CN114857633A - 一种太阳能集热供热*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能集热供热***，解决了光热跨区域长距离供热困难的技术问题。该装置包括依次连通的油热循环网组、油水换热器、大温差热泵换热机组以及用户网组，所述油热循环网组用于对导热油进行加热，所述油水换热器用于将导热油和冷水进行换热并获得高温热水，所述大温差热泵换热机组用于对高温热水进行换热，所述用户网组用于接收热水并将热水输送给用户。本发明增设大温差热泵换热机组，对高温热水进行换热处理，再输送至用户，使得该***可以输送温度较高的热水，充分发挥了槽式太阳能集热器组的优势，既能提高热量输出效力，打破光热输送受长度的局限，实现，同时还能减少供热***的整体投资，降低***运行成本。

Description

一种太阳能集热供热***
技术领域
本发明属于清洁能源供热技术领域，具体涉及一种太阳能集热供热***。
背景技术
近年，随着国家双碳政策的出台，国家要求以传统能源逐步退出，要建立在新能源安全可靠的替代基础上，立足以煤为主的基本国情，抓好煤炭清洁高效利用，增加新能源消纳能力，推动煤炭和新能源优化组合，深入推动能源革命，加快建设能源强国。然而，随着全球化能源供应日益紧张和环境问题日益凸显，太阳能作为典型的清洁、可再生能源越来越受到关注，太阳能热利用技术的开发和应用正逐步成为能源行业的热点。
目前，可再生清洁能源供热模式中，一种是通过将可再生能源转化为电能送至储能设施，再利用电加热设备将其转化为热量送至热用户。但是，由于电能的能量价值较高，直接用作采暖供热，就使其有效能源利用价值大打折扣。相对而言，由于太阳能资源属于可再生清洁能源中既可通过光伏发电转化为热能使用，又可利用其光热特性直接用于采暖供热。如此，将太阳能资源应用到供热模式中，不仅能节约能量价值相对高品位的电能，还能降低光伏转化效率对于光热能量的折减。
相关技术中的光热供热技术主要有两类，一类是通过高效平板集热器作为集热源，最高可将一次侧供热温度提升至85～95℃，再经过储热水罐、常规板式换热器以及定压循环泵组将热量送至热用户。但是，此***因受限于集热器加工工艺、***承压及加热温度有限等原因，无法满足长距离大高差的供热***要求。
另一类是通过曲面槽式集热器作为集热源，该设备使用导热油作为传热工质，集热***加热温度可达290℃～300℃，相对于平板集热器供热***，该***可提供较高的一次侧供热温度。但是，该***在实际运行中，由于受储热水箱以及循环热水饱和温度等因素的限制，通常其一次侧供热温度只能控制在100℃以下。因此，该***极大程度的限制了槽式集热装置的高温优势，制约了光热集热***热量的输出与利用。
由此可知，提高热量输出能力，提高管网的热量输出效力，打破光热输送受长度的局限，降低运行成本，对于光热跨区域长距离供热研究具有重要的意义。
发明内容
为了解决上述全部或部分问题，本发明的目的在于提供一种太阳能集热供热***，可以提高光热供热***一次侧供热温度，拉大供热温差，提高管网的热量输出效力，打破光热高温热量受长距离输送的限制，实现光热跨区域长距离供热。
本发明提供了一种太阳能集热供热***，包括依次连通的油热循环网组、油水换热器、大温差热泵换热机组以及用户网组，所述油热循环网组包括：槽式太阳能集热器组，为导热油提供热源；排油主管，一端与所述槽式太阳能集热器组的排油端连通、另一端与所述油水换热器的进油端连通；回油主管，一端与所述槽式太阳能集热器组的进油端连通、另一端与所述油水换热器的排油端连通，所述回油主管上设有回油泵；其中，所述油水换热器用于将导热油和冷水进行换热并获得高温热水，所述大温差热泵换热机组用于对高温热水进行换热，所述用户网组用于接收热水并将热水输送给用户。
可选地，太阳能集热供热***还包括：导热油锅炉，为导热油提供备用热源；备用进油管，一端与所述回油主管通过三通阀连通、另一端与所述导热油锅炉的进油端连通；备用排油管，一端与所述排油主管通过三通阀连通、另一端与所述导热油锅炉的排油端连通。
可选地，太阳能集热供热***还包括：膨胀罐，用于存放导热油；储油罐，用于存储导热油；油气分离器，设于所述回油主管上；***管，一端与所述膨胀罐连通，另一端与所述油气分离器连通；排油支管，一端与所述回油主管连通，另一端与所述储油罐连通；补油进油管，与所述膨胀罐连通，所述补油进油管上设有补油泵；补油排油管，与所述补油进油管连通；卸油管，一端与所述排油主管连通、另一端与所述储油罐连通，所述卸油管上设有泄放阀；溢流管，一端与所述膨胀罐连通、另一端与所述卸油管连通；排放管，一端与所述膨胀罐连通、另一端与所述卸油管连通；放油管，一端与所述储油罐连通，另一端与所述补油进油管连通；其中，所述补油泵位于放油管的排油端口与补油排油管的进油端口之间，所述补油进油管上设有第一安全阀，所述补油排油管上设有第二安全阀，所述放油管上设有第三安全阀。
可选地，所述回油主管上设有油滤器。
