[发明专利]一种风光电地热耦合的分布式供热系统及方法

说明书

本发明公开一种风光电地热耦合的分布式供热系统及方法，包括缓冲水箱、供电线系统、风力集热系统、太阳能集热系统、土壤源热泵系统以及空气源热泵系统，缓冲水箱接入风力集热系统、太阳能集热系统、储热装置空气源热泵系统以及热网回水管路中，太阳能集热系统中设置储热装置，储热装置的储热介质入口连接太阳能集热系统的高温侧介质出口；供电系统为升压泵和动力设备供电；供电系统包括依次连接的太阳能光伏板、逆变器以及配电箱，配电箱的输入端还连接市电；本发明建立的分布式供热系统将风、光、地热能、空气能多种可再生能源高效耦合，以市电做基础保障补充，在满足用户热负荷需求的前提下，提高清洁能源利用率，降低供能成本与污染物排放。

技术领域

本发明属于清洁供热技术领域，尤其涉及一种风光电地热耦合的分布式供热系统及方法。

背景技术

随着经济建设飞速发展，城市规模逐步扩张，北方地区建筑热负荷需求也随之增长，伴随而来的能源短缺问题也日益严重，继续加快能源生产和消费革命，建设清洁低碳的供热模式。在提倡环保，降低碳排放的背景下，根据北方地区清洁采暖的实际需求，单一可再生能源系统难以获得较高的能源贡献率和供热稳定性，新能源供热设备接踵而至，如何将多种清洁采暖设备高效集成建立一种节能度高、运行灵活的低碳供热系统是目前面临的主要问题。面对波动性强的风、光资源难以获得稳定热源，而传统热泵制热成本高造成普及应用受限，如何提高可再生能源的应用比例，是实现供热系统去碳化的关键影响因素，因而多能互补供热是清洁采暖的主要研究方向。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种风光电地热耦合的分布式供热系统及其运行方法，风能、太阳能、地热能耦合实现供热系统去碳化，提供一种节能度高、运行灵活的低碳供热系统，同时解决波动性强的风、光资源难以获得稳定热源的问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种风光电地热耦合的分布式供热系统，包括缓冲水箱、供电线系统、风力集热系统、太阳能集热系统、土壤源热泵系统以及空气源热泵系统，缓冲水箱的出入口连接风力集热系统的介质进出口，缓冲水箱的介质出入口连接太阳能集热系统的低温侧介质进出口，太阳能集热系统中设置储热装置，储热装置的储热介质入口连接太阳能集热系统的高温侧介质出口，储热装置的储热介质出口连接缓冲水箱的介质入口；缓冲水箱的介质出入口连接空气源热泵系统低温侧介质进出口，缓冲水箱的介质出入口连接土壤源热泵系统的低温侧介质进出口；缓冲水箱设置在热网回水管路中，缓冲水箱的介质出口设置升压泵，太阳能集热系统、土壤源热泵系统以及空气源热泵系统中均设置有介质循环的动力设备，供电系统为升压泵和所述动力设备供电；供电系统包括依次连接的太阳能光伏板、逆变器以及配电箱，配电箱的输入端还连接市电，配电箱的输出连接升压泵和所述动力设备的电能输入端。

风力集热系统中设置风力制热器，缓冲水箱的低温水出入口连接风力制热器的进出口，风力制热器的入口设置第一球阀，风力制热器的出口依次设置第二球阀和第一电动调节阀。

太阳能集热系统中设置管壳式换热器和太阳能集热器，太阳能集热器的介质出入口连接管壳式换热器的高温侧进出口，缓冲水箱的低温水出入口连接管壳式换热器低温侧进出口；太阳能集热器的介质出口至管壳式换热器的管路上沿介质流向依次设置高温介质循环泵和第十一球阀；管壳式换热器高温侧出口至太阳能集热器的管路上依次设置第十二球阀和第三Y型过滤器；管壳式换热器低温侧出口至缓冲水箱的管路上设置第四球阀，管壳式换热器的低温侧入口设置第二电动调节阀，所述高温介质循环泵的电能输入端连接配电箱的电力输出端。

管壳式换热器低温侧出口还连接相变蓄热器，相变蓄热器的出口连接缓冲水箱的高温水入口，并且相变蓄热器的进出口分别设置有第五球阀和第六球阀，相变蓄热器至缓冲水箱的管路上设置升压泵，升压泵的电能输入端连接配电箱的电力输出端。

太阳能集热器的介质出入口连接高温介质储罐和低温介质储罐，管壳式换热器的高温侧进出口分别连接所述高温介质储罐和低温介质储罐。

太阳能集热器的介质为导热油或熔盐。