一种多能互补的清洁能源热泵供热系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多能互补的清洁能源热泵供热系统，复合型热泵以由太阳能集热器、风力制热器、地热井组成的制热环路做低温热源，利用压缩式热泵提取环路中低品位热能用于加热集中供热系统中二次网循环水；太阳能集热器利用太阳能加热低温热源环路中闭式循环水，风力制热器利用风机带动搅拌器搅拌制热容器内部水将其升温，以达到利用风能制热的目的，地热井利用土壤中蕴含的低品位热能加热闭式循环水，三者并联同时做热泵低温热源；压缩式热泵提取低温热源热量用于加热二次网循环水回水，实现对外供热。本实用新型专利技术提高了清洁能源利用率，实现了清洁采暖，同时缩小热泵工作温差，提高制热性能系数，降低运行成本且增大系统供热能力。大系统供热能力。大系统供热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种多能互补的清洁能源热泵供热系统


[0001]本技术属于供热
，具体涉及一种多能互补的清洁能源热泵供热系统。

技术介绍

[0002]我国北方地区寒冷地区主要以热电厂作为集中供热热源，采暖燃料来源于煤炭、天然气等，这些不可再生资源在开采和使用过程中都会导致环境恶化问题，在国家近年逐步要求实现的碳达峰、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]地热能具有便于收集、蕴含低品位热能较高、提热量相对稳定、便于利用等一系列优点，非常适合作为城市清洁采暖的低品位热源。风能、太阳能也是便于利用的清洁能源，二者虽具有间歇性和不稳定性，但其昼夜波动特性刚好互补，将风、光做低品位热源利用压缩式热泵提热后用于供暖是清洁采暖的利好方向。
[0004]目前，如何利用清洁能源解决集中供热系统面临的诸多问题，例如供热面积发展过快导致热源供热能力不足、火电机组供热碳排放指标过高、清洁采暖技术路线不佳、清洁能源供热能力不足等都是亟待解决的重要问题。

