跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供了一种跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统及控制方法，跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统包括太阳能热水型集热器阵列；跨季节蓄热水池，与所述太阳能热水型集热器阵列连通；供暖热水热交换器组；承压闭式热水水箱，与所述第二供暖热水热交换器连通，以及连通地下水取水系统；水源热泵机组，所述水源热泵机组具有低品位端和高品位端。本发明专利技术整合了跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖，从而实现高效且快捷的供暖过程，保证了跨季节水池中低品位热能的充分利用，满足用户供暖需求的同时最大限度的降低了能耗；实现了系统的自动化运行，降低了运行维护人员的工作量，大大减少人为操作失误造成的运行事故。的运行事故。的运行事故。

【技术实现步骤摘要】
跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及跨季节供热
，具体而言，涉及一种跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统及控制方法。

技术介绍

[0002]太阳能供暖已广泛应用于全国各地的大量实际工程，其中跨季节水池蓄热太阳能供暖由于可有效解决供需在时间、空间上的不匹配以及太阳能间歇性的缺点，且系统较为简单、投资较低，成为了近些年研究的重点，但其仍无法满足应用项目的冬季全部供暖需求，部分时段仍需运行辅助热源。太阳能与水(地)源热泵两大可再生能源利用技术是建筑机电运维节能的有效手段，二者的双绿耦合利用也成为了研究的热点。
[0003]但是在现有技术中，通常将跨季节水池蓄热太阳能与水(地)源热泵分开使用，跨季节水池蓄热中的低温热水不能有效利用，因此导致单独的供热系统不能最大的满足低碳的要求；
[0004]其次，部分跨季节水池蓄热太阳能与水(地)源热泵耦合供暖的系统中，缺乏控制逻辑或控制方法，因此导致实际工程应用中出现大量的节能效果不佳、甚至跨季节水池蓄热太阳能供暖故障，例如：防冻保护逻辑不当，运行水温过低将导致集热管网及设备冻胀损毁，运行水温过高将导致集热效率低下、甚至集热器中的水汽化；供暖时水(地)源热泵切换不当将导致能耗过高或者用户舒适感较差等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
[0006]为此，本专利技术第一方面提供了一种跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统。
[0007]本专利技术第二方面提供了一种跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖控制方法。
[0008]本专利技术提供了一种跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统，包括：
[0009]太阳能热水型集热器阵列；
[0010]跨季节蓄热水池，与所述太阳能热水型集热器阵列连通；
[0011]供暖热水热交换器组，与所述跨季节热水池连通，其中，所述供暖热水热交换器组至少包括有相互连通的第一供暖热水热交换器和第二供暖热水热交换器；
[0012]承压闭式热水水箱，与所述第二供暖热水热交换器连通，以及连通地下水取水系统；
[0013]水源热泵机组，所述水源热泵机组具有低品位端和高品位端，所述低品位端的进水与所述承压闭式热水水箱连通，出水与可切换的所述第二供暖热水热交换器或地下水回水连通；所述高品位端的进水与可切换的所述第一供暖热水热交换器或供暖回水连通，出水与供暖管路连通，以对用户提供供暖热水。
[0014]根据本专利技术上述技术方案的跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统，还可以具有以下附加技术特征：
[0015]在上述技术方案中，所述跨季节蓄热水池的顶部设置有顶部温度传感器以及水池液位传感器，其底部设置有底部温度传感器。
[0016]在上述技术方案中，所述跨季节蓄热水池具有补水管路，所述补水管路设置有变频定压补水泵以及补水设备，以用于对跨季节蓄热水池补充水源。
[0017]在上述技术方案中，所述太阳能热水型集热器阵列和跨季节蓄热水池之间具有：
[0018]太阳能热水型集热器进水管路，一端连通所述太阳能热水型集热器阵列的进水口，另一端连通所述跨季节蓄热水池，所述太阳能热水型集热器进水管路与跨季节蓄热水池的连接处具有两个分支管路，其中一个分支管路设置有常开电磁阀，以防止太阳能热水型集热器阵列无效集热或夜晚冻裂；另一个分支管路设置有集热循环泵，以将跨季节蓄热水池内的水输送至太阳能热水型集热器阵列中予以加热；
