一种基于多清洁能源互补的换热站复合型热泵供热系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多清洁能源互补的换热站复合型热泵供热系统，在采暖季利用系统对二级网用户进行供热时，日间利用一级网供水驱动吸收式热泵，提取太阳能集热器和地热井组成的地光互补清洁能源采暖系统所制取的低品位热能，夜间仅提取地热井制取的低品位热能，吸收式热泵制取的热量用于加热二级网循环水实现对用户供热；在非采暖季利用太阳能集热器对地热井进行热量回灌，以保证土壤温度平衡，使系统全年稳定运行；充分利用清洁能源供暖，缩小吸收式热泵高低温热源间温差，提高热泵性能系数，提高清洁能源利用率和系统供热能力，降低供热成本，相对于传统集中供热系统碳排放降低，实现清洁采暖，同时提高用户供热质量，保证供热系统的安全可靠性。证供热系统的安全可靠性。证供热系统的安全可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多清洁能源互补的换热站复合型热泵供热系统


[0001]本专利技术属于供热
，具体涉及一种基于多清洁能源互补的换热站复合型热泵供热系统。

技术介绍

[0002]煤炭、天然气等不可再生资源在开采和使用过程中会导致环境恶化问题，在碳达峰、碳中和的“双碳”政策与城市集中供热面积逐年递增的背景下，集中供热系统的发展正面临严峻挑战，如何在现有供热系统的基础上寻求一种节能高效、低碳环保的供热方式是亟待解决的一大问题。
[0003]目前采暖系统已普遍采用太阳能或地热能作为热源，但天阳能热水系统性能受季节、昼夜温差、气候变化等因素影响，在采暖季、夜间或阴雨天等情况下无法实现稳定供热，地源热泵热水系统短期运行效果虽然较为稳定，但长期运行会导致地埋管周围土壤温度逐渐下降，使得热泵机组的制热性能系数亦随之降低，导致系统运行成本上升。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于多清洁能源互补的换热站复合型热泵供热系统，有效提取地热能和太阳能中蕴含的低品位热量，缩小吸收式热泵高低温热源温差，提高热泵制热性能系数；应用于换热站，可作为供热系统的热源替代或补充，增加对用户的供热量，降低供热系统运行能耗指标和污染物排放，节能降耗、清洁高效。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种基于多清洁能源互补的换热站复合型热泵供热系统，包括地光耦合复合型热泵供热系统，地光耦合复合型热泵供热系统分别经换热站的一次网侧和二次网侧与板式换热器连接，用于切换运行一次网循环水做驱动热源；地光耦合复合型热泵供热系统包括闭式循环水泵，闭式循环水泵依次连接地光互补复合热源，第二过滤器和吸收式热泵机组，以地热和太阳能做低温热源，利用吸收式热泵机组提取低品位热能。
[0007]具体的一次网侧包括供水管路，供水管路依次经一次进球阀、第三过滤器、板式换热器、第六电动调节阀和一次出球阀与一次网侧的回水管路连接。
[0008]具体的二次网侧包括供水管路，供水管路依次经二次进球阀、板式换热器、第一电动调节阀、二次网循环水泵、第一过滤器和二次出球阀与二次网侧的回水管路连接。
[0009]具体的，地光互补复合热源包括太阳能集热器，太阳能集热器的输出端经第三电动调节阀和第五球阀后分两路，一路依次经第六球阀、闭式循环水泵、第四电动调节阀、热井地埋管和第四球阀与第三球阀的一端连接，第二路依次经第二过滤器、蒸发器和闭式循环水泵与第三球阀的一端连接；第三球阀的另一端与太阳能集热器的输入端连接。
