一種多源蓄能系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種熱能蓄能系統(tǒng)，具體的說，涉及一種適用于設(shè)置集中空調(diào)建筑的冬季采暖，可大幅減低采暖的運行成本。比普通蓄熱系統(tǒng)可減少20%的運行電費的多源蓄能系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國電網(wǎng)近幾年的運行，尤其是在供熱、制冷季節(jié)出現(xiàn)白天與夜間的電量需求差距很大，造成夜間發(fā)電機的效率降低，因此國家積極推行“峰谷電價”政策，集中空調(diào)系統(tǒng)作為用電大戶，設(shè)計采用冷熱蓄能系統(tǒng)，即能得到“峰谷電價”政策的實惠，宏觀上又可保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。
[0003]設(shè)置集中空調(diào)系統(tǒng)的建筑密度較大，且多為高層建筑，土壤蓄能系統(tǒng)的利用受到限制；現(xiàn)行的做法普遍采用冰(水)蓄冷和低谷電蓄熱的雙蓄方式，冰(水)蓄冷由制冷主機和蓄冷裝置組成，消防水池可作為蓄冷裝置使用，水蓄冷在利用時占地空間就大幅減小，低谷電蓄熱由蓄熱鍋爐和蓄熱裝置組成，水蓄熱時，嚴(yán)禁利用消防水池作為蓄熱裝置，蓄熱水池占地空間很大，同時，電能轉(zhuǎn)換為熱能的效率最高為1，采用低谷電蓄熱需加大項目的配電容量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型要解決的問題是為了克服上述低谷電蓄熱裝置的占地空間大；項目要求的配電量大；電能轉(zhuǎn)化效率低的三大缺點，提供一種采用利用風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、低谷電能多種清潔能源，可大幅減低采暖的運行成本，比普通蓄熱系統(tǒng)可減少20%的運行電費的多源蓄能系統(tǒng)。
[0005]為了解決上述問題，本實用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種多源蓄能系統(tǒng)，包括水蓄熱裝置，水蓄熱裝置通過連接管路連通有土壤源熱栗機組、低環(huán)溫空氣源熱栗和蓄熱鍋爐，土壤源熱栗機組、低環(huán)溫空氣源熱栗和蓄熱鍋爐之間并聯(lián)設(shè)置。
[0007]以下是本實用新型對上述方案的進一步優(yōu)化:
[0008]土壤源熱栗機組上還通過管路連通有地下?lián)Q熱器，在該管路上安裝有第二溫度傳感器和第二循環(huán)栗。
[0009]進一步優(yōu)化:水蓄熱裝置與太陽能換熱器之間的連接管路上安裝有第四循環(huán)水栗;
[0010]水蓄熱裝置與蓄熱鍋爐之間通過兩根連接管路連通，其中一根連接管路上安裝有第三循環(huán)水栗，另一根連接管路上安裝有第三溫度傳感器。
[0011]進一步優(yōu)化:水蓄熱裝置還通過管路連通有混水裝置，所述混水裝置上通過管路連通有室內(nèi)散熱裝置。
[0012]進一步優(yōu)化:室內(nèi)散熱裝置與混水裝置之間的連接管路上安裝有第一循環(huán)栗和第一溫度傳感器；
[0013]所述混水裝置與水蓄熱裝置之間通過兩根連接管路連通，其中一根連接管路上安裝有第二循環(huán)水栗，另一根連接管路上安裝有溫控三通閥。
[0014]所述混水裝置通過管路分別與土壤源熱栗機組和低環(huán)溫空氣源熱栗連通。
[0015]混水裝置與低環(huán)溫空氣源熱栗之間的連通管路上安裝有第六電動閥和第五循環(huán)水栗；
[0016]混水裝置與土壤源熱栗機組之間的連通管路上安裝有第一電動閥和第一循環(huán)水栗，該管路還與水蓄熱裝置之間通過第二電動閥連通。
[0017]所述土壤源熱栗機組與低環(huán)溫空氣源熱栗之間通過管路連通，在該管路上間隔一定距離安裝有第一比例調(diào)節(jié)閥和第三比例調(diào)節(jié)閥，第一比例調(diào)節(jié)閥和第三比例調(diào)節(jié)閥之間的連通管路與溫控三通閥之間通過第二比例調(diào)節(jié)閥連通。
[0018]進一步優(yōu)化:水蓄熱裝置與低環(huán)溫空氣源熱栗通過兩根管路連通，其中一根連通管路上安裝有第五電動閥，所述第五電動閥與第三比例調(diào)節(jié)閥和低環(huán)溫空氣源熱栗之間的連接管路連通；
