CN115468207B - 利用光伏发电与沙土高温储热的建筑梯级供热***和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用光伏发电与沙土高温储热的建筑梯级供热***和方法。所述建筑梯级供热***包括光伏发电子***、与该光伏发电子***分别连接的沙土储热子***和地源热泵子***、与所述沙土储热子***和地源热泵子***均连接的用户供热水循环子***；其中，沙土储热子***包括通过空气管道依次连接的电加热器Ⅰ、沙土‑空气换热室、空气‑水换热器和风机，风机的出口与电加热器Ⅰ的空气入口连接，使得空气管道构成闭式循环回路；沙土‑空气换热室中填充沙土，用于存储已加热的空气中的热能。本发明最大化地将光伏在无法并网时产生的电能有效用于建筑供热，并与地源热泵结合，实现建筑供热的能源梯级利用，提高可再生能源的使用比例。
Description
技术领域
本发明属于可再生能源供热领域，更具体地，涉及一种利用光伏发电与沙土高温储热的建筑梯级供热***和方法。
背景技术
光伏是利用半导体材料的光伏效应，将太阳辐射能转化为电能的一种发电***。太阳能是一种清洁、安全且可再生的能源。光伏易受天气、季节、气候等因素的影响，发电量不稳定，且电网用电量经常波动，这导致大面积光伏无法并网的弃光现象经常出现。为缓解这一问题，光伏***通常会配置安装蓄电池，以保证用电侧的稳定性。然而，蓄电池的容量与寿命是有限的，大容量的蓄电池意味着更高的初投资。
建筑梯级供热***中的储热一般是提前将来自可再生能源的能量转化为热能并储存起来，用于在供热季调峰，或直接作为供热热源，可以降低化石能源或电能的使用比例，当作为地源热泵的热源时，还可以提高热泵工作效率，降低供热成本。
为减小蓄电池的容量与投资，且提高光伏***在无法并网时的电能利用率，有专利将光伏产生的电能转化为热能储存起来用于建筑供热。例如中国专利文献公开了一种中深层地热能耦合太阳能的零排放供热***(申请公布号CN113819510A)，该***包括产能单元、储能单元以及用能单元，产能单元具有中深层地埋管换热装置、太阳能光热集热装纸以及光伏发电***，储能单元具有相变锅炉，将电能转化成热能储存。
包括上述在内的专利一般采用储热水箱或用相变材料填充的储热罐作为储热设备。然而，相变材料成本高，不利于大规模储热；另一方面，水的比热容虽然很大，但在标准大气压下，其最高储热温度只能达到100℃，其总体的储热量有限。因此，如何以低成本且尽可能多地储存光伏在无法并网时产生的电能，尽可能少地消耗化石能源，为建筑提供清洁、稳定的供热，成为一个难题。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种利用光伏发电与沙土高温储热的建筑梯级供热***和方法，其目的在于最大化地将光伏在无法并网时产生的电能有效用于建筑供热，并与地源热泵结合，实现建筑供热的能源梯级利用，提高可再生能源的使用比例，在供热领域助力实现碳中和的社会目标。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种利用光伏发电与沙土高温储热的建筑梯级供热***，包括光伏发电子***、与该光伏发电子***分别连接的沙土储热子***和地源热泵子***、与所述沙土储热子***和地源热泵子***均连接的用户供热水循环子***；其中，沙土储热子***包括通过空气管道依次连接的电加热器Ⅰ、沙土-空气换热室、空气-水换热器和风机，所述风机的出口与电加热器Ⅰ的空气入口连接，使得空气管道构成闭式循环回路；所述电加热器Ⅰ与光伏发电子***连接，用于将电能转换为热能，并加热空气；所述沙土-空气换热室中填充沙土，用于以高温的状态存储已加热的空气中的热能；所述空气-水换热器用于将存储在沙土-空气换热室中的热量传递至用户供热水循环子***，以实现储热和供热。