[0019]太阳能热水型集热器出水管路，一端连通所述太阳能热水型集热器阵列的出水口，另一端连通所述跨季节蓄热水池的进水口，以将太阳能热水型集热器加热后的热水输送至跨季节蓄热水池；
[0020]其中，在所述太阳能热水型集热器进水管路设置有集热器进水温度传感器，以监测太阳能热水型集热器阵列的进水温度，在所述太阳能热水型集热器出水管路设置有集热器出水温度传感器，以监测太阳能热水型集热器阵列的出水温度；以及
[0021]所述太阳能热水型集热器阵列内设置有板内温度传感器，以监测太阳能热水型集热器阵列内部温度。
[0022]在上述技术方案中，所述跨季节蓄热水池与供暖热水热交换器组之间具有：
[0023]水箱出水管路，一端连通跨季节蓄热水池，另一端连通第一供暖热水热交换器，以将跨季节蓄热水池内的水输送至第一供暖热水热交换器内；
[0024]水箱进水管路，一端连通跨季节蓄热水池，另一端连通第二供暖热水热交换器；
[0025]其中，所述水箱出水管路设置有水箱出水温度传感器以及热水换热循环泵，所述水箱进水管路设置有水箱进水温度传感器。
[0026]在上述技术方案中，所述第一供暖热水热交换器具有：
[0027]第一供暖热水热交换出水管路，一端连通第一供暖热水热交换器，另一端连通至水源热泵机组的高品位端进水，且所述第一供暖热水热交换出水管路与补水管路通过连接管路连通；
[0028]第一供暖热水热交换进水管路，一端连通第一供暖热水热交换器，另一端连通至供暖回水；以及
[0029]所述第一供暖热水热交换出水管路和第一供暖热水热交换进水管路通过连通管路连通；
[0030]其中，所述第一供暖热水热交换出水管路依次设置有第一供暖热水热交换出水温度传感器、压力传感器、供暖系统循环泵、水源热泵进水温度传感器以及流量传感器；
[0031]所述第一供暖热水热交换进水管路设置有第一供暖热水热交换进水温度传感器和第一电磁阀；以及
[0032]所述连通管路设置有第二电磁阀。
[0033]在上述技术方案中，所述第二供暖热水热交换器具有：
[0034]第二供暖热水热交换出水管路，一端连通第二供暖热水热交换器，另一端连通至承压闭式热水水箱；
[0035]第二供暖热水热交换进水管路，一端连通第二供暖热水热交换器，另一端连通至水源热泵机组的低品位端出水；
[0036]其中，所述第二供暖热水热交换出水管路依次设置有第二供暖热水热交换出水温度传感器以及供暖中间循环泵；
[0037]所述第二供暖热水热交换进水管路依次设置有第二供暖热水热交换进水温度传感器、第三电磁阀以及第四电磁阀。
[0038]在上述技术方案中，所述承压闭式热水水箱还具有：
[0039]地下水取水管路，一端连通所述承压闭式热水水箱，另一端接通地下水取水；
[0040]水箱连通管路，一端连通所述承压闭式热水水箱，另一端连通至所述水源热泵机组的低品位端进水；
[0041]其中，所述地下水取水管路设置有水源侧水泵；
[0042]所述水箱连通管路设置有水箱出水温度传感器；
[0043]所述承压闭式热水水箱内设置有水温传感器。
[0044]在上述技术方案中，所述供暖管路设置有供暖供水温度传感器。
[0045]本专利技术还提供了一种跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖控制方法，应用于上述技本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统，其特征在于，包括：太阳能热水型集热器阵列(1)；跨季节蓄热水池(2)，与所述太阳能热水型集热器阵列(1)连通；供暖热水热交换器组(3)，与所述跨季节热水池连通，其中，所述供暖热水热交换器组(3)至少包括有相互连通的第一供暖热水热交换器(301)和第二供暖热水热交换器(302)；承压闭式热水水箱(4)，与所述第二供暖热水热交换器(302)连通，以及连通地下水取水系统；水源热泵机组(5)，所述水源热泵机组(5)具有低品位端和高品位端，所述低品位端的进水与所述承压闭式热水水箱(4)连通，出水与可切换的所述第二供暖热水热交换器(302)或地下水回水连通；所述高品位端的进水与可切换的所述第一供暖热水热交换器(301)或供暖回水连通，出水与供暖管路(6)连通，以对用户提供供暖热水。2.根据权利要求1所述的跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统，其特征在于，所述跨季节蓄热水池(2)的顶部设置有顶部温度传感器(7)以及水池液位传感器(8)，其底部设置有底部温度传感器(9)。3.