可选地，所述大温差热泵换热机组包括：高温水换热器，对高温热水进行换热；大温差热泵机组，对高温热水进行换热；高温进水主管，一端与所述油水换热器的排水端连通、另一端与所述高温水换热器的侧进水端连通，所述高温进水主管上设有第一电动阀；高温回水主管，一端与所述油水换热器的回水端连通、另一端与所述高温水换热器的侧排水端连通，所述高温回水主管上设有第二电动阀，所述高温回水主管上设有循环泵；一次换热进水管，一端与所述高温进水主管连通、另一端与所述大温差热泵机组的一次进水端连通，所述一次换热进水管上设有第三电动阀；一次换热回水管，一端与所述高温进水主管连通、另一端与所述大温差热泵机组的一次排水端连通，所述一次换热回水管上设有第四电动阀；二次换热进水管，一端与所述高温回水主管连通、另一端与所述大温差热泵机组的二次进水端连通，所述二次换热进水管上设有第五电动阀；二次换热回水管，一端与所述高温回水主管连通、另一端与所述大温差热泵机组的二次排水端连通，所述二次换热回水管上设有第六电动阀；其中，所述第一电动阀位于一次换热进水管的进水端口与一次换热回水管的排水端口之间，当所述第一电动阀关闭，且所述第三电动阀和第四电动阀同时开启时，所述油水换热器排出的高温热水通过一次换热进水管进入大温差热泵机组，再通过所述一次换热回水管排至高温进水主管中；所述第二电动阀位于二次换热进水管的进水端口与二次换热回水管的排水端口之间，当所述第二电动阀关闭时，且所述第五电动阀和第六电动阀同时开启时，所述高温水换热器排出的热水通过二次换热进水管进入大温差热泵机组，再通过所述二次换热回水管排至高温回水主管中。
可选地，所述高温回水主管上设有除污器。
可选地，所述用户网组包括：用户进水主管，与所述高温水换热器的侧进水端连通，所述用户进水主管上设有送水泵；用户回水主管，与所述高温水换热器的侧排水端连通，所述用户回水主管上设有回水泵；用户换热进水管，一端与所述大温差热泵机组的侧进水端连通，另一端与所述用户进水主管连通，所述用户换热进水管上设有第一启闭阀；用户换热回水管，一端与所述大温差热泵机组的侧排水端连通，另一端与所述用户回水主管连通，所述用户换热回水管上设有第二启闭阀；其中，所述用户进水主管靠近高温水换热器的一端依次设置有第三启闭阀和第四启闭阀，所述用户换热进水管的进水端口位于第三启闭阀和第四启闭阀之间，当所述第三启闭阀关闭，且所述第一启闭阀和第四启闭阀同时开启时，所述用户进水主管中的冷水通过用户换热进水管进入大温差热泵机组，当所述第一启闭阀关闭，且第三启闭阀和第四启闭阀同时开启时，所述用户进水主管中的冷水直接进入高温水换热器。
可选地，所述用户网组还包括储水罐，所述储水罐与用户进水主管通过第一水管连通，所述储水罐与用户回水主管通过第二水管连通，且所述第一水管和第二水管上分别设有第一控制阀；所述用户回水主管上设置有第二控制阀，所述用户回水管的侧方设置有分流支管，所述分流支管的两端分别与用户回水主管连通，所述回水泵和第二控制阀分别位于分流支管的两端口之间，且所述分流支管上设有第三控制阀；所述用户进水主管上设置有第四控制阀和第五控制阀，所述第一水管的端口位于第四控制阀和第五控制阀之间，当所述第五控制阀以及两个第一控制阀分别开启，且第四控制阀关闭时，所述用户进水主管中的冷水通过第一水管进入到储水罐，再通过所述第二水管排至用户回水主管。
可选地，太阳能集热供热装置还包括：补水进水管，用于输送自来水或软水；软水器，用于对自来水进行软化；软水箱，用于储存软水；软水补水管，一端与所述补水进水管连通，另一端与所述软水箱连通，所述软水补水管上设有第一管控阀；硬水第一支管，一端与所述补水进水管连通，另一端与所述软水器连通，所述硬水第一支管上设有第二管控阀；硬水第二支管，一端与所述软水器连通，另一端与所述软水箱连通，所述硬水第二支管上设有第三管控阀；补水排水管，一端与所述软水箱连通，另一端与所述储水罐连通，所述补水排水管上设有补水泵。
可选地，所述补水排水管与高温回水主管通过补水支管连通，所述补水支管上设有第四管控阀。
由上述技术方案可知，本发明提供的太阳能集热供热***，具有以下优点：
该***增设大温差热泵换热机组，对高温热水进行换热处理，再输送至用户，如此使得该***可以输送温度较高的热水，既增加了槽式太阳能集热器组的安全性和可靠性，又能充分发挥槽式太阳能集热器组的优势，最大限度的挖掘供热***的热量输出能力。不仅如此，由于该***输送温度较高的热水，热水输送过程中无需利用加热装置对热水进行加热以保证热水的温度，能够减少供热***的整体投资，又能降低***运行成本。因此，该***能够提高热量输出效力，打破光热输送受长度的局限，对于光热跨区域长距离供热研究有重要指导意义。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明实施例中太阳能集热供热***的整体结构示意图；
图2为本发明实施例中太阳能集热供热***的油热循环网组的结构示意图；
图3为本发明实施例中太阳能集热供热***对油热循环网组进行补油泄压时的状态示意图；
