一种多能耦合能源自洽系统及其方法

allin2025-05-01  23


本发明属于光伏发电系统,特别涉及一种多能耦合能源自洽系统及其方法。


背景技术:

1、太阳能是一种无穷无尽的清洁能源,对环境影响小,是未来能源结构调整和可持续发展的重要方向。将太阳能进行辅助供暖是未来能源发展的重要方向之一,具有广阔的应用前景和巨大的发展潜力。

2、光伏光热组件,即pvt太阳能板,是一种能够同时发电和产热的太阳能设备。这种技术通过将光伏电池和太阳能集热器结合在一起,使得同一块面板既能产生电力又能产生热能。

3、目前,传统的太阳能进行辅助供暖系统只停留在某一项目应用,或者简单的联合供暖,思路单一、缺少系统化,且设计的概念性不全。例如公开号为cn221005195u的中国专利提出一种太阳能光伏、光热与地热能耦合的多能互补供能系统,其通过太阳能光热系统对水加热后,输送至用户侧生活热水装置,实现生活热水供应;利用中深层地岩热供暖系统将低温水加热为高温水后进入地岩热泵主机,经换热后输送至用户侧采暖系统,实现冬季供暖。然而其只考虑了太阳能和地热能的联合供暖,并未考虑解决冷堆积等问题,这样会导致系统运行不稳定,进而增加设备故障率。


技术实现思路

1、针对上述存在的问题,本发明的目的是提供一种多能耦合能源自洽系统及其方法,可有效的解决系统冷堆积的问题,减少设备故障率。

2、本发明的技术方案是:一种多能耦合能源自洽系统及其方法,包括:

3、蓄热水箱,用于与需侧连接并向需侧提供卫生热水;

4、光伏光热组件,与蓄热水箱连接,用于向蓄热水箱提供热水;光伏光热组件还用于与供水系统连接;

5、热泵系统,用于与地热井连接,还与蓄热水箱连接,将地热井的热水、蓄热水箱的热水提升温度后向需侧供暖;

6、溴化锂制冷机组,与蓄热水箱连接,用于以蓄热水箱的热水作为热源进行制冷;以及

7、空调系统,与溴化锂制冷机组连接,用于将溴化锂制冷机组的冷量供给需侧;

8、所述蓄热水箱与地热井连接,还用于向地热井蓄热。

9、进一步地,所述热泵系统包括:

10、蒸发器,分别与蓄热水箱、地热井连接;

11、压缩机,具有吸气口、排气口,吸气口与蒸发器的一端连接;

12、冷凝器,一端与排气口连接,另一端与蒸发器的另一端连接;冷凝器与蒸发器、压缩机组成一个完整冷热循环回路。

13、更进一步地,所述热泵系统还包括节流装置,所述节流装置设于蒸发器另一端与冷凝器另一端的连接管路上。

14、进一步地,还包括蓄电池,蓄电池与所述光伏光热组件连接,用于对光伏光热组件转化的电能进行存储;蓄电池还与热泵系统连接,用于向热泵系统提供电力。

15、更进一步地,所述蓄电池还用于与外部电力系统连接。

16、进一步地,所述蓄热水箱包括:

17、第一水箱,与光伏光热组件连接,用于存储光伏光热组件加热后的热水;

18、第二水箱,与第一水箱连通,且连通处设有阀门,第二水箱内部设置有加热装置,加热装置用于对第二水箱内的水进行加热;第二水箱分别与热泵系统、地热井连接。

19、更进一步地,所述热泵系统通过管路与地热井连接,且管路上设置有双向变频循环水泵;

20、第二水箱通过支管连接在热泵系统、地热井连接的管路上,且支管上设置有调节阀。

21、更进一步地,所述第二水箱内设有温度传感器。

22、一种多能耦合能源自洽方法,利用所述的自洽系统进行多工况工作,具体包括以下工况步骤:

23、光伏光热组件将供水系统提供的水进行加热并存储至蓄热水箱中;