优选地，所述沙土-空气换热室内部包括沙土与空气换热盘管；所述沙土的堆积高度满足能够将空气换热盘管完全覆盖；所述空气换热盘管包括送风干管、回风干管与竖直排布的若干支管；送风干管与回风干管均水平布置，所有支管的上端均与送风干管相连，下端均与回风干管相连。
优选地，所述沙土-空气换热室布置于地下，顶部与地面间隔预设距离，沙土-空气换热室的所有室壁内表面铺设保温层。
优选地，沙土-空气换热室顶部设有送风口与排风口，送风口与排风口分别通过送风井与排风井和地面连接；送风井上端连接有地面送风机，排风井上端通过风管与室外排风口连接；沙土-空气换热室侧面设置检修门与排沙口；检修门高于内部沙子的堆积高度；排沙口设于沙土-空气换热室侧面的底部；沙土-空气换热室中设置人员活动平台和检修梯。
优选地，所述电加热器Ⅰ包括空气腔和空气用电热丝；空气用电热丝两端均与光伏发电***电连接；空气-水换热器包括空气腔与水盘管；水盘管的进出口两端均与用户供热水循环***连接。
优选地，沙土-空气换热室的储热温度为400℃以上。
优选地，在所述沙土中、电加热器Ⅰ的空气出口处设置温度计。
优选地，所述光伏发电子***包括太阳能光伏板、发电线路与发热线路，所述发电线路上通过电线依次连接MPPI控制器、蓄电池和逆变器；所述逆变器的另一端通过电线连接至当地电网，所述发热线路上通过电线分别与沙土储热子***中的电加热器Ⅰ和地源热泵子***中的电加热器Ⅱ连接；
所述用户供热水循环***包括用户用热设备，电热锅炉和用户侧循环水泵。
优选地，所述蓄电池与风机、热泵机组、地源热泵循环水泵、用户侧循环水泵、储热水泵以及电热锅炉电连接。
优选地，所述地源热泵子***包括热泵机组、地源热泵循环水泵、储热水泵、若干地埋管和电加热器Ⅱ、热泵侧供水阀门、热泵侧回水阀门、储热供水阀门与储热回水阀门；其中，所述电加热器Ⅱ内有与光伏发电***电连接的水用电热丝；所述地埋管、热泵侧供水阀门、地源热泵循环水泵、热泵机组、热泵侧回水阀门依次连接构成一水循环环路；所述地埋管、储热回水阀门、储热水泵、电加热器Ⅱ与储热供水阀门依次连接构成另一水循环环路。
按照本发明另一个方面，提供了一种供热方法，依次按照沙土储热子***供热、地源热泵子***供热、用户供热水循环子***中电热锅炉供热的优先级顺序进行供热。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，至少能够取得下列有益效果。
(1)本发明中沙土储热子***利用沙土作为储热材料，具有密度高、熔点高、廉价易得的优势，能够以较小的体积、高温状态与较低的成本实现大规模储热，无需对储热容器的外壳采取严格的密封措施；并且采用空气作为热量传递的热媒，其比热容小，自身不会吸收过多热量，可以使热量最大化地储存起来；空气循环管路相比水或导热油作为热媒的循环管路的流动阻力小，动力能耗小，管道安装简便，本发明可以大规模应用于区域建筑供热。同时，本发明将光伏发电***在无法并网时产生的电能通过空气用电热丝转化为高温热能，并储存在沙土与地埋管周围的土壤中，可以用于建筑清洁供热，这有效减少了光伏电能在无法并网时的浪费，提高了太阳能的利用率，并且可减小光伏蓄电池的容量及其初投资。
(2)本发明将储热与地源热泵两类技术用于建筑供热，在供热季与供热季前的一段时间内进行储热；在建筑供热时采用能量梯级利用的策略，按照沙土-地源热泵-电热锅炉的优先级顺序进行供热，不仅可以提高地源热泵的运行效率，减少地埋管的布置规模与初投资，还提高了建筑供热总体能耗中的可再生能源比例，降低化石能源的使用量。
附图说明
图1-本发明实施例提供的利用光伏发电与沙土高温储热的建筑梯级供热***原理示意图；
图2-本发明实施例提供的利用光伏发电与沙土高温储热的建筑梯级供热***中沙土-空气换热室侧面结构示意图；
图3-本发明实施例提供的利用光伏发电与沙土高温储热的建筑梯级供热***中空气换热盘管多组布置轴侧示意图。
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
