一种多能互补热泵分阶段流量控制节能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种多能互补热泵分阶段流量控制节能系统，涉及供暖系统领域，包括太阳能集热器、板换、中深层地热井、水源热泵机组、空气源热泵和若干管路。本实用新型专利技术由太阳能、中深层地热能、空气能三种可再生能源耦合供热，根据采暖期室外环境的变化和用户热负荷需求，采用分阶段变流量调控策略提高用户的舒适度，实现多能互补供热系统的节能运行。实现多能互补供热系统的节能运行。实现多能互补供热系统的节能运行。

【技术实现步骤摘要】
一种多能互补热泵分阶段流量控制节能系统


[0001]本技术涉及供暖系统的领域，具体涉及一种多能互补热泵分阶段流量控制节能系统。

技术介绍

[0002]在国家双碳政策的支持下，为了早日实现双碳目标，合理地开发、利用可再生清洁能源取代传统的化石能源将势在必行。目前，可再生能源清洁供暖系统中，热源多为空气能、太阳能、地热能、潮汐能、污水余热、江河水等。其中，供热系统最常见的能源为太阳能、地热能和空气能，但在能源开发利用中仍存在很多不利因素。单一太阳能在可再生能源供暖过程中，受气象条件和时间因素等影响较大，无法完成供暖全过程；中深层地埋管供热系统运行过程中，出水温度逐渐降低，地热能所提供的热量无法满足整个采暖季建筑的热负荷需求；空气能热泵成本较低，易安装，但在严寒天气情况下空气源热泵易结霜，影响用户的舒适度；在中深层地热梯级供热过程中，随着末端用户热负荷需求量的变化，管理人员依据经验调节水泵流量不能较好的实现系统节能的目的。为此，有必要研制一种多能互补热泵分阶段流量控制节能系统。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种多能互补热泵分阶段流量控制节能系统，主要由太阳能、中深层地热能、空气能三种可再生能源耦合供热，根据采暖期室外环境的变化和用户热负荷需求，采用分阶段变流量调控策略提高用户的舒适度，实现多能互补供热系统的节能运行。
[0004]本技术的目的是通过如下技术方案来完成的：这种多能互补热泵分阶段流量控制节能系统，包括太阳能集热器、板换、中深层地热井、水源热泵机组、空气源热泵和若干管路，
[0005]所述太阳能集热器出水口通过管路连接至板换的热源侧进口，板换的热源侧出口通过管路回流至太阳能集热器进水口；板换的用户侧进口通过管路连接至用户回水口，板换的用户侧出口通过管路连接至用户供水口，形成太阳能供热系统；
[0006]中深层地热井的出水口通过管路连接至水源热泵机组的热源侧进口，水源热泵机组的热源侧出口通过管路连接中深层地热井的回流口；水源热泵机组的用户侧出口通过管路连接至用户供水口，水源热泵机组的用户侧进口通过管路连接至用户回水口，形成中深层梯级供热系统；
[0007]中深层地热井的出水口与水源热泵机组热源侧进口的连接管路上设置第一支路，中深层地热井的出水口通过所述第一支路直连至用户供水口，中深层地热井的回流口与水源热泵机组热源侧出口的连接管路上设置第二支路，中深层地热井的回流口通过所述第二支路直连至用户回水口，形成中深层直连供热系统；
[0008]空气源热泵的出水口通过管路连接至用户供水口，空气源热泵的进水口通过管路
连接至用户回水口，形成空气能供热系统；
[0009]所述太阳能供热系统、中深层梯级供热系统、中深层直连供热系统和空气能供热系统四者呈并联的形式，与用户供水口和用户回水口连接。
[0010]作为进一步的技术方案，所述板换的热源侧出口与太阳能集热器进水口之间的管路上设置加压泵，形成太阳能供热热源侧循环；板换的用户侧进口与用户回水口的连接管路上依次设置用户循环泵A和电动阀B，板换的用户侧出口与用户供水口之间的连接管路上依次设置截止阀A和电动阀A，形成太阳能供热用户侧供热循环。