图4为本发明实施例中太阳能集热供热***的大温差热泵换热机组的结构示意图；
图5为本发明实施例中太阳能集热供热***的用户网组的结构示意图；
图6为本发明实施例中太阳能集热供热***的用户网组的结构示意图；
图7为本发明实施例中太阳能集热供热***的用户网组的结构示意图；
图8为本发明实施例中太阳能集热供热***对用户网组进行补水泄压作业时的状态示意图；
图9为本发明实施例中太阳能集热供热***在蓄热、供热模式下的使用状态示意图；
图10为本发明实施例中太阳能集热供热***在低负荷供热模式下的使用状态示意图；
图11为本发明实施例中太阳能集热供热***在储水罐供热模式下的使用状态示意图。
附图标记说明：
1、油热循环网组；101、槽式太阳能集热器组；102、排油主管；103、回油主管；104、回油泵；105、油滤器；2、油水换热器；3、大温差热泵换热机组；301、高温水换热器；302、大温差热泵机组；303、高温进水主管；304、第一电动阀；305、高温回水主管；306、第二电动阀；307、循环泵；308、除污器；309、一次换热进水管；310、第三电动阀；311、一次换热回水管；312、第四电动阀；313、二次换热进水管；314、第五电动阀；315、二次换热回水管；316、第六电动阀；4、用户网组；401、用户进水主管；402、用户回水主管；403、送水泵；404、回水泵；405、用户换热进水管；406、第一启闭阀；407、用户换热回水管；408、第二启闭阀；409、第三启闭阀；410、第四启闭阀；411、第五启闭阀；412、第六启闭阀；413、第七启闭阀；414、用户支管；415、第八启闭阀；416、储水罐；418、第一水管；419、第二水管；420、第一控制阀；421、第二控制阀；422、分流支管；423、第三控制阀；424、第四控制阀；425、第五控制阀；5、导热油锅炉；6、备用进油管；7、三通阀；8、备用排油管；9、膨胀罐；10、储油罐；11、油气分离器；12、***管；13、排油支管；14、卸油管；15、泄放阀；16、溢流管；17、排放管；18、补油进油管；19、补油泵；20、补油排油管；21、放油管；22、第一安全阀；23、第二安全阀；24、第三安全阀；25、第四安全阀；26、置换管；27、补水进水管；28、软水补水管；29、硬水第一支管；30、硬水第二支管；31、软水器；32、软水箱；33、补水排水管；34、第一管控阀；35、补水泵；36、第二管控阀；37、第三管控阀；38、补水支管连通；39、第四管控阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8所示为本发明实施例，该实施例中公开了一种太阳能集热供热***，包括依次连通的油热循环网组1、油水换热器2、大温差热泵换热机组3以及用户网组4，油热循环网组1用于对导热油进行循环加热，从而为导热油提供热源。油水换热器2用于将导热油和冷水进行换热，从而获得高温热水，大温差热泵换热机组3用于对高温热水进行一次或多次换热，以满足用户的需求。同时，用户网组4用于接收热水，并将热水输送给用户。
本实施例中的太阳能集热供热***，通过增设大温差热泵换热机组3，使得热水能够以高温模式进行输送，再利用大温差热泵换热机组3对高温热水换热处理，将适合用户使用的热水输送至用户。由于该***输送温度较高的热水，热水输送过程中无需利用加热装置对热水进行加热以保证热水的温度，有效减少供热***的整体投资，还能降低***运行成本。因此，该***能够提高热量输出效力，打破光热输送受长度的局限，对于光热跨区域长距离供热研究有重要指导意义。
在一个实施例中，如图1、图2所示，油热循环网组1包括槽式太阳能集热器组101，主要为导热油提供热源，由于槽式太阳能集热器组101能够将导热油一次提升至209～300℃，充分发挥了槽式太阳能集热器组101的优势。槽式太阳能集热器组101的排油端连通有排油主管102，并且排油主管102与油水换热器2的进油端连通，以实现导热油的输送。
在一个实施例中，如图1、图2所示，槽式太阳能集热器组101的进油端连通有回油主管103，并且回油主管103与油水换热器2的排油端连通，以实现导热油的回流。回油主管103上设有回油泵104，以实现对导热油的抽取与输送。同时，回油主管103上还连接有油滤器105，导热油先经过油滤器105，再经过回油泵104，从而实现对导热油的过滤。
在一个实施例中，如图2、图3所示，太阳能集热供热***还包括导热油锅炉5，导热油锅炉5的进油端连通有备用进油管6，并且备用进油管6与回油主管103通过三通阀7连通。同时，导热油锅炉5的排油端连通有备用排油管8，并且备用排油管8与排油主管102通过三通阀7连通。