1-太阳能光伏板；2-MPPI控制器；3-蓄电池；4-逆变器；5-空气用电热丝；6-水用电热丝；7-电加热器Ⅰ；8-沙土-空气换热室；9-沙土；10-空气换热盘管；11-保温层；12-空气-水换热器；13-风机；14-空气管道；15-热泵机组；16-地源热泵循环水泵；17-地埋管；18-储热水泵；19-电加热器Ⅱ；20-用户用热设备；21-水盘管；22-用户侧循环水泵；23-电热锅炉；24-发电开关；25-发热开关；26-空气用电热丝控制开关；27-水用电热丝控制开关；28-热泵侧供水阀门；29-热泵侧回水阀门；30-储热供水阀门；31-储热回水阀门；32-温度计；33-送风口；34-排风口；35-送风井；36-排风井；37-地面送风机；38-室外排风口；39-检修门；40-排沙口；41-人员活动平台；42-栏杆；43-检修梯。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
参见图1，一种利用光伏发电与沙土高温储热的建筑梯级供热***，包括光伏发电子***，沙土储热子***，地源热泵子***和用户供热水循环子***。沙土储热子***包括电加热器Ⅰ7，沙土-空气换热室8，空气-水换热器12，风机13与空气管道14。电加热器Ⅰ7的内部包括空气腔与空气用电热丝5。空气用电热丝5两端均与光伏发电***电连接。空气-水换热器12的内部包括空气腔与水盘管21。水盘管21的进出口两端均与用户供热水循环***连接。地源热泵***具有与用户供热水循环***相连的热泵机组15。
光伏发电子***包括太阳能光伏板1，发电线路与发热线路。发电线路上通过电线依次连接有发电开关24，MPPI控制器2，蓄电池3，逆变器4。蓄电池3与风机13、热泵机组15、地源热泵循环水泵16、用户侧水泵22、储热水泵18及电热锅炉23电连接。逆变器4的另一端通过电线连接至当地电网。MPPI控制器2用于检测发电线路中的电压与电流，计算太阳能光伏板的输出功率，并调整使其以最大输出功率对蓄电池3充电。蓄电池3用于将太阳能光伏板1产生的电能以化学能储存起来，并可随时以电能形式输出。逆变器4用于将太阳能光伏板1产生的直流电转变为交流电。光伏发电***的发热线路上通过电线连接有发热开关25，空气用电热丝5，空气用电热丝控制开关26，水用电热丝6，水用电热丝控制开关27。空气用电热丝5与空气用电热丝控制开关26串联，水用电热丝6与水用电热丝控制开关27串联，之后两者并联。
地源热泵子***包括热泵机组15，地源热泵循环水泵16、储热水泵18、若干依次设置的地埋管17、电加热器Ⅱ19、热泵侧供水阀门28、热泵侧回水阀门29、储热供水阀门30与储热回水阀门31。电加热器Ⅱ19内有与光伏发电***电连接的水用电热丝6。地埋管17、热泵侧供水阀门28、地源热泵循环水泵16、热泵机组15、热泵侧回水阀门29依次连接并构成一水循环环路。地埋管17、储热回水阀门31、储热水泵18、电加热器Ⅱ19与储热供水阀门30依次连接并构成另一水循环环路。
用户供热水循环子***包括用户用热设备20，电热锅炉23，用户侧水泵22，并通过水管与与热泵机组15的冷凝器侧的进、出水口相连。
沙土储热子***通过空气管道14将电加热器Ⅰ7，沙土-空气换热室8，空气-水换热器12与风机13依次连接，风机13的出口与电加热器Ⅰ7的空气入口连接，构成空气闭式循环管路。沙土-空气换热室8内部包括沙土9与空气换热盘管10。沙土9具有一定堆积高度，以使得将空气换热盘管10完全覆盖。空气换热盘管10包括送风干管、回风干管与竖直排布的若干支管。送风干管与回风干管均水平布置。所有支管的上端均与送风干管相连，下端均与回风干管相连。
