CN216307947U - 一种多能互补热源*** - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多能互补热源***，属于供热技术领域，针对需要供热区域原有采用的是地热井，且周边没有其他的如热电联产、工业废热、生物质能等热源来源，来替代原有的区域地热井供热；包括：相连通的第一热泵供热源和第二热泵供热源，第一热泵供热源和第二热泵供热源均连通于电锅炉调峰子***；蓄热子***、第一热泵供热源和第二热泵供热源还均连通蓄热子***；第一热泵供热源和第二热泵供热源直接连通热用户，电锅炉调峰子***和蓄热子***均直接连通热用户；第一热泵供热源、第二热泵供热源和电锅炉调峰子***还连接能源管理子***。

Description

一种多能互补热源***

技术领域

本实用新型属于供热技术领域，具体涉及一种多能互补热源***。

背景技术

发明人发现，现有建筑供热***热源为深层地热井，通过抽取深层井高温水作为一次热源，地热井供暖的资源来自于地下热源水，严格意义上来讲，这是一种不可再生资源，如果长期大量无节制无计划地开采，势必会造成资源枯竭，地热水没有了，就无法继续进行供暖。

发明人还发现，在使用地热进行供暖的过程中为了降低运行成本，很多不采取回灌等方式，整个地热区域不能达到采偿平衡，且在水资源缺乏地区，地热井供暖不能循环使用，地热水供暖水资源浪费严重，故地热水不能大量的开发，地热井供暖也不能成为一种新趋势；更有甚者，部分区域采用地热井供暖，未能采取有效合理的利用，造成地基水平面下沉。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的是提供一种多能互补热源***，针对采用地热井且周边没有其他的如热电联产、工业废热、生物质能等热源来源的原有供暖区域，使用多种其他类型的供热源，替代原有的区域地热井供热。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

本实用新型的技术方案提供了一种多能互补热源***，包括：

相连通的第一热泵供热源和第二热泵供热源，第一热泵供热源和第二热泵供热源均连通于电锅炉调峰***；

第一热泵供热源和第二热泵供热源及电锅炉调峰***还均可单独连通蓄热***；

第一热泵供热源和第二热泵供热源及电锅炉调峰***均可单独直接连通热用户，蓄热子***也能直接连通热用户；

第一热泵供热源、第二热泵供热源和电锅炉调峰***还连接能源管理子***。

进一步的，所述第一热泵供热源和的所述第二热泵供热源均包括多个热泵；且第一热泵供热源的多个热泵并联，第二热泵供热源的多个热泵并联。

进一步的，并联多个热泵的所述管道包括供水总管、回水支管、供水支管和回水总管，供水总管连通多个供水支管，多个供水支管分别各自连通热泵，每个热泵还连通回水支管，多个回水支管连通回水总管。

进一步的，所述第一热泵供热源为空气源热泵***，包含若干个空气源热泵；所述第二热泵供热源为能源塔热泵***，包含若干个能源塔热泵。

进一步的，所述蓄热子***包含罐体、蓄放热立管、布水器，蓄放热立管连通布水器，蓄放热立管和布水器位于罐体之内。

进一步的，还包含供热水泵和蓄热供水泵，供水泵连通所述第一热泵供热源以及所述的第二热泵供热源的供水总管，蓄热供水泵连通蓄热子***。

进一步的，所述调峰电锅炉子单元包括多个并联的电锅炉子***。

进一步的，还包括供水温度检测单元和回水温度检测单元，供水温度检测单元位于热用户取水管道，回水温度检测单元位于热用户回水管道。

上述本实用新型的技术方案的有益效果如下：

1)将本实用新型运用在地热取暖区域，可以在同一个热网中采有三种热源，在初寒期仅运行效率高或经济性好的基本热源，而在严寒期各热源并网运行，协调供热，进而提高整个***供热效率。

2)本实用新型中，多热源联合供热***因基本热源与调峰热源可以灵活配合，提高了热源的利用效率，进而在一定程度上节约热量。

3)同时相对于单一热源来说，本实用新型中的供热***更加灵活，保证供热品质的前提下，降低运行费用及初投资，从而达到更经济、更合理的方式。

4)本实用新型中，采用三种热源耦合模式下，进行联合蓄热，一定程度下，保证供热品质不降低的情况下，减少了区域配网电容量。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型根据一个或多个实施方式的***构成图；