当槽式太阳能集热器组101出现故障时，控制两个三通阀7，使得备用进油管6与回油主管103连通，备用排油管8与排油主管102连通。此时，导热油通过备用进油管6进入导热油锅炉5，然后导热油锅炉5对导热油进行加热，随后，导热油通过备用排油管8进入排油主管102。此操作能够提高供热***的容错率，一旦槽式太阳能集热器组101出现故障，该***可以采用上述备用加热方式，保证供热***的正常运行，从而提高供热***的使用稳定性。
在一个实施例中，如图3所示，太阳能集热供热***还包括膨胀罐9和储油罐10，两者均用于存储导热油。回油主管103上连接有油气分离器11，膨胀罐9的底部连通有***管12，并且***管12与油气分离器11连通。
当导热油介质受热后，导热油的体积将发生膨胀，此时，导热油能够通过***管12涌向膨胀罐9以实现泄压，从而维持供热***的正常运行。同时，导热油受热后，导热油中的各种低沸点物质以气体形式存在。当导热油经过油气分离器11时，气体和导热油分离，从而实现排气功能，进一步维持供热***的稳定运动。不仅如此，一旦导热油锅炉5或槽式太阳能集热器组101缺少导热油时，膨胀罐9内的导热油能够依次通过***管12和油气分离器11进入回油主管103，从实现对供热***的补油作业，进而提高供热***的使用稳定性。
槽式太阳能集热器组101可以与光伏电站连接，光伏电站发出的电量可通过高压并网或提供热源站正常运行时自用电量。同时，光伏电站可通过设置储能装置以保证导热油锅炉5作为调峰或补充热源时的电能消耗，储能电池即可作为光伏电站的储能装置。导热油锅炉5作为辅助热源其加热方式可选择燃油、气、电亦或工业余热，同时，导热油锅炉5也可以与槽式太阳能集热器组101同时工作，共同对导热油进行加热。不仅如此，导热油锅炉5也可以串联在槽式太阳能集热器组101上，亦可以实现对导热油的加热能力。
在一个实施例中，如图3所示，回油主管103上连通有排油支管13，排油支管13与储油罐10连通，并且排油支管13上设有阀门。当回油主管103中的导热油过剩或需要排出部分导热油时，将排油支管13上的阀门打开，然后部分导热油即可通过排油支管13进入储油罐10，从而维持供热***的正常运动。
在一个实施例中，如图3所示，排油主管102连通有卸油管14，卸油管14与储油罐10连通，并且卸油管14上连接有泄放阀15。当供热***超压时，泄放阀15开启，此时，排油主管102中的偶能够通过卸油管14进入储油罐10中，从而实现泄压，以避免对供热***造成损伤。
在一个实施例中，如图3所示，膨胀罐9的溢流端连通有溢流管16，并且溢流管16与卸油管14连通，以使得膨胀罐9内过剩的导热油能够通过溢流管16进入储油罐10。膨胀罐9的底部连通有排放管17，并且排放管17与卸油管14连通，以使得膨胀罐9内的导热油能够通过排放管17快速排入储油罐10。
在一个实施例中，如图3所示，膨胀罐9的进油端连通有补油进油管18，以使得外部油站能够向膨胀罐9补充导热油。同时，补油进油管18上连接有补油泵19，以实现对外部油站内导热油的抽取。补油进油管18上连通有补油排油管20，储油罐10的底部连通有放油管21，并且放油管21与补油进油管18连通。
在一个实施例中，如图3所示，补油泵19位于放油管21的排油端口与补油排油管20的进油端口之间，补油进油管18上连接第一安全阀22，补油排油管20上连接第二安全阀23，放油管21上连接第三安全阀24。同时，补油进油管18上还连接有第四安全阀25，放油管21的排油端口、补油泵19以及补油排油管20的进油端口分别位于第一安全阀22与第四安全阀25之间。
当***需要补充导热油时，将第一安全阀22和第四安全阀25开启，并将第二安全阀23和第三安全阀24关闭，此时，补油泵19对外部油站的导热油进行抽取，并使得导热油进入膨胀罐9。当***需要排放导热油时，将第一安全阀22和第四安全阀25关闭，同时将第二安全阀23和第三安全阀24开启，此时，回油泵104对储油罐10内的导热油进行抽取，并使得导热油通过补油排油管20排出。
在一个实施例中，如图3所示，膨胀罐9的顶部连通有置换管26，置换管26与回油主管103连通，并且置换管26上连接有阀门。一旦回油泵104因停电停泵时，此时可以利用置换管26，将回油主管103中的导热油引入膨胀罐9，从而实现对槽式太阳能集热器组101内的导热油的置换，防止槽式太阳能集热器组101油温过热，从而实现对供热***的保护。
在一个实施例中，如图4所示，大温差热泵换热机组3包括高温水换热器301和大温差热泵机组302，油水换热器2的排水端连通有高温进水主管303，并且高温进水主管303与高温水换热器301的侧进水端连通，以使得油水换热器2的高温热水能够进入高温水换热器301。同时，高温进水主管303上连接有第一电动阀304，以实现高温进水主管303启闭的控制。
在一个实施例中，如图4所示，油水换热器2的回水端连通有高温回水主管305，并且高温回水主管305与高温水换热器301的侧排水端连通，以使得经过换热的热水能够回流至油水换热器2。高温回水主管305上连接有第二电动阀306，高温回水主管305上连接有循环泵307和除污器308，高温热水先经过除污器308，再经过循环泵307，从而实现对高温热水的过滤。