在沙土储热子***中，使用沙土作为储热材料，是因为沙土的堆积密度约为1300-1600kg/m3，比热容为0.92kJ/(kg·℃)，且熔点高达1650℃左右。与相同体积的水相比，其在100℃以下的储热量仅为水的28.4-35.0％。然而，水作为储热材料时，受制于其沸点，其最高储热温度仅为100℃，而沙能够以高温形式进行储热。当环境温度为20℃时，400℃沙土中的储热量是相同体积100℃水的1.35-1.67倍。因此，高温沙土更适合作为大规模储热工程的储热材料，一方面，高温沙土的储热量比水更多，另一方面，相比于相变材料，沙土更加廉价易得。并且，沙土储热容器的外壳无需制作严格的密封措施，而水和相变材料的储热容易外壳需严格密封以防液体泄漏。
在光伏发电子***中，空气用电热丝5被用作能量转化装置，空气用电热丝5可以将电能转化为热能传递给空气，并将空气加热至高温。相比水或导热油作为传热热媒，沙土高温储热***中的空气可以被加热到很高的温度且不发生相变，进一步能够将沙土升至几百摄氏度的高温，并且空气比热容小，热媒循环管路中的储热量较小，可以将空气用电热丝5产生的热量更多地传递至沙土9中被储存。
本发明实施例中，优选地采用将沙土-空气换热室8布置于地下，顶部应与地面有一定距离。这里这样设置，是因为当沙土-空气换热室8布置于地下空间时，沙土-空气换热室8外壳与周围土壤之间仅存在导热形式的传热，且地下土壤温度较为恒定，有利于降低室壁内表面保温层11的厚度与初投资，并且在大规模应用时可以减少地面空间的占用。但本领域人员可以理解的是，沙土-空气换热室8也可以设置于地面之上。
参见图2，具体实施时，沙土-空气换热室8顶部设有送风口33与排风口34，送风口33与排风口34分别通过送风井35与排风井36和地面连接。送风井35上端连接有地面送风机37，排风井36上端通过风管与室外排风口38连接。沙土-空气换热室8侧面设有检修门39与排沙口40。检修门39高于内部沙子9的堆积高度。排沙口40设于沙土-空气换热室8侧面的底部。沙土-空气换热室8上部设置人员活动平台41，高度与检修门39底部一致。人员活动平台41两侧设置栏杆42，防止人员掉落。人员活动平台41连接有竖直向下的检修梯43，可以直通沙土-空气换热室8的底部。
具体实施时，当沙土-空气换热室8正常运行时，送风口33与排风口34均关闭。当沙土-空气换热室8在建造阶段，可以通过送风井35与排风井36将沙子9运输至沙土-空气换热室8内，并保持排沙口40关闭。当沙土-空气换热室8需要进行检修时，在开启检修门39之前，必须开启地面送风机37、送风口33与排风口34，将地面外的常温空气送至沙土-空气换热室8内进行降温，当沙土-空气换热室8室内温度降低到适宜温度后，检修人员方可开启检修门39进入。当需要对覆盖于沙土9之下的空气换热盘管10进行检修时，需要开启排沙口40将沙土9排出。
具体实施时，沙土-空气换热室8中空气换热盘管10的送风干管与回风干管的管径应远大于支管的管径，且干管的布置应保证各支管呈同程式连接，这样可以保证各支路的空气流动阻力近似，各支路内的空气流量近似。同时，支管的数量应足够多，以保证空气与沙土的充分换热。当沙土9堆积的宽度较大，单组空气换热盘管10无法满足沙土的均匀储热时，沙土空气换热室8内部应设置多组并联且沿沙土9宽度方向平行分布的空气换热盘管10。这样可以使沙土均匀的升温或降温，提高空气与沙土的换热效率。
本发明实施例中，沙土-空气换热室8的储热温度在400℃以上。沙土-空气换热室8以外的所有空气管道14、电加热器Ⅰ7的外壳以及空气-水换热器12的外壳均铺设能够在储热温度达到设计值时不燃的保温材料。空气管道14，风机13以及风机13内部的各个零部件均采用能够在储热温度达到设计值时正常工作的材料。
本发明实施例中，用户用热设备20进出口两端的水管上、电加热器Ⅰ7的空气出口处、电加热器Ⅱ19的出水口处、沙土9内均安装温度计。
本发明实施例还提供了一种利用所述建筑梯级供热***的供热方法，依次按照沙土储热子***供热、地源热泵子***供热、用户供热水循环子***中电热锅炉供热的优先级顺序进行供热。