图2是本实用新型根据一个或多个实施方式的蓄热***内部布水器示意图。

图中：1、空气源热泵子单元；2、能源塔热泵子单元；3、调峰电锅炉子单元；4、蓄热罐体；5、热用户；6、蓄热供水泵；7、主循环泵；8、蓄放热立管；9、布水器；10供水温度检测单元；11、回水温度检测单元；12、供热水泵流量调节单元；13、蓄热供水泵流量调节单元；14、蓄热罐温度检测单元；15空气源热泵调节单元；16、能源塔热泵调节单元；17、调峰电锅炉调节单元；18、室外温湿度检测单元。331、空气热泵供热***的回水总管；311、能源塔热泵***的回水总管；281、空气热泵供热***的供水总管；301、空气源热泵第一储热管道；271、能源塔热泵供水总管；261、能源塔热泵第二储热管道；201、第一路管道；191、电锅炉调峰***出水总管；100、热用户的供水管；200、热用户的回水管、332、空气热泵供热***回水总管；221、放热供水管；231、调峰电锅炉***的蓄热供水管；291、第二路管道；251、第三储热管道；211、第四储热管道；321、能源塔热泵***蓄热供水管；241、空气源热泵***蓄热供水管；

为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用。

具体实施方式

应该指出，以下实施例之间可以任意组合。

实施例1

本实用新型的一种典型实施方式中，如图1所示，本实施例公开了一种多能互补热源***，包括：

相连通的第一热泵供热源和第二热泵供热源，第一热泵供热源和第二热泵供热源均连通于电锅炉调峰子***；

蓄热子***、电锅炉调峰***、第一热泵供热源和第二热泵供热源还均连通蓄热子***；

第一热泵供热源和第二热泵供热源直接连通热用户，电锅炉调峰子***和蓄热子***均直接连通热用户；

电锅炉调峰子***还连接能源管理子***。

本实施例中，第一热泵供热源为空气源热泵***，包含若干个空气源热泵；第二热泵供热源为能源塔热泵***，包含若干个能源塔热泵。

空气热泵供热***和的能源塔热泵***均包括多个热泵；且空气热泵供热***的多个热泵并联，能源塔热泵***的多个热泵并联。

以空气热泵供热***为例，并联多个热泵的管道包括供水总管、供水支管、回水支管和回水总管，供水总管连通多个供水支管，多个供水支管分别各自连通热泵，每个热泵还连通回水支管，多个回水支管连通回水总管。

蓄热子***包含罐体、蓄放热立管、布水器，蓄放热立管连通布水器，蓄放热立管和布水器位于罐体之内。

还包含供热水泵和蓄热供水泵，供水泵连通空气热泵供热***以及的能源塔热泵***，蓄热供水泵连通蓄热子***。

调峰电锅炉子单元包括多个并联的电锅炉子***。

还包括供水温度检测单元和回水温度检测单元，供水温度检测单元位于热用户取水管道，回水温度检测单元位于热用户回水管道。

空气热泵供热***和能源塔热泵***均分别连通热用户。

更加具体的，请参考图1，下面介绍本实施例的具体构成，热用户的回水管200连通所述供热***的回水总管331，所述供热***的回水总管331连通所述能源塔热泵***的回水总管311以及所述空气热泵供热***的回水总管332；所述能源塔热泵***的供水总管271与所述空气热泵供热***的出水总管281并联与所述主供水管201相连通，所述主供水管201再与热用户的供水管100连通；

此外，所述空气热泵供热***的供水总管281还同时连通第一储热管道301，所述能源塔热泵***的供水总管271还同时连通第二储热管道261，所述热用户回水总管200还同时连通第三储热管道251，第一储热管道301、第二储热管道261和第三储热管道251均连通蓄热子***的蓄放热立管8；

此外，所述电锅炉调峰***3，设有连接连通主循环泵7的进水总管291，出水总管191，所述电锅炉调峰***3出水总管191还同时连通第四储热管道211，第三储热管道211连通蓄热子***的蓄放热立管8。

除此以外，所述能源塔热泵***的供水总管271和所述空气热泵供热***的供水总管281均连通主循环泵7，所述主循环泵7连通有两路管道，第一路管道201直接连通热用户的进水管100，第二路管道291连通调峰电锅炉子单元。

此外，蓄热***中的蓄热供水泵6设有连通所述能源塔热泵***的蓄热供水管321和所述空气源热泵***的蓄热供水管241，以及所述调峰电锅炉***的蓄热供水管231。