在一个实施例中，如图4所示，大温差热泵机组302的一次进水端连通有一次换热进水管309，一次换热进水管309与高温进水主管303连通，并且一次换热进水管309上连接有第三电动阀310。大温差热泵机组302的一次排水端连通有一次换热回水管311，一次换热回水管311与高温进水主管303连通，并且一次换热回水管311上设连接第四电动阀312。
在一个实施例中，如图4所示，大温差热泵机组302的二次进水端连通有二次换热进水管313，二次换热进水管313与高温回水主管305连通，并且二次换热进水管313上连接有第五电动阀314。大温差热泵机组302的二次排水端连通有二次换热回水管315，二次换热回水管315与高温回水主管305连通，并且二次换热回水管315上设有第六电动阀316。
在一个实施例中，如图4所示，第一电动阀304位于一次换热进水管309的进水端口与一次换热回水管311的排水端口之间，第二电动阀306位于二次换热进水管313的进水端口与二次换热回水管315的排水端口之间。
如果高温热水的温度相对较高时，将第一电动阀304和第二电动阀306关闭，并且将第三电动阀310、第四电动阀312、第五电动阀314和第六电动阀316同时开启。此时，油水换热器2排出的高温热水通过一次换热进水管309进入大温差热泵机组302，再通过一次换热回水管311排至高温进水主管303中，从而实现对高温热水的第一次换热。随后，高温热水进入高温水换热器301，再通过高温回水主管305排出，从而实现高温热水的第二次换热。随后，高温水换热器301排出的热水通过二次换热进水管313进入大温差热泵机组302，再通过二次换热回水管315排至高温回水主管305中，从而实现高温热水的第三次换热。紧接着，高温热水依次经过除污器308和循环泵307回流至油水换热器2，从而实现高温热水的循环。
如果高温热水的温度相对较低，将第一电动阀304和第二电动阀306开启，并且将第三电动阀310、第四电动阀312、第五电动阀314和第六电动阀316同时关闭，此时，油水换热器2排出的高温热水通过高温进水主管303直接进入到高温水换热器301，然后再通过高温回水主管305直接回流至油水换热器2，从而使得高温热水只经过一次热交换。此设计使得***可以根据高温热水的温度，自动控制热交换次数，以满足用户端的需求。
在一个实施例中，如图5所示，用户网组4包括用户进水主管401和用户回水主管402，用户进水主管401与高温水换热器301的侧进水端连通，以使得冷水能够进入高温水换热器301中。同时，用户进水主管401上连接有送水泵403，以实现对冷水的抽取。用户回水主管402与高温水换热器301的侧排水端连通，并且用户回水主管402上设有回水泵404。
在一个实施例中，如图5所示，大温差热泵机组302的侧进水端连通有用户换热进水管405，用户换热进水管405与用户进水主管401连通，并且用户换热进水管405上设有第一启闭阀406。大温差热泵机组302的侧排水端连通有用户换热回水管407，用户换热回水管407与用户回水主管402连通，并且用户换热回水管407上设有第二启闭阀408。
在一个实施例中，如图5所示，用户进水主管401靠近高温水换热器301的一端依次连接有第三启闭阀409和第四启闭阀410，用户换热进水管405的进水端口位于第三启闭阀409和第四启闭阀410之间。
在一个实施例中，如图5所示，用户回水主管402靠近高温热水换热器的一端依次连接有第五启闭阀411、第六启闭阀412和第七启闭阀413，并且用户换热回水管407的排水端口位于第五启闭阀411和第六启闭阀412之间。同时，用户进水主管401与用户回水主管402通过用户支管414连通，用户支管414上连接有第八启闭阀415，并且用户支管414的端口位于第六启闭阀412和第七启闭阀413之间。
在一个实施例中，如图5、图6所示，如果供热***输送的高温热水的温度相对较高时，将第一启闭阀406、第二启闭阀408、第三启闭阀409、第四启闭阀410、第五启闭阀411、第六启闭阀412和第七启闭阀413同时开启，并且将第八启闭阀415关闭，此时，冷水通过用户进水主管401进行输送，当冷水经过第四启闭阀410后，冷水进行分流，一部分通过用户换热进水管405进入大温差热泵机组302进行换热，一部分进入高温水换热器301进行换热。随后，大温差热泵机组302内的热水以及高温水换热器301内的热水同时汇入用户回水主管402，然后即可将热水输送给用户。
在一个实施例中，如图5、图7所示，如果供热***输送的高温热水的温度相对较低时，将第一启闭阀406、第二启闭阀408、第八启闭阀415同时关闭，并且将第三启闭阀409、第四启闭阀410、第五启闭阀411、第六启闭阀412和第七启闭阀413同时开启。此时，冷水通过用户进水主管401直接进入到高温水换热器301进行换热，然后高温水换热器301内的热水通过用户回水主管402排出，然后即可将热水输送给用户。
