一种多热源互补供热系统技术方案

本专利公布了一种多热源互补供热系统，包括作水源热泵(8)、锅炉(2)以及给水源热泵(8)提供低温热源的低环温空气源采集装置(1)；水源热泵(8)的蒸发器侧回水端与每台空气源热泵(11)的冷凝器侧进水端连接；锅炉(2)的出水端和水源热泵(8)的冷凝器侧出水端分别与供热系统的分水器(4)连接，锅炉(2)的进水端和水源热泵(8)的冷凝器侧进水端分别与供热系统的集水器(6)连接；其优点是：1)多热源互补的方式供热，可充分发挥各单一热源的优势，形成清洁能源、可再生能源的多能互补、梯阶利用；2)热泵能效比高，供热成本低。供热成本低。供热成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种多热源互补供热系统


[0001]本专利涉及清洁能源和可再生能源供热领域，特别是涉及一种多热源互补供热系统。

技术介绍

[0002]目前，分布式能源供热系统采用单一热源，如燃气热水锅炉、电热锅炉(包括蓄热电锅炉)、水/地源热泵、空气源热泵等。分布式供热系统以上述单一热源建立锅炉房或热能站，通过供/回水管网与用户散热终端形成循环热水供热系统。
[0003]燃气热水锅炉是以燃气(如天然气、液化石油气、城市煤气、沼气等)为燃料，通过燃烧器对水加热，实现供暖，锅炉智能化程度高、加热快、低噪音、无灰尘。但采用单一燃气热水锅炉作为供热热源其缺点是：1)“气荒”造成冬季供热保障性差；随着“煤改气”城镇供热形成对天然气的过分依赖，冬季出现“气荒”，造成分布式供热热源因燃气断供而陷于瘫痪；2)用能单价高；天然气是化石燃料属于不可再生资源，气源受国际能源市场影响，气价必将呈上涨趋势，北方地区冬季燃气涨价已成常态；3)氮排放；燃气锅炉烟气排放形成的温岛效应，排放物中含有氮氧化物，对大气均造成污染；4)碳排放指标高；中小型燃气锅炉热效率低，耗气量大，碳排放指标较高。
[0004]电热水锅炉是通过电力使电加热组受热，产生出热水的锅炉。其中，蓄热电锅炉按蓄热介质分为水箱蓄热和高温相变储热材料蓄热，电热锅炉智能化程度高、加热快、低噪音、无灰尘。采用单一电热锅炉(包括蓄热电锅炉)作为供热热源的缺点是：1)电价高；在无供热优惠电价地区，单位面积电力消耗成本约为燃气锅炉的两倍，用户难以承担；2)配电容量大；配电容量至少是锅炉额定功率的1.65倍以上；3)蓄热电锅炉不节能；普遍推广的蓄热电热锅炉利用分时电价工作，并未降低能耗，只是降低了能耗费用，因为存在中间换热 (水/水或者风/水换热)热效率比普通电热锅炉还低，属于不节能设备。
[0005]分布式供热系统中热泵的常用机型有：水/地源热泵和空气源热泵。热泵可将自然界低品位热能转移至高品位用于供暖。热泵本身消耗一部分能量(电能)，把环境介质中贮存的能量(水、土壤、空气中储存的低品位热能)通过传热工质循环系统转移至高品位对水进行加热，热泵所消耗的高品位能量(电能)仅为输出能量中的一部分，因此，采用热泵技术可节约大量高品位能源。但采用单一热泵作为供热热源的缺点是：水/地源热泵是以岩土体、地层土壤、地下水或地表水为低温热源，其中水源热泵需要打抽水井和回灌井，由于回灌较难持续，容易造成地质危害；打井受制于当地地下水管控，目前很难获批。地源热泵的地热能交换系统占地面积大，投资较高。

