MODEL4
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海水源热泵单独供暖：供暖设备与海水源热泵相连，海水源热泵通过第二环制热。2.根据权利要求1所述的基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置，其特征在于，供暖设备出水口连有第二储液罐。3.根据权利要求1所述的基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置，其特征在于，供暖设备为制暖盘管。4.根据权利要求1所述的基于风力磁涡流的海水源热泵供暖装置，其特征在于，加热设备为电阻丝加热器。5....

【专利技术属性】
技术研发人员：汤旭晶，郭炅，张家弼，吕欣，高一博，柳言，何泽华，郑骅圣，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：