在一个实施例中，如图5所示，用户网组4还包括用于存储热水的储水罐416，储水罐416的底部与用户进水主管401通过第一水管418连通，储水罐416的顶部与用户回水主管402通过第二水管419连通，并且第一水管418和第二水管419上分别连接有第一控制阀420。
在一个实施例中，如图5所示，用户回水主管402上连接有第二控制阀421，用户回水管的侧方设置有分流支管422，分流支管422的两端分别与用户回水主管402连通，回水泵404和第二控制阀421分别位于分流支管422的两端口之间，并且分流支管422上连接有第三控制阀423。
在一个实施例中，如图5所示，用户进水主管401上依次连接有第四控制阀424和第五控制阀425，第一水管418的端口位于第四控制阀424和第五控制阀425之间。当供热***输送的热水的温度较高时，供热***中热水的热量富有盈余，此时，将第二水管419的第一控制阀420开启。随后，用户回水主管402中的一部分热水能够通过第二水管419进入储水罐416，从而实现对热水的储存。
在一个实施例中，如图5所示，如果用户回水主管402中热水的温度较低且无法满足用户需求时，将两个第一控制阀420以及第五控制阀425分别开启，并且将第四控制阀424关闭。此时，储水罐416中的热水通过第二水管419进入到用户回水主管402，从而实现热水供应。
在一个实施例中，如图8所示，太阳能集热供热装置还包括补水进水管27、软水补水管28、硬水第一支管29、硬水第二支管30、软水器31、软水箱32和补水排水管33，软水补水管28的一端与补水进水管27连通，另一端与软水箱32连通，并且软水补水管28上连接有第一管控阀34。同时，补水排水管33的一端与软水箱32连通，另一端与储水罐416连通，并且补水排水管33上连接有补水泵35。
在一个实施例中，如图8所示，硬水第一支管29的一端与补水进水管27连通，另一端与软水器31连通，并且硬水第一支管29上设有第二管控阀36。硬水第二支管30的一端与软水器31连通，另一端与软水箱32连通，并且硬水第二支管30上设有第三管控阀37。
向补水进水管27送入软水时，将第二管控阀36和第三管控阀37同时关闭，并将第一管控阀34开启，此时，软水依次流经补水进水管27、软水补水管28、软水箱32，最后通过补水排水管33进入到储水罐416，从而实现对储水罐416的补水作业。
向补水进水管27送入硬水时，将第二管控阀36和第三管控阀37同时开启，并将第一管控阀34关闭。此时，软水依次流经补水进水管27、硬水第一支管29、软水器31、硬水第二支管30、软水箱32，最后通过补水排水管33进入到储水罐416。当硬水进入软水器31时，软水器31即可将硬水进行处理并得到软水，从而实现对储水罐416的补水作业。
在一个实施例中，如图8所示，补水排水管33与高温回水主管305通过补水支管连通38，并且补水支管上连接有第四管控阀39。当高温回水主管305缺少软水时，将第四管控阀39开启，然后软水即可进入高温回水主管305，从而实现对供热***的补水作业。
本实施例中的太阳能集热供热***，使用模式如图9、图10、图11所示：
如图9所示，蓄热、供热模式：槽式太阳能集热器组101作为主要供热源，且输送的热水的温度能够达到110℃以上时，第三控制阀423、第四控制阀424、第五控制阀425、第一启闭阀406、第二启闭阀408、第三启闭阀409、第四启闭阀410、第五启闭阀411、第六启闭阀412、第七启闭阀413以及第二水管419上的第一控制阀420开启。此时，用户回水主管402中的一部分热水通过第二管进入到储水罐416中，从而实现蓄热，另一部分热水通过用户回水主管402送入用户，从而实现供热。
如图10所示，低负荷供热模式：槽式太阳能集热器组101受气象状况影响，并且输送的热水的温度低于110℃时，第三控制阀423、第四控制阀424、第五控制阀425、第三启闭阀409、第四启闭阀410、第五启闭阀411、第六启闭阀412以及第七启闭阀413开启。此时，用户进水主管401中的冷水直接进入高温水换热器301进行换热，然后热水通过用户回水主管402送入用户，从而实现供热；
如图11所示，储水罐供热模式：输送的热水的温度无法满足用户的需求，第五控制阀425、第二控制阀421以及两个第一控制阀420开启，此时，回水泵404对储水罐416中的热水进行抽取，然后储水罐416中的热水通过用户回水主管402送入用户，从而实现供热。
由上述过程可知，采用该***，通过增设大温差热泵换热机组3，对高温热水进行换热处理，再输送至用户，如此使得该***可以输送温度较高的热水，既增加了槽式太阳能集热器组101的安全性和可靠性，又能充分发挥槽式太阳能集热器组101的优势，最大限度的挖掘供热***的热量输出能力。
同时，由于该***输送温度较高的热水，热水输送过程中无需利用加热装置对热水进行加热以保证热水的温度，能够减少供热***的整体投资，又能降低***运行成本。因此，该***能够提高热量输出效力，打破光热输送受长度的局限，对于光热跨区域长距离供热研究有重要指导意义。