具体地，本发明实施例提供的利用光伏发电与沙土高温储热的建筑梯级供热***的工作工况分为供热季前几周的储热工况，非供热季的储热工况，供热季单供热工况，供热季复合供热工况。具体实施方式如下：
供热季前几周的储热工况：在供热季前几周内，当光伏不能正常并网发电时，发电开关24断开，发热开关25闭合，水用电热丝控制开关27断开，空气用电热丝控制开关26闭合，风机13启动。此时太阳能光伏板1产生的电能转变为热能来加热电加热器Ⅰ7内的空气，并通过控制风机13风量，使得电加热器Ⅰ7空气出口处的空气温度保持650℃。高温空气在风机13的动力作用下，沿空气管道14进入沙土-空气换热室8内，通过空气换热盘管1010将热量传递给沙土。随着空气不断地循环，当沙土的平均温度被加热至400℃时，即认为沙土储热量达到饱和，此时关闭风机13，同时断开空气用电热丝控制开关26，闭合水用电热丝控制开关27，储热供、回水阀门30、31均开启，启动储热水泵18。此时太阳能光伏板1产生的电能转变为热能来加热电加热器Ⅱ19内的水，并通过储热水泵18将热量运输并储存至地埋管17周围的土壤中。当光伏发电***可以正常并网发电时，发电开关24闭合，发热开关25断开，储热供、回水阀门30、31与储热水泵18均关闭，将太阳能光伏板1产生的电能首先储存至蓄电池3中。当蓄电池3存满电之后，太阳能光伏板1产生的电能被转化为交流电形式输送至当地电网。
非供热季的储热工况：在供热季结束至次年供热季前几周再之前的这段时间内，当光伏不能正常并网发电时，发电开关24断开，发热开关25闭合，水用电热丝控制开关27闭合，空气用电热丝控制开关26断开，储热供、回水阀门30、31均开启，储热水泵18启动。此时太阳能光伏板1产生的电能以热能的形式储存在地埋管17周围的土壤中。当地埋管17内的土壤温度到达一定温度时，则断开水用电热丝控制开关27，并关闭储热水泵18。这是为了避免地埋管17附近土壤温度过热引起其他环境问题。当光伏发电***可以正常并网发电时，发电开关24闭合，发热开关25断开，储热供、回水阀门30、31与储热水泵18均关闭，太阳能光伏板1先后向蓄电池3储电与向当地电网供电。
供热季沙土单供热工况：在供热季中，优先进入沙土单供热工况，此时开启风机13与用户侧水泵，沙土内的热量被空气运输至空气-水换热器12内，并传递给水盘管21内的水，通过调节风机13与用户侧水泵使得用户用热设备20进出口两端的水温满足设计要求。同时，若光伏发电***无法并网，则断开发电开关24，闭合发热开关25与空气用电热丝控制开关26，将太阳能光伏板1产生的电能被转化为热能并运输至沙土-空气换热室8中。若光伏发电***可以正常并网发电，则发电开关24闭合，发热开关25断开，太阳能光伏板1先后向蓄电池3储电与向当地电网供电。
供热季复合供热工况：在供热季内，若光伏发电***长期处于并网发电的状态，同时沙土内储存的热量不断被取出用于供热，沙土内储存的热量则会不断降低，一段时间后，仅依靠沙土高温储热***的运行不能满足用户热负荷。当通过调节风机13与用户侧水泵，均无法使用户用热设备20进出口两端的水温满足设计要求时，则进入供热季复合供热工况，此时沙土高温储热***内的风机13仍处于运行状态，同时开启地源热泵***中的热泵机组15、地源热泵循环水泵16、热泵侧供、回水阀门28、29。热泵机组15产生的热量被运输至建筑内用户用热设备20。若遇到极端寒冷天气，热泵机组15开启运行也无法满足建筑内用户的热负荷，则同时开启电热锅炉23辅助供热。
在以上各种工况中，所有用电设备运行时，优先使用蓄电池3中的电能，当蓄电池3中的电能被耗尽后，再使用当地电网中的电能，包括风机13、用户侧水泵、地源热泵循环水泵16、储热水泵18与热泵机组15。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种利用光伏发电与沙土高温储热的建筑梯级供热***，其特征在于，包括光伏发电子***、与该光伏发电子***分别连接的沙土储热子***和地源热泵子***、与所述沙土储热子***和地源热泵子***均连接的用户供热水循环子***；