[0011]作为进一步的技术方案，所述中深层地热井出水口与水源热泵机组热源侧进口的连接管路上设置截止阀B，水源热泵机组热源侧出口与中深层地热井回流口的连接管路上设置回灌加压泵，形成中深层梯级供热热源侧循环；水源热泵机组用户侧出口与用户供水口之间的连接管路上设置截止阀C，水源热泵机组用户侧进口与用户回水口之间的连接管路上设置用户循环泵B，形成中深层梯级供热用户侧循环。
[0012]作为进一步的技术方案，所述第一支路的一端连接在中深层地热井与截止阀B之间，所述第一支路的另一端连接在截止阀A和电动阀A之间，所述第一支路上设置电动阀C；所述第二支路的一端连接在水源热泵机组热源侧出口与回灌加压泵之间，所述第二支路的另一端连接在电动阀B与用户回水口之间，所述第二支路上设置电动阀D，形成中深层直连供热循环。
[0013]作为进一步的技术方案，所述空气源热泵出水口与用户供水口之间的管路上设置电动阀E，空气源热泵进水口与用户回水口之间的管路上设置用户循环泵C，形成空气能供热循环。
[0014]作为进一步的技术方案，所述太阳能供热系统单独运行时，系统进行太阳能供热热源侧循环和太阳能供热用户侧供热循环，实现太阳能单独供热；
[0015]所述中深层直连供热系统单独运行时，系统进行中深层直连供热循环，实现中深层地热能直接供热；
[0016]所述中深层梯级供热系统单独运行时，系统进行中深层梯级供热热源侧循环和中深层梯级供热用户侧循环，实现中深层地热能梯级供热；
[0017]所述太阳能供热系统与所述中深层直连供热系统联合运行时，系统进行太阳能供热热源侧循环、太阳能供热用户侧供热循环和中深层直连供热循环，实现太阳能和中深层地热能联合供热；
[0018]所述太阳能供热系统与所述中深层梯级供热系统联合运行时，系统进行太阳能供热热源侧循环、太阳能供热用户侧供热循环、中深层梯级供热热源侧循环和中深层梯级供热用户侧循环，实现太阳能和中深层地热能联合供热；
[0019]所述太阳能供热系统、所述中深层梯级供热系统和所述空气能供热系统三者联合运行时，系统进行太阳能供热热源侧循环、太阳能供热用户侧供热循环、中深层梯级供热热源侧循环、中深层梯级供热用户侧循环和空气能供热循环，实现太阳能、中深层地热能和空气能三者联合供热。
[0020]作为进一步的技术方案，所述水源热泵机组热源侧出口与中深层地热井回流口的连接管路上，与所述回灌加压泵并联的设置电动阀F；非采暖季时，系统仍进行太阳能供热热源侧循环，电动阀A关闭，用户回水口由电动阀B和用户循环泵A连接至板换的用户侧进
口，板换的用户侧出口经截止阀A和电动阀C连接至中深层地热井的出水口，中深层地热井的回流口通过电动阀F、电动阀D连接至电动阀B，形成太阳能储热循环，实现非采暖季太阳能跨季节储热。
[0021]作为进一步的技术方案，还包括温度传感器和控制器，所述温度传感器用于检测中深层地热井的出水温度，并将所述出水温度反馈至所述控制器，所述控制器用于根据所述出水温度控制所述中深层直连供热系统或所述中深层梯级供热系统运行，当所述出水温度>30℃时，运行所述中深层直连供热系统，当所述出水温度≤30℃时，运行所述中深层梯级供热系统。
[0022]作为进一步的技术方案，所述温度传感器还用于检测室外环境温度，并反馈至所述控制器，当室外日均温度T>0℃时，由所述控制器控制用户循环泵A、用户循环泵B和用户循环泵C三者均按照设计流量的70％运行；当室外日均温度为
‑
3℃≤T≤0℃时，三者均按照设计流量的80％运行；当室外日均温度T<
‑