根据权利要求2所述的跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统，其特征在于，所述跨季节蓄热水池(2)具有补水管路(10)，所述补水管路(10)设置有变频定压补水泵(11)以及补水设备(12)，以用于对跨季节蓄热水池(2)补充水源。4.根据权利要求3所述的跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统，其特征在于，所述太阳能热水型集热器阵列(1)和跨季节蓄热水池(2)之间具有：太阳能热水型集热器进水管路(13)，一端连通所述太阳能热水型集热器阵列(1)的进水口，另一端连通所述跨季节蓄热水池(2)，所述太阳能热水型集热器进水管路(13)与跨季节蓄热水池(2)的连接处具有两个分支管路，其中一个分支管路设置有常开电磁阀(14)，以防止太阳能热水型集热器阵列(1)无效集热或夜晚冻裂；另一个分支管路设置有集热循环泵(15)，以将跨季节蓄热水池(2)内的水输送至太阳能热水型集热器阵列(1)中予以加热。太阳能热水型集热器出水管路(16)，一端连通所述太阳能热水型集热器阵列(1)的出水口，另一端连通所述跨季节蓄热水池(2)的进水口，以将太阳能热水型集热器加热后的热水输送至跨季节蓄热水池(2)；其中，在所述太阳能热水型集热器进水管路(13)设置有集热器进水温度传感器(17)，以监测太阳能热水型集热器阵列(1)的进水温度，在所述太阳能热水型集热器出水管路(16)设置有集热器出水温度传感器(18)，以监测太阳能热水型集热器阵列(1)的出水温度；以及所述太阳能热水型集热器阵列(1)内设置有板内温度传感器(19)，以监测太阳能热水型集热器阵列(1)内部温度。5.根据权利要求4所述的跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统，其特征在于，所述跨季节蓄热水池(2)与供暖热水热交换器组(3)之间具有：水箱出水管路(20)，一端连通跨季节蓄热水池(2)，另一端连通第一供暖热水热交换器(301)，以将跨季节蓄热水池(2)内的水输送至第一供暖热水热交换器(301)内；水箱进水管路(21)，一端连通跨季节蓄热水池(2)，另一端连通第二供暖热水热交换器(302)；
其中，所述水箱出水管路(20)设置有水箱出水温度传感器(22)以及热水换热循环泵(23)，所述水箱进水管路(21)设置有水箱进水温度传感器(24)。6.根据权利要求5所述的跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统，其特征在于，所述第一供暖热水热交换器(301)具有：第一供暖热水热交换出水管路(25)，一端连通第一供暖热水热交换器(301)，另一端连通至水源热泵机组(5)的高品位端进水，且所述第一供暖热水热交换出水管路(25)与补水管路(10)通过连接管路(26)连通；第一供暖热水热交换进水管路(27)，一端连通第一供暖热水热交换器(301)，另一端连通至供暖回水；以及所述第一供暖热水热交换出水管路(25)和第一供暖热水热交换进水管路(27)通过连通管路(28)连通；其中，所述第一供暖热水热交换出水管路(25)依次设置有第一供暖热水热交换出水温度传感器(29)、压力传感器(30)、供暖系统循环泵(31)、水源热泵进水温度传感器(32)以及流量传感器(33)；所述第一供暖热水热交换进水管路(27)设置有第一供暖热水热交换进水温度传感器(49)和第一电磁阀(34)；以及所述连通管路(28)设置有第二电磁阀(35)。7.根据权利要求6所述的跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统，其特征在于，所述第二供暖热水热交换器(302)具有：第二供暖热水热交换出水管路(36)，一端连通第二供暖热水热交换器(302)，另一端连通至承压闭式热水水箱(4)；第二供暖热水热交换进水管路(37)，一端连通第二供暖热水热交换器(302)，另一端连通水源热泵机组(5)的低品位端出水；其中，所述第二供暖热水热交换出水管路(36)依次设置有第二供暖热水热交换出水温度传感器(38)以及供暖中间循环泵(39)；所述第二供暖热水热交换进水管路(37)依次设置有第二供暖热水热交换进水温度传感器(40)、第三电磁阀(41)。8.根据权利要求7所述的跨季节水池蓄热太阳能与水源热泵耦合供暖系统，其特征在于，所述承压闭式热水水箱(4)还具有：地下水取水管路(43)，一端连通所述承压闭式热水水箱(4...

【专利技术属性】
技术研发人员：周吉日，李沛林，杨汉林，朱发东，赵中华，杨凯，牛智祥，
申请(专利权)人：中国五冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：