【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于地热能与太阳能综合利用，特别涉及太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统及运行方法。
技术介绍
1、中深层地热能是指蕴藏在地下深度为2000米至3000米的地热能资源。这种地热能具有温度高、稳定性好、可再生等特点，是一种非常有潜力的清洁能源。太阳能是指太阳辐射能，可以通过太阳能热水器等设备将太阳能转化为热能用于生产生活热水、供暖等领域。为了最大化地利用清洁的可再生能源，将地热能和太阳能综合利用的例子越来越多。
2、例如公开号为cn113819510b的中国专利公开了一种中深层地热能耦合太阳能的零排放供热系统，通过将太阳能光热集热器和中深层地埋管换热装置分别与用能单元连接，实现了太阳能、中深层地热能的多能互补，并采用梯度利用的形式最大程度地利用了不同温度的热源，提高了利用效率。但是在该方案中，缺少了热能产生设备的产热规划，导致产热过剩的问题，即使可以通过储热技术储存热量，仍然会造成热量的损失。并且在该方案中，无法调节产出热源的温度，不能满足所有温度需求。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统及运行方法。
2、本专利技术的第一方面，提供了太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，包括：
3、热能直接供给模块，用于将地热能热源和太阳能热源在耦合储热组件内耦合，形成用户端的热能直接供给模块，所述地热能热源由地热能设备提供，所述太阳能热源由太阳能设备提供；
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5、控制模块，基于下一单位时间的热负荷总量、用热温度以及用户端用热设备的调控策略控制所述热能直接供给模块；
6、热损失计算模块，用于计算耦合热损失以及管线热损失，所述耦合热损失基于耦合储热组件单位时间的热损失计算，所述管线热损失基于管线单位长度的热损失计算；
7、热补偿模块，通过耦合热损失以及管线热损失确定热补偿量，基于太阳能光伏发电对耦合储热组件进行热量补偿；
8、所述耦合储热组件包括电加热炉和调控机构，所述电加热炉包括地热能热源入口和太阳能热源入口，所述地热能设备与所述地热能热源入口通过地热能换热管连通，所述太阳能设备与所述太阳能热源入口通过太阳能输送管连通，用于将地热能设备热源和太阳能设备热源在电加热炉内耦合；所述调控机构设置在所述地热能热源入口和太阳能热源入口之间，用于同步调节地热能热源入口和太阳能热源入口的流量开度。
9、进一步的方案为，所述太阳能设备包括框架，所述框架内从上到下依次设置有玻璃面板、光伏板、背板、导热管、导热片和保温板，光伏板电性连接有蓄电单元，所述蓄电单元与所述电加热炉连接，用于对电加热炉进行热量补偿，所述电加热炉内设置有温度传感器，所述温度传感器与所述热补偿模块连接；
10、所述热量补偿过程为：
11、将耦合热损失和管线热损失相加得到热损失总量m千焦，获取热损失总量m千焦时电加热炉内的热源温度下降值n℃，则热补偿后的热源温度为t+n；
12、热补偿模块导通蓄电单元对所述电加热炉进行加热；
13、热补偿模块实时获取温度传感器的参数，当热源温度达到t+n℃时，停止加热。
14、进一步的方案为，所述控制模块基于下一单位时间的热负荷总量控制所述地热能热源和太阳能热源的热量产出值；以及基于下一单位时间的用热温度控制地热能热源和太阳能热源进入耦合储热组件的流量开度；以及基于下一单位时间的用户端用热设备的调控策略控制不同取热管线的调控策略。
15、进一步的方案为，所述热量产出值的控制过程为：实时监测地热能设备和太阳能设备的热能产出量，达到下一单位时间的热负荷总量时停止热源开采。
16、进一步的方案为，所述地热能热源和太阳能热源进入耦合储热组件的流量开度的控制过程为：
17、设定需求温度t，并获取一单位时间内的地热能设备温度的最大值t1以及一单位时间内的太阳能设备温度的最小值t2，使得地热能设备温度的最大值t1在地热能热源入口的固定开度系数k1时以及太阳能设备温度的最小值t2在太阳能热源入口的固定开度系数k2时，电加热炉的输出温度等于需求温度t；
18、获取地热能设备实时温度与t1的差值dt1和太阳能设备实时温度与t2的差值dt2，获取大量的dt1和地热能热源入口的实时开度系数ka的映射关系以及dt2和太阳能热源入口的实时开度系数kb的映射关系，通过人工专家进行标记，标记后将dt1和实时开度系数ka以及dt2和实时开度系数kb依次输入至不同的神经网络单元进行迭代训练；将所述神经网络单元进行组合，得到开度调控模型，以使得输入dt1和dt2时，输出实时开度系数ka和实时开度系数kb，且使得所述电加热炉的输出温度等于需求温度t；
19、其中，ka+kb=1；
20、基于开度调控模型同步调节电加热炉不同热源入口的流量开度。
21、进一步的方案为，所述用户端用热设备的调控策略包括启动热源消耗设备或启动热量消耗设备或同时启动热源消耗设备和热量消耗设备；
22、所述不同取热管线的调控策略包括：
23、当启动热源消耗设备时，控制电加热炉与用户端之间的输送管线的电磁阀开启；
24、当启动热量消耗设备时，控制电加热炉与用户端之间的换热管线的电磁阀开启；
25、当同时启动热源消耗设备和热量消耗设备时，同时控制输送管线和换热管线的电磁阀开启。
26、进一步的方案为，所述地热能热源入口和太阳能热源入口位于所述电加热炉的两侧，所述调控机构包括安装本体，所述安装本体固定设置在所述地热能热源入口和太阳能热源入口之间；