该***通过设置油气分离器11、膨胀罐9、储油罐10、***管12等装置，实现为***补油的同时，避免了由于导热油升温后体积膨胀产生的超压状况。同时，利用油气分离器11将***运行过程中产生的低沸点物质及时排出，避免不凝气体对油水换热器2的板片产生气蚀。
该***将大温差热泵机组302和高温水换热器301应用在高温热网中并形成高温热水网的闭式循环，有效利用槽式太阳能集热器组101热量的同时，可以拉大高温热网供回水温差，减小输送管道管径，降低***运行成本，最大限度的提高了供热***的热量输送能力，满足光热跨区域长距离供热经济性与可行性。
不仅如此，该***通过储水罐416对盈余的热水进行储存，当高温热网温度无法满足用户热供时，可以利用储水罐416内热水进行直接供热，既不影响供热***的持续运行，也保证了供热***的安全。
需要注意的是，除非另有说明，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种太阳能集热供热***，其特征在于，包括依次连通的油热循环网组(1)、油水换热器(2)、大温差热泵换热机组(3)以及用户网组(4)，所述油热循环网组(1)包括：
槽式太阳能集热器组(101)，为导热油提供热源；
排油主管(102)，一端与所述槽式太阳能集热器组(101)的排油端连通、另一端与所述油水换热器(2)的进油端连通；
回油主管(103)，一端与所述槽式太阳能集热器组(101)的进油端连通、另一端与所述油水换热器(2)的排油端连通，所述回油主管(103)上设有回油泵(104)；
其中，所述油水换热器(2)用于将导热油和冷水进行换热并获得高温热水，所述大温差热泵换热机组(3)用于对高温热水进行换热，所述用户网组(4)用于接收热水并将热水输送给用户。
2.根据权利要求1所述的太阳能集热供热***，其特征在于，太阳能集热供热***还包括：
导热油锅炉(5)，为导热油提供备用热源；
备用进油管(6)，一端与所述回油主管(103)通过三通阀(7)连通、另一端与所述导热油锅炉(5)的进油端连通；
备用排油管(8)，一端与所述排油主管(102)通过三通阀(7)连通、另一端与所述导热油锅炉(5)的排油端连通。
3.根据权利要求2所述的太阳能集热供热***，其特征在于，太阳能集热供热***还包括：
膨胀罐(9)，用于存放导热油；
储油罐(10)，用于存储导热油；
油气分离器(11)，设于所述回油主管(103)上；
***管(12)，一端与所述膨胀罐(9)连通，另一端与所述油气分离器(11)连通；
排油支管(13)，一端与所述回油主管(103)连通，另一端与所述储油罐(10)连通；
补油进油管(18)，与所述膨胀罐(9)连通，所述补油进油管(18)上设有补油泵(19)；
补油排油管(20)，与所述补油进油管(18)连通；
卸油管(14)，一端与所述排油主管(102)连通、另一端与所述储油罐(10)连通，所述卸油管(14)上设有泄放阀(15)；
溢流管(16)，一端与所述膨胀罐(9)连通、另一端与所述卸油管(14)连通；
排放管(17)，一端与所述膨胀罐(9)连通、另一端与所述卸油管(14)连通；
放油管(21)，一端与所述储油罐(10)连通，另一端与所述补油进油管(18)连通；
其中，所述补油泵(19)位于放油管(21)的排油端口与补油排油管(20)的进油端口之间，所述补油进油管(18)上设有第一安全阀(22)，所述补油排油管(20)上设有第二安全阀(23)，所述放油管(21)上设有第三安全阀(24)。
4.根据权利要求1所述的太阳能集热供热***，其特征在于，所述回油主管(103)上设有油滤器(105)。
5.根据权利要求1所述的太阳能集热供热***，其特征在于，所述大温差热泵换热机组(3)包括：
高温水换热器(301)，对高温热水进行换热；
大温差热泵机组(302)，对高温热水进行换热；
高温进水主管(303)，一端与所述油水换热器(2)的排水端连通、另一端与所述高温水换热器(301)的侧进水端连通，所述高温进水主管(303)上设有第一电动阀(304)；
高温回水主管(305)，一端与所述油水换热器(2)的回水端连通、另一端与所述高温水换热器(301)的侧排水端连通，所述高温回水主管(305)上设有第二电动阀(306)，所述高温回水主管(305)上设有循环泵(307)；
一次换热进水管(309)，一端与所述高温进水主管(303)连通、另一端与所述大温差热泵机组(302)的一次进水端连通，所述一次换热进水管(309)上设有第三电动阀(310)；
一次换热回水管(311)，一端与所述高温进水主管(303)连通、另一端与所述大温差热泵机组(302)的一次排水端连通，所述一次换热回水管(311)上设有第四电动阀(312)；
二次换热进水管(313)，一端与所述高温回水主管(305)连通、另一端与所述大温差热泵机组(302)的二次进水端连通，所述二次换热进水管(313)上设有第五电动阀(314)；