技术实现思路

[0006]本专利的目的就是提供一种多热源互补供热系统，实现各单一热源供热优势互补，以解决上述单一热源的各自缺点。
[0007]本专利的技术方案是：一种多热源互补供热系统，其特征是：包括作为基础热源的
水源热泵、作为调峰热源的锅炉以及给水源热泵提供低温热源的低环温空气源采集装置；低环温空气源采集装置是由多台空气源热泵并联组成，每台空气源热泵的冷凝器侧出水端与水源热泵的蒸发器侧进水端连接，水源热泵的蒸发器侧回水端与每台空气源热泵的冷凝器侧进水端连接；锅炉的出水端和水源热泵的冷凝器侧出水端分别与供热系统的分水器连接，锅炉的进水端和水源热泵的冷凝器侧进水端分别与供热系统的集水器连接；
[0008]在所述集水器与水源热泵冷凝器侧进水端之间设置有冷凝回水泵组，控制集水器内的供热回水进入到水源热泵冷凝器侧；在所述集水器与锅炉循环水进水端之间设置有锅炉循环泵，控制集水器内的供热回水进入到锅炉内；
[0009]所述的锅炉为燃气锅炉、电热锅炉、蓄热电锅炉、秸秆炉或吸收式热泵；
[0010]所述的水源热泵为压缩式电力驱动热泵；
[0011]所述分水器的出水端与用户端室内散热设备的进水端连接，用户端室内散热设备的回水端与所述集水器的进水端连接；
[0012]所述用户端室内散热设备为暖气片或地埋管或风机盘管。
[0013]本专利的优点是：
[0014]1、多热源互补的方式供热，可充分发挥各单一热源的优势，形成清洁能源、可再生能源的多能互补、梯阶利用；供暖季不会因“缺气”导致的气价提升造成供热成本的过大波动，不会因“气荒”造成停供，供热可靠；
[0015]2、在各单一热源技术成熟的基础上，多热源互补机组的可靠性高；
[0016]3、空气源热泵和水源热泵的蒸发器端和冷凝器端进行切换后可以工作在制冷工况，多热源互补系统可实现对公共建筑的冷热三联供(供热、生活用水、制冷)。
附图说明
[0017]图1：多热源互补供热系统原理示意图；
[0018]图2：某小区多热源互补供热系统结构示意图；
[0019]图中：1
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低环温空气源采集装置；11
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空气源热泵；2
‑
锅炉；3
‑
锅炉循环泵组；31
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低区循环泵组；32
‑
高区循环泵组；4
‑
分水器；41
‑
低区分水器；42
‑
高区分水器；5
‑
室内散热设备；51
‑
地埋管，52
‑
风机盘管；53
‑
暖气片；54
‑
低区室内散热设备；55
‑
高区室内散热设备；6
‑
集水器；61
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低区集水器；62
‑
高区集水器；7
‑
冷凝回水泵组；8
‑
水源热泵；9
‑
热容循环泵组；10
‑
热容单元；100
‑ꢀ
低区板换；200
‑
高区板换。
具体实施方式
[0020]下面结合附图和具体实施方式对本专利进行详细说明。
[0021]如图1所示，本专利所述的一种多热源互补供热系统包括基础热源、调峰热源、低环温空气源采集装置1、热容单元10、分水器4、集水器6、室内散热设备5等，基础热源为水源热泵8，由多个空气源热泵11并联组成低环温空气源采集装置1；低环温空气源采集装置1的每台空气源热泵11的冷凝器侧的低温热水汇集进入水源热泵8蒸发器侧，水源热泵8是以低环温空气源采集装置1 提供的低温热水作为低温热源。
[0022]所述的水源热泵8为压缩式电力驱动热泵，通过少量电能驱动压缩机做功，在其蒸发器侧吸收低温热水中的热量，通过工质循环，在冷凝器侧对循环水放热；其原理是：通过
水源热泵8内部循环，水源热泵8从其蒸发器测的循环水中吸收热量，在冷凝器侧对循环水加热向采暖用户提供热水；进一步的，作为本专利的应用扩展，空气源热泵11的冷凝器侧出水端通过热容单元10与水源热泵8的蒸发器侧进水端连接，水源热泵8的蒸发器侧回水端与空气源热泵11 的冷凝器进水端连接；在所述空气源热泵11的冷凝器侧出水端与热容单元10 连接，每台空气源热泵11的冷凝器侧的低温热水汇集后先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多热源互补供热系统，其特征是：包括作为基础热源的水源热泵(8)、作为调峰热源的锅炉(2)以及给水源热泵(8)提供低温热源的低环温空气源采集装置(1)；低环温空气源采集装置(1)是由多台空气源热泵(11)并联组成，每台空气源热泵(11)的冷凝器侧出水端与水源热泵(8)的蒸发器侧进水端连接，水源热泵(8)的蒸发器侧回水端与每台空气源热泵(11)的冷凝器侧进水端连接；锅炉(2)的出水端和水源热泵(8)的冷凝器侧出水端分别与供热系统的分水器(4)连接，锅炉(2)的进水端和水源热泵(8)的冷凝器侧进水端分别与供热系统的集水器(6)连接。2.根据权利要求1所述的一种多热源互补供热系统，其特征是：在所述集水器(6)与水源热泵(8)冷凝器侧进水端之间设置有冷凝回水泵组(7)，控制集水器(6)内的供热回水进入...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓勇，王易平，潘志刚，孟伟，李全成，王化，
申请(专利权)人：陕西分布式能源股份有限公司，
类型：新型
国别省市：