此外，蓄热***中的蓄热供水泵6设有连通热用户的放热供水管221。

以此上述管路***形成一个完整的水回路***。

本实施例中的电锅炉调峰***包括多个调峰电锅炉子单元3，多个调峰电锅炉子单元3之间并联连接。

本实施例中，该***同时还具备蓄热功能，蓄热***采用的是平行流水蓄热***，请参考图2，布水器9采用“四纵八横”模式，通过上下端控制布水器9的水流速一般控制值低于0.2m/s，蓄放热均在蓄放热立管8中进行，此举目的是减少混水现象，是整个罐体水温度均匀，不至于在放热过程中水温波动较大，不能满足需求。

更加具体，如图2所示，布水器9具体包括由内到外设置的第一圈流道405、第二圈流道404和第三圈流道403，第一圈流道405、第二圈流道404和第三圈流道403均呈八边形，每条流道上分布有多个散流孔，位于第一圈流道中部的分水总立管401连通八个主流管道402，每个主流管道402的均依次连通第一圈流道405、第二圈流道404和第三圈流道403。

实施例2

本实用新型的一种典型实施方式中，实施例2公开了一种多能互补热源***的调节方法，以下结合具体使用条件介绍本实施例的具体运行情况：

根据热用户5需求负荷，能源管理***通过判断供水温度检测单元10与回水温度检测单元11间的差值分别为T1，且T为设定值；

本实施例中，若差值为T1＜T的情况下，即代表负荷较低，则本***具体实施流程为：能源管理***给出反馈信号，空气源热泵调节单元15及能源塔热泵调节单元16分别给出指令，执行空气源热泵子单元1及能源塔热泵子单元2进行变负荷调节，供热水泵流量调节单元12进行变流量调节，让T1无限逼近T，直至***运行水平达到最优，满足供热负荷需求；相应的阀门组开启情况为：阀门20、阀门27、阀门28、阀门31、阀门33开启；阀门19、阀门21、阀门22、阀门23、阀门24、阀门25、阀门26、阀门29、阀门30、阀门32关闭；

在又一实施例中，若差值为T1＞T的情况下，即代表末端负荷较高，则本***具体实施流程为：能源管理***给出反馈信号，空气源热泵调节单元15及能源塔热泵调节单元16、电锅炉调峰***分别给出指令，执行空气源热泵子单元1及能源塔热泵子单元2进行变负荷调节，调峰电锅炉子单元3进行补热调峰，供热水泵流量调节单元12进行变流量调节，满足供热负荷需求；相应的阀门组开启情况为：阀门19、阀门27、阀门28、阀门29、阀门31、阀门33开启；阀门20、阀门21、阀门22、阀门23、阀门24、阀门25、阀门26、阀门30、阀门32关闭；

本实施例中，蓄热模式具体方法体现在如下几种：

一、满足T1＜T的情况下，即代表负荷较低，可采取蓄热及放热模式：

***采用能源塔热泵子单元2单独供热，达到整个供热需求。

①采用空气源热泵子单元1单独蓄热，具体流程为：阀门20、阀门24、阀门27、阀门30、阀门31开启，阀门19、阀门21、阀门22、阀门23、阀门25、阀门26、阀门28、阀门29、阀门32、阀门33关闭；蓄热水泵6开启，整个蓄热过程当蓄热罐温度检测单元14达到温度设定值T，蓄热停止；蓄热水泵6开启，整个放热过程当蓄热罐温度检测单元14与回水温度检测单元11值相当，放热停止，具体流程：阀门20、阀门22、阀门27、阀门25、阀门31开启，阀门19、阀门21、阀门23、阀门24、阀门26、阀门28、阀门29、阀门30、阀门32、阀门33关闭；

②采用调峰锅炉子单元3单独蓄热，具体流程为：阀门20、阀门21、阀门27、阀门23、阀门31开启，阀门19、阀门30、阀门22、阀门24、阀门25、阀门26、阀门28、阀门29、阀门32、阀门33关闭；蓄热水泵6开启，整个蓄热过程当蓄热罐温度检测单元14达到温度设定值T，蓄热停止；蓄热水泵6开启，整个放热过程当蓄热罐温度检测单元14与回水温度检测单元11值相当，放热停止，具体流程：阀门20、阀门22、阀门27、阀门25、阀门31开启，阀门19、阀门21、阀门23、阀门24、阀门26、阀门28、阀门29、阀门30、阀门32、阀门33关闭；