二次换热回水管(315)，一端与所述高温回水主管(305)连通、另一端与所述大温差热泵机组(302)的二次排水端连通，所述二次换热回水管(315)上设有第六电动阀(316)；
其中，所述第一电动阀(304)位于一次换热进水管(309)的进水端口与一次换热回水管(311)的排水端口之间，当所述第一电动阀(304)关闭，且所述第三电动阀(310)和第四电动阀(312)同时开启时，所述油水换热器(2)排出的高温热水通过一次换热进水管(309)进入大温差热泵机组(302)，再通过所述一次换热回水管(311)排至高温进水主管(303)中；
所述第二电动阀(306)位于二次换热进水管(313)的进水端口与二次换热回水管(315)的排水端口之间，当所述第二电动阀(306)关闭时，且所述第五电动阀(314)和第六电动阀(316)同时开启时，所述高温水换热器(301)排出的热水通过二次换热进水管(313)进入大温差热泵机组(302)，再通过所述二次换热回水管(315)排至高温回水主管(305)中。
6.根据权利要求5所述的太阳能集热供热***，其特征在于，所述高温回水主管(305)上设有除污器(308)。
7.根据权利要求5所述的太阳能集热供热***，其特征在于，所述用户网组(4)包括：
用户进水主管(401)，与所述高温水换热器(301)的侧进水端连通，所述用户进水主管(401)上设有送水泵(403)；
用户回水主管(402)，与所述高温水换热器(301)的侧排水端连通，所述用户回水主管(402)上设有回水泵(404)；
用户换热进水管(405)，一端与所述大温差热泵机组(302)的侧进水端连通，另一端与所述用户进水主管(401)连通，所述用户换热进水管(405)上设有第一启闭阀(406)；
用户换热回水管(407)，一端与所述大温差热泵机组(302)的侧排水端连通，另一端与所述用户回水主管(402)连通，所述用户换热回水管(407)上设有第二启闭阀(408)；
其中，所述用户进水主管(401)靠近高温水换热器(301)的一端依次设置有第三启闭阀(409)和第四启闭阀(410)，所述用户换热进水管(405)的进水端口位于第三启闭阀(409)和第四启闭阀(410)之间，当所述第三启闭阀(409)关闭，且所述第一启闭阀(406)和第四启闭阀(410)同时开启时，所述用户进水主管(401)中的冷水通过用户换热进水管(405)进入大温差热泵机组(302)，当所述第一启闭阀(406)关闭，且第三启闭阀(409)和第四启闭阀(410)同时开启时，所述用户进水主管(401)中的冷水直接进入高温水换热器(301)。
8.根据权利要求7所述的太阳能集热供热***，其特征在于，所述用户网组(4)还包括储水罐(416)，所述储水罐(416)与用户进水主管(401)通过第一水管(418)连通，所述储水罐(416)与用户回水主管(402)通过第二水管(419)连通，且所述第一水管(418)和第二水管(419)上分别设有第一控制阀(420)；
所述用户回水主管(402)上设置有第二控制阀(421)，所述用户回水管的侧方设置有分流支管(422)，所述分流支管(422)的两端分别与用户回水主管(402)连通，所述回水泵(404)和第二控制阀(421)分别位于分流支管(422)的两端口之间，且所述分流支管(422)上设有第三控制阀(423)；
所述用户进水主管(401)上设置有第四控制阀(424)和第五控制阀(425)，所述第一水管(418)的端口位于第四控制阀(424)和第五控制阀(425)之间，当所述第五控制阀(425)以及两个第一控制阀(420)分别开启，且第四控制阀(424)关闭时，所述用户进水主管(401)中的冷水通过第一水管(418)进入到储水罐(416)，再通过所述第二水管(419)排至用户回水主管(402)。
9.根据权利要求8所述的太阳能集热供热***，其特征在于，太阳能集热供热装置还包括：
补水进水管(27)，用于输送自来水或软水；
软水器(31)，用于对自来水进行软化；
软水箱(32)，用于储存软水；
软水补水管(28)，一端与所述补水进水管(27)连通，另一端与所述软水箱(32)连通，所述软水补水管(28)上设有第一管控阀(34)；
硬水第一支管(29)，一端与所述补水进水管(27)连通，另一端与所述软水器(31)连通，所述硬水第一支管(29)上设有第二管控阀(36)；
硬水第二支管(30)，一端与所述软水器(31)连通，另一端与所述软水箱(32)连通，所述硬水第二支管(30)上设有第三管控阀(37)；
补水排水管(33)，一端与所述软水箱(32)连通，另一端与所述储水罐(416)连通，所述补水排水管(33)上设有补水泵(35)。
10.根据权利要求9所述的太阳能集热供热***，其特征在于，所述补水排水管(33)与高温回水主管(305)通过补水支管连通(38)，所述补水支管上设有第四管控阀(39)。
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