[发明专利]复合式地源热泵蓄能分布式能源系统及供热方法

说明书

本发明涉及一种复合式地源热泵蓄能分布式能源系统及供热方法，包括地源热泵、通过三通阀Ⅰ、三通阀Ⅱ连通于地源热泵一侧的PVT装置、地埋管换热器、连通于地源热泵另一侧的风机盘管以及通过三通阀Ⅲ、三通阀Ⅳ连通于地源热泵和风机盘管之间的相变蓄能装置。本发明实现了地热能、太阳能的储存及综合利用，同时将太阳能及地热能耦合在一起，克服单个可再生能源系统的缺点，从而保障了系统的能源供应，实现分布式能源的长期稳定供能，其中相变蓄能装置用于夜间谷价电时蓄存热量，白天峰价电时释放热量承担峰值负荷，由此，地源热泵可长期维持在定负荷率运行的状态，有利于提高系统机组的能效比。

技术领域

本发明涉及热泵系统供能和可再生能源利用领域，尤其涉及一种复合式地源热泵蓄能分布式能源系统及供热方法。

背景技术

传统化石能源在长期使用过程中会造成能源安全问题，大气污染问题以及气候变化问题，因此，能源系统转型被视为经济脱碳的关键驱动力。北京市碳达峰、碳中和行动中指出，要大力发展可再生能源，包括鼓励光伏、热泵技术等应用开发。其中，地热能作为一种清洁能源，由于其储量大、分布广，开发利用技术先进、模式成熟，无污染、零燃烧、零排放，已成为北方地区清洁取暖的首选方式之一。但由于受到气候条件及运行策略影响，单一的地源热泵分布式能源系统长期运行会导致土壤热失衡，进而影响机组性能。为此，以地源热泵为主热源，以电锅炉，太阳能，相变蓄热装置等辅助能源及设备集成的多能互补分布式能源系统营运而生。与传统的单一分布式能源系统相比，该种系统能够实现多种能源之间相互补充和梯级利用，从而提升系统整体的综合利用效率；突破传统分布式能源供暖的局限性，在自然条件合适的地区，充分利用建筑闲置屋顶及外立面，发展以屋顶光伏为核心的新型直流微网，为其本身的生产生活提供能源并将剩余电力向电网输出，从而实现系统的清洁及低碳。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，提供一种复合式地源热泵蓄能分布式能源系统及供热方法。

本发明是通过以下技术方案予以实现：

一种复合式地源热泵蓄能分布式能源系统，其特征在于，包括地源热泵、通过三通阀Ⅰ、三通阀Ⅱ连通于地源热泵一侧的PVT装置、地埋管换热器、连通于地源热泵另一侧的风机盘管以及通过三通阀Ⅲ、三通阀Ⅳ连通于地源热泵和风机盘管之间的相变蓄能装置。

根据上述技术方案，优选地，所述PVT装置与地源热泵之间设置有温度传感器Ⅰ，所述地埋管换热器与地源热泵之间设置有温度传感器Ⅱ。

本专利还公开了一种复合式地源热泵蓄能分布式能源系统的供热方法，其特征在于，包括如下步骤：

稳定负荷模式，所述地源热泵一侧连通PVT装置或地埋管换热器，地源热泵另一侧通过三通阀Ⅲ、三通阀Ⅳ与风机盘管直连；

高负荷模式，所述地源热泵一侧连通PVT装置或地埋管换热器，地源热泵另一侧通过三通阀Ⅲ、三通阀Ⅳ与相变蓄能装置汇流后与风机盘管相连通；

夜间蓄能模式，所述地源热泵一侧连通地埋管换热器，地源热泵另一侧通过三通阀Ⅲ、三通阀Ⅳ与相变蓄能装置直连。

根据上述技术方案，优选地，当温度传感器Ⅰ的温度高于温度传感器Ⅱ的温度时，所述地源热泵与PVT装置连通，所述PVT装置为建筑末端提供热量，当温度传感器Ⅰ的温度低于温度传感器Ⅱ的温度时，所述地源热泵与地埋管换热器连通，所述地埋管换热器为建筑末端提供热量。

根据上述技术方案，优选地，在所述夜间蓄能模式下，驱动电力来自于电网。

根据上述技术方案，优选地，在所述稳定负荷模式和高负荷模式下，驱动电力来自于PVT装置。

本发明的有益效果是：