[0010]进一步的，在采暖季，当日间光照充足时，闭式循环水经闭式循环水泵升压后分两路分别进入太阳能集热器和热井地埋管，利用第三电动调节阀和第四电动调节阀调节两路
分配的流量大小，闭式循环水经热井地埋管提取土壤层热量后经闭式循环水泵升压与太阳能集热器环路的闭式循环水汇合经第二过滤器过滤后送入蒸发器，将热量传递给吸收式热泵机组内部的溴化锂溶液，然后进入闭式循环水泵升压往复循环。
[0011]进一步的，在非采暖季，闭式循环水经闭式循环水泵升压后送至太阳能集热器中吸收太阳能热量，升温后送回热井地埋管将热量传递给土壤。
[0012]具体的，吸收式热泵机组包括吸收器，吸收器的溴化锂稀溶液端口经溶液泵与发生器的溴化锂稀溶液连接，发生器的溴化锂浓溶液端口经第一膨胀阀与吸收器的溴化锂浓溶液端口连接，发生器的高温水蒸气端口与冷凝器的高温水蒸气端口连接，冷凝器的凝结水端口经第二膨胀阀与蒸发器的凝结水端口连接，冷凝器的热网供水端口经第二球阀与二次网侧的供水管路连接。
[0013]进一步的，吸收器的水侧入口依次经第二电动调节阀和第一球阀与二次网侧的回水管路连接，吸收器的水侧出口通过管道与冷凝器的水侧入口连接；冷凝器的水侧出口经第二球阀与二次网侧的供水管路连接。
[0014]进一步的，发生器驱动热源的进口与一次网侧的供水管路连接，发生器与一次网侧的供水管路之间设置有第七球阀，发生器驱动热源的出口与一次网侧的回水管路连接，发生器与一次网侧的回水管路之间依次设置有第五电动调节阀和第八球阀。
[0015]更进一步的，在采暖季，一次网侧的供水管路分两路，分别进入板式换热器和发生器做驱动热源，进入板式换热器的一次网侧供水将热量传递给二次网侧，调节进入发生器的一次网侧循环水流量，一次网侧的供水流过发生器做驱动热源之后回到一次网侧的回水管道，发生器内设置的溴化锂稀溶液经高温热水加热后形成溴化锂浓溶液和高温高压水蒸气，溴化锂浓溶液经第一膨胀阀进行降压处理，水蒸气进入冷凝器冷凝放热后凝结为饱和水，经第二膨胀阀降压后成为低温低压汽水混合物进入蒸发器，在蒸发器中吸收地光互补负荷热源中闭式循环水的热量后蒸发为水蒸气进入吸收器，吸收器中的水蒸气被溴化锂浓溶液吸收放热，同时形成溴化锂稀溶液，溴化锂稀溶液经由溴化锂溶液泵送至发生器，发生器中产生的浓溶液经第一膨胀阀降压降温后回到吸收器，调节二次网侧的回水流量，然后分两路分别流入板式换热器和吸收器，二次网侧的回水分别经吸收器和冷凝器依次升温后送至二次网侧的供水管道，最后与板式换热器升温后流出的二次网侧供水混合。
[0016]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：
[0017]本专利技术一种基于多清洁能源互补的换热站复合型热泵供热系统，一次网侧的供水管路分两路，分别进入板式换热器和发生器做驱动热源，进入板式换热器的一次网侧供水将热量传递给二次网侧，调节进入发生器的一次网侧循环水流量，一次网侧的供水流过发生器做驱动热源之后回到一次网侧的回水管道，发生器内设置的溴化锂稀溶液经高温热水加热后形成溴化锂浓溶液和高温高压水蒸气，溴化锂浓溶液经第一膨胀阀进行降压处理，水蒸气进入冷凝器冷凝放热后凝结为饱和水，经第二膨胀阀降压后成为低温低压汽水混合物进入蒸发器，在蒸发器中吸收地光互补负荷热源中闭式循环水的热量后蒸发为水蒸气进入吸收器，吸收器中的水蒸气被溴化锂浓溶液吸收放热，同时形成溴化锂稀溶液，溴化锂稀溶液经由溴化锂溶液泵送至发生器，发生器中产生的浓溶液经第一膨胀阀回到吸收器，调节二次网侧的回水流量，然后分两路分别流入板式换热器和吸收器，二次网侧的回水分别经吸收器和冷凝器依次升温后送至二次网侧的供水管道，最后与板式换热器升温后流出的