③采用调峰锅炉子单元3和空气源热泵子单元1联合蓄热，具体流程为：阀门20、阀门21、阀门23、阀门24、阀门27、阀门23、阀门30、阀门31开启，阀门19、阀门22、阀门25、阀门26、阀门28、阀门29、阀门32、阀门33关闭；蓄热水泵6开启，整个蓄热过程当蓄热罐温度检测单元14达到温度设定值T，蓄热停止；蓄热水泵6开启，整个放热过程当蓄热罐温度检测单元14与回水温度检测单元11值相当，放热停止，具体流程：阀门20、阀门22、阀门27、阀门25、阀门31开启，阀门19、阀门21、阀门23、阀门24、阀门26、阀门28、阀门29、阀门30、阀门32、阀门33关闭；

***采用空气源热泵子单元1单独供热，达到整个供热需求。

①采用能源塔热泵子单元2单独蓄热，具体流程为：阀门20、阀门24、阀门26、阀门28、阀门32、阀门33开启，阀门19、阀门21、阀门22、阀门23、阀门25、阀门27、阀门30、阀门31、阀门29关闭；蓄热水泵6开启，整个蓄热过程当蓄热罐温度检测单元14达到温度设定值T，蓄热停止；蓄热水泵6开启，整个放热过程当蓄热罐温度检测单元14与回水温度检测单元11值相当，放热停止，具体流程：阀门20、阀门22、阀门28、阀门25、阀门33开启，阀门19、阀门21、阀门23、阀门24、阀门26、阀门27、阀门29、阀门30、阀门31、阀门32关闭；

②采用调峰锅炉子单元3单独蓄热，具体流程为：阀门20、阀门21、阀门28、阀门23、阀门33开启，阀门19、阀门22、阀门24、阀门25、阀门26、阀门27、阀门29、阀门30、阀门31、阀门32关闭；蓄热水泵6开启，整个蓄热过程当蓄热罐温度检测单元14达到温度设定值T，蓄热停止；蓄热水泵6开启，整个放热过程当蓄热罐温度检测单元14与回水温度检测单元11值相当，放热停止，具体流程：阀门20、阀门22、阀门25、阀门28、阀门33开启，阀门19、阀门21、阀门23、阀门24、阀门26、阀门27、阀门29、阀门30、阀门31、阀门32关闭；

③采用调峰锅炉子单元3和能源塔热泵子单元2联合蓄热，具体流程为：阀门20、阀门21、阀门23、阀门24、阀门26、阀门28、阀门32、阀门33开启，阀门19、阀门22、阀门25、阀门27、阀门29、阀门30、阀门31关闭；蓄热水泵6开启，整个蓄热过程当蓄热罐温度检测单元14达到温度设定值T，蓄热停止；蓄热水泵6开启，整个放热过程当蓄热罐温度检测单元14与回水温度检测单元11值相当，放热停止，具体流程：阀门20、阀门22、阀门25、阀门28、阀门33开启，阀门19、阀门21、阀门23、阀门24、阀门26、阀门27、阀门29、阀门30、阀门31、阀门32关闭；

***采用空气源热泵子单元1和能源塔热泵子单元2联供，达到整个供热需求。

①采用调峰锅炉子单元3单独蓄热，具体流程为：阀门20、阀门21、阀门23、阀门27、阀门28、阀门31、阀门33开启，阀门19、阀门22、阀门24、阀门25、阀门26、阀门29、阀门30、阀门32关闭；蓄热水泵6开启，整个蓄热过程当蓄热罐温度检测单元14达到温度设定值T，蓄热停止；蓄热水泵6开启，整个放热过程当蓄热罐温度检测单元14与回水温度检测单元11值相当，放热停止，具体流程：阀门20、阀门22、阀门25、阀门27、阀门28、阀门31、阀门33开启，阀门19、阀门21、阀门23、阀门24、阀门26、阀门29、阀门30、阀门32关闭；