其中，沙土储热子***包括通过空气管道（14）依次连接的电加热器Ⅰ（7）、沙土-空气换热室（8）、空气-水换热器（12）和风机（13），所述风机（13）的出口与电加热器Ⅰ（7）的空气入口连接，使得空气管道构成闭式循环回路；所述电加热器Ⅰ（7）与光伏发电子***连接，用于将电能转换为热能，并加热空气；所述沙土-空气换热室（8）中填充沙土，用于存储已加热空气中的热能；所述空气-水换热器（12）用于将存储在沙土-空气换热室（8）中的热量传递至用户供热水循环子***，以实现储热和供热；
所述地源热泵子***包括热泵机组（15）、地源热泵循环水泵（16）、储热水泵（18）、若干地埋管（17）和电加热器Ⅱ（19）、热泵侧供水阀门（28）、热泵侧回水阀门（29）、储热供水阀门（30）与储热回水阀门（31）；其中，所述电加热器Ⅱ（19）内有与光伏发电子***电连接的水用电热丝（6）；所述地埋管（17）、热泵侧供水阀门（28）、地源热泵循环水泵（16）、热泵机组（15）、热泵侧回水阀门（29）依次连接构成一水循环环路；所述地埋管（17）、储热回水阀门（31）、储热水泵（18）、电加热器Ⅱ（19）与储热供水阀门（30）依次连接构成另一水循环环路。
2.如权利要求1所述的建筑梯级供热***，其特征在于，所述沙土-空气换热室（8）内部包括沙土（9）与空气换热盘管（10）；所述沙土（9）的堆积高度满足能够将空气换热盘管（10）完全覆盖；所述空气换热盘管（10）包括送风干管、回风干管与竖直排布的若干支管；送风干管与回风干管均水平布置，所有支管的上端均与送风干管相连，下端均与回风干管相连。
3.如权利要求1或2所述的建筑梯级供热***，其特征在于，所述沙土-空气换热室（8）布置于地下，顶部与地面间隔预设距离，沙土-空气换热室（8）的所有室壁内表面铺设保温层（11）。
4.如权利要求1-3任一项所述的建筑梯级供热***，其特征在于，沙土-空气换热室（8）顶部设有送风口（33）与排风口（34），送风口（33）与排风口（34）分别通过送风井（35）与排风井（36）和地面连接；送风井（35）上端连接有地面送风机（37），排风井（36）上端通过风管与室外排风口（38）连接；沙土-空气换热室（8）侧面设置检修门（39）与排沙口（40）；检修门（39）高于内部的沙土（9）的堆积高度；排沙口（40）设于沙土-空气换热室（8）侧面的底部；沙土-空气换热室（8）中设置人员活动平台（41）和检修梯（43）。
5.如权利要求1所述的建筑梯级供热***，其特征在于，所述电加热器Ⅰ（7）包括空气腔和空气用电热丝（5）；空气用电热丝（5）两端均与光伏发电子***电连接；空气-水换热器（12）包括空气腔与水盘管（21）；水盘管（21）的进出口两端均与用户供热水循环子***连接。
6.如权利要求1所述的建筑梯级供热***，其特征在于，沙土-空气换热室（8）的储热温度为400℃以上。
7.如权利要求2所述的建筑梯级供热***，其特征在于，在所述沙土（9）中、电加热器Ⅰ（7）的空气出口处设置温度计（32）。
8.如权利要求1所述的建筑梯级供热***，其特征在于，所述光伏发电子***包括太阳能光伏板（1）、发电线路与发热线路，所述发电线路上通过电线依次连接MPPI控制器（2）、蓄电池（3）和逆变器（4）；所述逆变器（4）的另一端通过电线连接至当地电网，所述发热线路上通过电线分别与沙土储热子***和地源热泵子***连接；
所述用户供热水循环子***包括用户用热设备（20），电热锅炉（23）和用户侧循环水泵（22）。
9.一种利用如权利要求1-8任一项所述的建筑梯级供热***的供热方法，其特征在于，依次按照沙土储热子***供热、地源热泵子***供热、用户供热水循环子***中电热锅炉供热的优先级顺序进行供热。
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