27、所述安装本体顶部设置有电机，所述电机的输出端连接有驱动齿轮，所述安装本体上还设置有丝杆，所述丝杆的顶部和底部分别通过固定座固定，所述丝杆的顶部设置有从动齿轮，所述从动齿轮与所述驱动齿轮啮合；
28、所述丝杆上车丝有第一螺纹段和第二螺纹段，所述第一螺纹段和第二螺纹段的螺纹旋向相反，在所述第一螺纹段上设置有第一滑块，所述第一滑块与所述第一螺纹段螺纹连接，在所述第二螺纹段上设置有第二滑块，所述第二滑块与所述第二螺纹段螺纹连接；
29、所述安装本体底部设置有转动杆，所述转动杆的中部与安装本体通过转动支座转动连接，在所述转动杆的一端设置有第一顶杆，所述第一顶杆顶部设置有第一密封块，用于调节所述地热能热源入口开度，所述转动杆的另一端设置有第二顶杆，所述第二顶杆顶部设置有第二密封块，用于调节所述太阳能热源入口开度；
30、所述第一滑块上设置有第一联动杆，所述第一联动杆的顶部与所述第一滑块连接，第一联动杆的底部与所述转动杆连接，所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，其特征在于，所述太阳能设备包括框架，所述框架内从上到下依次设置有玻璃面板、光伏板、背板、导热管、导热片和保温板，光伏板电性连接有蓄电单元，所述蓄电单元与所述电加热炉连接，用于对电加热炉进行热量补偿，所述电加热炉内设置有温度传感器，所述温度传感器与所述热补偿模块连接；
3.根据权利要求2所述的太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，其特征在于，所述控制模块基于下一单位时间的热负荷总量控制所述地热能热源和太阳能热源的热量产出值；以及基于下一单位时间的用热温度控制地热能热源和太阳能热源进入耦合储热组件的流量开度；以及基于下一单位时间的用户端用热设备的调控策略控制不同取热管线的调控策略。
4.根据权利要求3所述的太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，其特征在于，所述热量产出值的控制过程为：实时监测地热能设备和太阳能设备的热能产出量，达到下一单位时间的热负荷总量时停止热源开采。
5.根据权利要求4所述的太阳
6.根据权利要求5所述的太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，其特征在于，所述用户端用热设备的调控策略包括启动热源消耗设备或启动热量消耗设备或同时启动热源消耗设备和热量消耗设备；
7.根据权利要求6所述的太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，其特征在于，所述地热能热源入口和太阳能热源入口位于所述电加热炉的两侧，所述调控机构包括安装本体，所述安装本体固定设置在所述地热能热源入口和太阳能热源入口之间；
8.根据权利要求7所述的太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，其特征在于，电加热炉的两端均设置有T形管结构，所述T形管结构包括水平管和与所述水平管连通的垂直管，所述水平管与所述电加热炉连通，所述垂直管顶部用于连接地热能换热管或太阳能输送管，所述第一密封块或第二密封块设置在所述垂直管内部，且与垂直管滑动连接；
9.根据权利要求8所述的太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，其特征在于，所述电加热炉内部两侧均设置有分隔板，用于将所述地热能热源入口或太阳能热源入口分割为两个通道，在其中一个通道内通过混合管连接有特斯拉阀；两个所述特斯拉阀的出口端均朝向电加热炉底部倾斜设置。
10.太阳能与中深层地热能耦合供热运行方法，其特征在于，应用权利要求1-9任一所述的太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，其特征在于，所述太阳能设备包括框架，所述框架内从上到下依次设置有玻璃面板、光伏板、背板、导热管、导热片和保温板，光伏板电性连接有蓄电单元，所述蓄电单元与所述电加热炉连接，用于对电加热炉进行热量补偿，所述电加热炉内设置有温度传感器，所述温度传感器与所述热补偿模块连接；
3.根据权利要求2所述的太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，其特征在于，所述控制模块基于下一单位时间的热负荷总量控制所述地热能热源和太阳能热源的热量产出值；以及基于下一单位时间的用热温度控制地热能热源和太阳能热源进入耦合储热组件的流量开度；以及基于下一单位时间的用户端用热设备的调控策略控制不同取热管线的调控策略。
4.根据权利要求3所述的太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，其特征在于，所述热量产出值的控制过程为：实时监测地热能设备和太阳能设备的热能产出量，达到下一单位时间的热负荷总量时停止热源开采。
5.根据权利要求4所述的太阳能与中深层地热能耦合供热运行控制系统，其特征在于，所述地热能热源和太阳能热源进入耦合储热组件的流量开度的控制过程为：
6.根据权利要求5所述的太阳...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨浩，陈杨，于群，刘宝刚，韩海波，赵静，井江涛，石磊，惠进，金庆庆，
申请(专利权)人：西安市新城区更新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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