技术实现思路

[0005]本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，提供一种多能互补的清洁能源热泵供热系统，应用于集中供热系统换热站，可作为用户供暖热源的替代或补充，增大系统供热能力，提高换热站所承接区域的采暖面积，降低供热成本及污染物排放，提高系统能源利用率，达到节能减排、灵活高效之目的。
[0006]本技术采用以下技术方案：
[0007]一种多能互补的清洁能源热泵供热系统，包括太阳能集热器、风力制热器和地热井循环泵，太阳能集热器、风力制热器和地热井循环泵组成制热环路，通过压缩式热泵与二次网的供水和回水管路并联连接，利用压缩式热泵提取制热环路中低品位热能用于加热集中供热系统中二次网的循环水。
[0008]具体的，压缩式热泵包括冷凝器，冷凝器的输出端依次经膨胀阀、蒸发器和压缩机与冷凝器的输入端连接，冷凝器的高温水侧进口与二次网回水管道连接，冷凝器的高温水侧出口与二次网供水管道连接。
[0009]进一步的，冷凝器的高温水侧进口与二次网回水管道上二网循环水泵之间设置有第六球阀，冷凝器的高温水侧出口与二次网供水之间的管道上依次设置有第三电动调节阀和第五球阀。
[0010]进一步的，太阳能集热器、风力制热器和地热井循环泵分别与蒸发器并联连接。
[0011]更进一步的，太阳能集热器的一端依次经第四电动调节阀、第一路经第十球阀、第
八球阀、蒸发器、低温热源循环泵、第七球阀和第九球阀与太阳能集热器的另一端连接。
[0012]更进一步的，风力制热器的一端依次经第五电动调节阀、第十四球阀、第十二球阀、第八球阀、蒸发器、低温热源循环泵、第七球阀、第十一球阀和第十三球阀与风力制热器的另一端连接。
[0013]更进一步的，地热井循环泵的一端依次经地热井地埋管道、第六电动调节阀、第三过滤器、第十六球阀、第十二球阀、第八球阀、蒸发器、低温热源循环泵、第七球阀、第十一球阀和第十五球阀与地热井循环泵的另一端连接。
[0014]具体的，二次网的供水和回水管路与板式换热器的一侧连接，板式换热器的另一侧连接一次网供水和回水管路。
[0015]进一步的，一次网供水与板式换热器之间的管道上设置有第一球阀和第一过滤器，一次网回水与板式换热器之间的管道上设置有第二球阀和第一电动调节阀。
[0016]进一步的，二次网供水与板式换热器之间的管道上设置有第三球阀，二次网回水与板式换热器之间的管道上设置有第四球阀、第二过滤器、二网循环水泵和第二电动调节阀。
[0017]与现有技术相比，本技术至少具有以下有益效果：
[0018](1)本技术将能源特性互补的风能、太阳能高效耦合，以地热能做低温热源基础保障与补充，利用三种清洁能源实现对外供热，开发了一套新型清洁高效的供热技术，可降低供热成本与碳排放量；
[0019](2)本技术建立的热泵以太阳能、风能与地热能耦合做低温热源，缩小了热泵工作温差，提高制热性能系数，降低运行成本，提高供热能力；
[0020](3)本技术的复合型热泵供热系统运行灵活高效，采暖季日间优先利用风能与太阳能以提高低温热源温度，采暖季夜间以地热能做低温热源以保障热泵工作温差，非采暖季利用风能与太阳能协同对地下土壤进行热量回灌，达到跨季节储热的效果，提高采暖季土壤温度，提高热泵制热性能系数与能源利用率；
[0021](4)本技术利用风机带动搅拌器搅拌制热器内部水使其升温，以新型高效的风能利用方式将其提取实现对外供热；
[0022](5)本技术建立的复合型热泵供热系统应用于集中供热系统换热站，可提高区域供热能力，提高用户供热安全稳定性与供热质量。
[0023]下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0024]图1为本技术结构示意图。
[0025]其中：1.第一球阀；2.第一过滤器；3.第一电动调节阀；4.第二球阀；5.板式换热器；6.第三球阀；7.第二电动调节阀；8.二网循环水泵；9.第二过滤器；10.第四球阀；11.第五球阀；12.第三电动调节阀；13.第六球阀；14.冷凝器；15.膨胀阀；16.蒸发器；17.压缩机；18.低温热源循环泵；19.第七球阀；20.第八球阀；21.第九球阀；22.太阳能集热器；23.第四电动调节阀；24.第十球阀；25.第十一球阀；26.第十二球阀；27.第十三球阀；28.风力制热器；29.第五电动调节阀；30.第十四球阀；31.第十五球阀；32.第十六球阀；33.地热井循环泵；34.第三过滤器；35.地热井地埋管道；36.第六电动调节阀。
具体实施方式
[0026]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件时，它可以是直接连接到另一个组件，或者可能同时存在几种组件。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。
[0027]还需要说明的是，本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能互补的清洁能源热泵供热系统，其特征在于，包括太阳能集热器(22)、风力制热器(28)和地热井循环泵(33)，太阳能集热器(22)、风力制热器(28)和地热井循环泵(33)组成制热环路，通过压缩式热泵与二次网的供水和回水管路并联连接，利用压缩式热泵提取制热环路中低品位热能用于加热集中供热系统中二次网的循环水。2.根据权利要求1所述的多能互补的清洁能源热泵供热系统，其特征在于，压缩式热泵包括冷凝器(14)，冷凝器(14)的输出端依次经膨胀阀(15)、蒸发器(16)和压缩机(17)与冷凝器(14)的输入端连接，冷凝器(14)的高温水侧进口与二次网回水管道连接，冷凝器(14)的高温水侧出口与二次网供水管道连接。3.根据权利要求2所述的多能互补的清洁能源热泵供热系统，其特征在于，冷凝器(14)的高温水侧进口与二次网回水管道上二网循环水泵(8)之间设置有第六球阀(13)，冷凝器(14)的高温水侧出口与二次网供水之间的管道上依次设置有第三电动调节阀(12)和第五球阀(11)。4.根据权利要求2所述的多能互补的清洁能源热泵供热系统，其特征在于，太阳能集热器(22)、风力制热器(28)和地热井循环泵(33)分别与蒸发器(16)并联连接。5.根据权利要求4所述的多能互补的清洁能源热泵供热系统，其特征在于，太阳能集热器(22)的一端依次经第四电动调节阀(23)、第一路经第十球阀(24)、第八球阀(20)、蒸发器(16)、低温热源循环泵(18)、第七球阀(19)和第九球阀(21)与太阳能集热器(22)的另一端连接。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马彦，王磊，耿如意，高宇，王志强，刘耀翔，王钰泽，达布希拉图，乔磊，尚海军，郝宇丹，胡利辉，刘圣冠，贺凯，刘明杰，苏虹，齐建芬，
申请(专利权)人：北方联合电力有限责任公司呼和浩特金桥热电厂，
类型：新型
国别省市：