24、全季进行供应热水过程a:蓄热水箱中的热水直接供应需侧卫生热水;

25、供暖季进行供暖过程b:蓄热水箱中的热水与地热井的热水共同进入热泵系统,热泵系统将热水热温度提升至60-70℃后,向需侧供暖;

26、非采暖季进行蓄热过程c:蓄热水箱中的热水在达到高于地热井地温场温度10度以上时,蓄热水箱向地热井蓄热,减少冷堆积,地热井进行储热;

27、供冷季进行供冷过程d:蓄热水箱中热水到达75℃,作为热源进入溴化锂制冷机组进行制冷,经空调系统将冷量供给需侧使用。

28、与现有技术相比,本发明的有益效果在于:

29、本发明基于pvt太阳能板,可以同时发电和制备热水,且可以按照冷热负荷和用电负荷计算来调整发电-热水比例及铺设面积,并在非供暖季由蓄热水箱对地热井进行反向蓄热,有效的解决解决地埋管换热器周围热储的冷堆积问题,系统蓄热后进而进行储热,有效的实现了解决了一套系统多工况工作的情况:热水供应系统、冬季供暖系统、夏季供冷系统,集供电、供暖、供冷、卫生热水、蓄能于一体,该套系统在正常情况下,可以做到系统内部零外能输入、零碳排放,实现了能源自洽。



技术特征:

1.一种多能耦合能源自洽系统,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的一种多能耦合能源自洽系统,其特征在于,所述热泵系统(3)包括:

3.如权利要求2所述的一种多能耦合能源自洽系统,其特征在于,所述热泵系统(3)还包括节流装置(34),所述节流装置(34)设于蒸发器(31)另一端与冷凝器(33)另一端的连接管路上。

4.如权利要求1所述的一种多能耦合能源自洽系统,其特征在于,还包括蓄电池(7),蓄电池(7)与所述光伏光热组件(2)连接,用于对光伏光热组件(2)转化的电能进行存储;蓄电池(7)还与热泵系统(3)连接,用于向热泵系统(3)提供电力。

5.如权利要求4所述的一种多能耦合能源自洽系统,其特征在于,所述蓄电池(7)还用于与外部电力系统连接。

6.如权利要求1所述的一种多能耦合能源自洽系统,其特征在于,所述蓄热水箱(1)包括:

7.如权利要求6所述的一种多能耦合能源自洽系统,其特征在于,所述热泵系统(3)通过管路与地热井(4)连接,且管路上设置有双向变频循环水泵;

8.如权利要求6所述的一种多能耦合能源自洽系统,其特征在于,所述第二水箱(12)内设有温度传感器。

9.一种多能耦合能源自洽方法,其特征在于,利用权利要求1-8任一所述的自洽系统进行多工况工作,具体包括以下工况步骤:


技术总结
本发明属于光伏发电系统技术领域,具体公开了一种多能耦合能源自洽系统及其方法,自洽系统包括蓄热水箱、光伏光热组件、热泵系统、地热井、溴化锂制冷机组以及空调系统;蓄热水箱用于向需侧提供卫生热水;光伏光热组件与蓄热水箱连接,用于向蓄热水箱提供热水;热泵系统用于与地热井连接,还与蓄热水箱连接,将地热井的热水、蓄热水箱的热水提升温度后向需侧供暖;溴化锂制冷机组用于以蓄热水箱的热水作为热源进行制冷;空调系统将溴化锂制冷机组的冷量供给需侧;蓄热水箱与地热井连接,用于向地热井蓄热。本发明有效的解决解决地埋管换热器周围热储的冷堆积问题,可以做到系统内部零外能输入、零碳排放,实现了能源自洽。

技术研发人员:张永欢,陈鹏云,贾占胜,王景刚,鲍玲玲,张贞瑞,任贵阳,赵力,王哲,张瑶
受保护的技术使用者:河北工程大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
转载请注明原文地址: https://www.8miu.com/read-20845.html

最新回复(0)