二次网侧供水混合；利用换热站一次网供水做热泵驱动热源，用于提取地、光两种清洁能源低品位热能后加热二次网循环水实现对外供热，降低了集中供热系统能耗指标，高效利用了清洁能源，降低系统污染物排放。
[0018]进一步的，一次网侧供水管路依次经一次进球阀、第三过滤器、板式换热器、第六电动调节阀和一次出球阀与一次网侧的回水管路连接，可以切除热泵供热系统换热站单独供热，也可以换热站和热泵一同供热，球阀用于热泵投入或切除，电动调节阀用于分配进入板式换热器一网侧和发生器的流量，电动调节阀还用于分配进入吸收器、冷凝器和板式换热器二网侧的流量。
[0019]进一步的，二网回水经过Y型过滤器去除杂质，经二次网循环水泵升压送入板式换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多清洁能源互补的换热站复合型热泵供热系统，其特征在于，包括地光耦合复合型热泵供热系统，地光耦合复合型热泵供热系统分别经换热站的一次网侧和二次网侧与板式换热器(33)连接，用于切换运行一次网循环水做驱动热源；地光耦合复合型热泵供热系统包括闭式循环水泵(16)，闭式循环水泵(16)依次连接地光互补复合热源，第二过滤器(17)和吸收式热泵机组，以地热和太阳能做低温热源，利用吸收式热泵机组提取低品位热能。2.根据权利要求1所述的基于多清洁能源互补的换热站复合型热泵供热系统，其特征在于，一次网侧包括供水管路，供水管路依次经一次进球阀(31)、第三过滤器(30)、板式换热器(33)、第六电动调节阀(27)和一次出球阀(32)与一次网侧的回水管路连接。3.根据权利要求1所述的基于多清洁能源互补的换热站复合型热泵供热系统，其特征在于，二次网侧包括供水管路，供水管路依次经二次进球阀(1)、板式换热器(33)、第一电动调节阀(5)、二次网循环水泵(4)、第一过滤器(3)和二次出球阀(2)与二次网侧的回水管路连接。4.根据权利要求1所述的基于多清洁能源互补的换热站复合型热泵供热系统，其特征在于，地光互补复合热源包括太阳能集热器(18)，太阳能集热器(18)的输出端经第三电动调节阀(21)和第五球阀(22)后分两路，一路依次经第六球阀(23)、闭式循环水泵(34)、第四电动调节阀(24)、热井地埋管(25)和第四球阀(20)与第三球阀(19)的一端连接，第二路依次经第二过滤器(17)、蒸发器(15)和闭式循环水泵(16)与第三球阀(19)的一端连接；第三球阀(19)的另一端与太阳能集热器(18)的输入端连接。5.根据权利要求4所述的基于多清洁能源互补的换热站复合型热泵供热系统，其特征在于，在采暖季，当日间光照充足时，闭式循环水经闭式循环水泵升压后分两路分别进入太阳能集热器和热井地埋管，利用第三电动调节阀和第四电动调节阀调节两路分配的流量大小，闭式循环水经热井地埋管提取土壤层热量后经闭式循环水泵升压与太阳能集热器环路的闭式循环水汇合经第二过滤器过滤后送入蒸发器，将热量传递给吸收式热泵机组内部的溴化锂溶液，然后进入闭式循环水泵升压往复循环。6.根据权利要求4所述的基于多清洁能源互补的换热站复合型热泵供热系统，其特征在于，在非采暖季，闭式循环水经闭式循环水泵升压后送至太阳能集热器中吸收太阳能热量，升温后送回热井地埋管将热量传递给土壤。7.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪宇，耿如意，王钰泽，刘长瑞，孙明兴，乔磊，刘国臣，尚海军，徐瑞皎，梁世鑫，魏灿赢，刘圣冠，石春寒，贺凯，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司西安西热节能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：