3℃时，三者均按照设计流量的100％运行。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多能互补热泵分阶段流量控制节能系统，其特征在于：包括太阳能集热器(1)、板换(2)、中深层地热井(3)、水源热泵机组(4)、空气源热泵(5)和若干管路，所述太阳能集热器(1)出水口通过管路连接至板换(2)的热源侧进口，板换(2)的热源侧出口通过管路回流至太阳能集热器(1)进水口；板换(2)的用户侧进口通过管路连接至用户回水口(20)，板换(2)的用户侧出口通过管路连接至用户供水口(21)，形成太阳能供热系统；中深层地热井(3)的出水口通过管路连接至水源热泵机组(4)的热源侧进口，水源热泵机组(4)的热源侧出口通过管路连接中深层地热井(3)的回流口；水源热泵机组(4)的用户侧出口通过管路连接至用户供水口(21)，水源热泵机组(4)的用户侧进口通过管路连接至用户回水口(20)，形成中深层梯级供热系统；中深层地热井(3)的出水口与水源热泵机组(4)热源侧进口的连接管路上设置第一支路，中深层地热井(3)的出水口通过所述第一支路直连至用户供水口(21)，中深层地热井(3)的回流口与水源热泵机组(4)热源侧出口的连接管路上设置第二支路，中深层地热井(3)的回流口通过所述第二支路直连至用户回水口(20)，形成中深层直连供热系统；空气源热泵(5)的出水口通过管路连接至用户供水口(21)，空气源热泵(5)的进水口通过管路连接至用户回水口(20)，形成空气能供热系统；所述太阳能供热系统、中深层梯级供热系统、中深层直连供热系统和空气能供热系统四者呈并联的形式，与用户供水口(21)和用户回水口(20)连接。2.根据权利要求1所述的多能互补热泵分阶段流量控制节能系统，其特征在于：所述板换(2)的热源侧出口与太阳能集热器(1)进水口之间的管路上设置加压泵(6)，形成太阳能供热热源侧循环；板换(2)的用户侧进口与用户回水口(20)的连接管路上依次设置用户循环泵A(8)和电动阀B(13)，板换(2)的用户侧出口与用户供水口(21)之间的连接管路上依次设置截止阀A(11)和电动阀A(12)，形成太阳能供热用户侧供热循环。3.根据权利要求2所述的多能互补热泵分阶段流量控制节能系统，其特征在于：所述中深层地热井(3)出水口与水源热泵机组(4)热源侧进口的连接管路上设置截止阀B(16)，水源热泵机组(4)热源侧出口与中深层地热井(3)回流口的连接管路上设置回灌加压泵(7)，形成中深层梯级供热热源侧循环；水源热泵机组(4)用户侧出口与用户供水口(21)之间的连接管路上设置截止阀C(17)，水源热泵机组(4)用户侧进口与用户回水口(20)之间的连接管路上设置用户循环泵B(9)，形成中深层梯级供热用户侧循环。4.根据权利要求3所述的多能互补热泵分阶段流量控制节能系统，其特征在于：所述第一支路的一端连接在中深层地热井(3)与截止阀B(16)之间，所述第一支路的另一端连接在截止阀A(11)和电动阀A(12)之间，所述第一支路上设置电动阀C(14)；所述第二支路的一端连接在水源热泵机组(4)热源侧出口与回灌加压泵(7)之间，所述第二支路的另一端连接在电动阀B(13)与用户回水口(20)之间，所述第二支路上设置电动阀D(15)，形成中深层直连供热循环。5.根据权利要求4所述的多能互补热泵分阶段流量控制节能系统，其特征在于：所述空气源热泵(5)出水口与用户供水口(21)之间的管路上设置电动阀E(18)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱冬雪，李愉兵，谢文，
申请(专利权)人：杭州瑞利声电技术有限公司，
类型：新型
国别省市：