二、阀门满足T1＞T的情况下，即代表负荷较高，可采取蓄热及放热模式：

***采用空气源热泵子单元1和能源塔热泵子单元2联供，达到整个供热需求。

①采用调峰锅炉子单元3单独蓄热，①采用调峰锅炉子单元3单独蓄热，具体流程为：阀门20、阀门21、阀门23、阀门27、阀门28、阀门31、阀门33开启，阀门19、阀门22、阀门24、阀门25、阀门26、阀门29、阀门30、阀门32关闭；蓄热水泵6开启，整个蓄热过程当蓄热罐温度检测单元14达到温度设定值T，蓄热停止；蓄热水泵6开启，整个放热过程当蓄热罐温度检测单元14与回水温度检测单元11值相当，放热停止，具体流程：阀门20、阀门22、阀门25、阀门27、阀门28、阀门31、阀门33开启，阀门19、阀门21、阀门23、阀门24、阀门26、阀门29、阀门30、阀门32关闭；

在又一实施例中，该***能源塔热泵具有的功能，冬季，热源塔是一种可以直接采集室外低品位热源的设备。从热泵机组蒸发器中流出的低温防冻溶液CaCl2被输送至热源塔内，通过喷淋器被均匀喷淋在具有亲液性填料层的凹凸形波板上，在填料表面形成液膜，直接与温度较高的湿空气充分接触，吸收空气中的热量，提取空气中的低品位热能，温度升高后，再经管道输送至热泵机组的蒸发器，为热源塔热泵***提供稳定的热量来源，能源塔热泵避免空气源热泵冬季低温工况下运行效率低的问题，还解决了冬季运行结霜的问题，该***可以环境温度达到-20℃时可靠运行。

在又一实施例中，对能源塔热泵子单元2进行了一种节能措施，能源管理***通过采集到室外温湿度检测单元18信号，当室外湿度较大或阴雨天气且能源塔热泵子单元2运行时间长了，吸收空气的热量，载冷剂CaCl2浓度会逐渐降低，吸热效果下降，此时就需要补充CaCl2来增加浓度或者电加热来蒸发水分等措施，作为本发明措施为了提高载冷剂CaCl2浓度，采用制冰机技术，来满足需求，相对于前两种方法来说，此举能耗大大降低。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多能互补热源***，其特征在于，包括：

相连通的第一热泵供热源和第二热泵供热源，第一热泵供热源和第二热泵供热源均连通于电锅炉调峰子***；

第一热泵供热源和第二热泵供热源还均连通蓄热子***；

第一热泵供热源和第二热泵供热源直接连通热用户，电锅炉调峰子***和蓄热子***均直接连通热用户；

第一热泵供热源、第二热泵供热源和电锅炉调峰子***还连接能源管理子***。

2.如权利要求1所述的多能互补热源***，其特征在于，所述第一热泵供热源和的所述第二热泵供热源均包括多个热泵；且第一热泵供热源的多个热泵并联，第二热泵供热源的多个热泵并联。

3.如权利要求2所述的多能互补热源***，其特征在于，还包括并联多个热泵的管道，管道包括进气总管、进气支管、出气支管和出气总管，进气总管连通多个进气支管，多个进气支管分别各自连通热泵，每个热泵还连通出气支管，多个出气支管连通出气总管。

4.如权利要求1所述的多能互补热源***，其特征在于，所述第二热泵供热源的进气总管连通所述第一热泵供热源的进气总管，所述第二热泵供热源的出气总管连通所述第一热泵供热源的出气总管。

5.如权利要求1所述的多能互补热源***，其特征在于，所述第一热泵供热源为空气源热泵***，包含若干个空气源热泵；所述第二热泵供热源为能源塔热泵***，包含若干个能源塔热泵。

6.如权利要求1所述的多能互补热源***，其特征在于，所述蓄热子***包含罐体、蓄放热立管、布水器，蓄放热立管连通布水器，蓄放热立管和布水器位于罐体之内。

7.如权利要求1所述的多能互补热源***，其特征在于，还包含供热水泵和蓄热供水泵，供水泵连通所述第一热泵供热源以及所述的第二热泵供热源，蓄热供水泵连通蓄热子***。

8.如权利要求1所述的多能互补热源***，其特征在于，还包括调峰电锅炉子单元，调峰电锅炉子单元包括多个并联的电锅炉子。

9.如权利要求1所述的多能互补热源***，其特征在于，还包括供水温度检测单元和回水温度检测单元，供水温度检测单元位于热用户取水管道，回水温度检测单元位于热用户回水管道。

10.如权利要求1所述的多能互补热源***，其特征在于，所述第一热泵供热源和第二热泵供热源均分别连通所述热用户。

Images