[0019]另一根連通管路上安裝有第四電動閥，所述第四電動閥與第六電動閥和第五循環(huán)水栗之間的連通管路連通。
[0020]所述第一比例調(diào)節(jié)閥和土壤源熱栗機組之間的連通管路與水蓄熱裝置之間通過第三電動閥連通；
[0021]第三電動閥和第一循環(huán)水栗之間的連通管路與水蓄熱裝置之間通過第二電動閥連通。
[0022]本實用新型采用上述方案，根據(jù)逐時負(fù)荷計算確定建筑物總耗熱量，并確定各時間段內(nèi)的熱負(fù)荷，根據(jù)逐時熱負(fù)荷選擇空氣源熱栗、土壤源熱栗、蓄熱鍋爐、水蓄熱裝置、循環(huán)水栗等設(shè)備；電動閥采用時間控制策略，確定開關(guān)時間；采用比例調(diào)節(jié)閥確定各系統(tǒng)的進水量。系統(tǒng)分為四個過程。
[0023]—、直接供熱
[0024]時間段11:30-16:00:此時間段，環(huán)境溫度較高，建筑的逐時熱負(fù)荷較小，同時電價執(zhí)行“平價”，在第一溫度傳感器滿足設(shè)計出水溫度要求時，運行低環(huán)溫空氣源熱栗、土壤源熱栗機組、第一循環(huán)栗、第二循環(huán)栗、第一循環(huán)水栗、第五循環(huán)水栗、第一電動閥、第六電動閥打開供室內(nèi)采暖，通過第一比例調(diào)節(jié)閥、第二比例調(diào)節(jié)閥保證進入系統(tǒng)的水量平衡；
[0025]在第一溫度傳感器不滿足設(shè)計出水溫度要求時，在上述設(shè)備、閥門運行的條件下，加開第二循環(huán)栗使熱栗機組的出水與水蓄熱裝置的出水在混水裝置中混合達(dá)到設(shè)計出水溫度；
[0026]第四循環(huán)水栗、太陽能換熱器工作，利用免費的太陽輻射能為水蓄熱裝置加熱；此時間段利用熱栗直接供熱，減小了蓄熱裝置和蓄熱鍋爐的配置。
[0027]二、放熱:
[0028]時間段8:30-11:30、16:00-21:00:此時間段利用夜間儲存的熱量，水蓄熱裝置進行放熱，滿足建筑采暖需求。第一循環(huán)栗、第二循環(huán)水栗運行，溫控三通閥根據(jù)第一溫度傳感器調(diào)整開關(guān)度；第四循環(huán)水栗、太陽能換熱器工作，利用免費的太陽輻射能為水蓄熱裝置加熱。
[0029]三、蓄熱:
[0030]時間段21:00-23:00、23:00-次日7:00:利用多源系統(tǒng)進行蓄熱。在此時間段低環(huán)溫空氣源熱栗、土壤源熱栗機組、第二循環(huán)栗、第一循環(huán)水栗、第五循環(huán)水栗、第二電動閥、第三電動閥、第四電動閥、第五電動閥開，進行蓄熱；
[0031]時間段23:00-次日7:00:多源系統(tǒng)在將水蓄熱裝置的水由40°C加熱至45°C后停止運行；
[0032]蓄熱鍋爐、第三循環(huán)水栗開始工作，將水蓄熱裝置的水由45°C加熱至75°C后停止運行。低環(huán)溫空氣源熱栗、土壤源熱栗機組、蓄熱鍋爐的運行時間根據(jù)建筑的耗熱量確定，通過溫度比例控制系統(tǒng)實現(xiàn)。
[0033]四、制冷
[0034]運行低環(huán)溫空氣源熱栗、土壤源熱栗機組、第一循環(huán)栗、第二循環(huán)栗、第一循環(huán)水栗、第五循環(huán)水栗、第一電動閥、第六電動閥打開作為夏季制冷系統(tǒng)的一部分，供建筑物制冷。
[0035]根據(jù)國家的峰谷電價政策，8:30-11:30、16:00-21:00實行峰值；23:00-次日7:00實行谷值，其余時間段為平價。設(shè)置集中空調(diào)系統(tǒng)的建筑空調(diào)運行時間一般為8:30-20:30，運行時間段正好錯開了谷電的優(yōu)惠。
[0036]若全天采暖熱負(fù)荷均有低谷電蓄能系統(tǒng)提供，建筑的日均耗熱量很大，需要配置大型的電鍋爐和蓄熱體，受現(xiàn)場硬件的限制?？諝饽堋⒌?zé)崮艿惹鍧嵞茉赐ㄟ^能量轉(zhuǎn)換裝置輸入Ikw的電能可以得到3kw的熱能，電能利用率高，可減小電鍋爐和蓄熱體的配置。
[0037]太陽能資源豐富，既可免費使用，又無需運輸，對環(huán)境無任何污染，太陽能光熱技術(shù)非常成熟，白天利用太陽能為蓄熱體升溫，不消耗任何能源。因此利用低谷電蓄能，并利用多種清潔能源輔助的方式解決建筑采暖相對常規(guī)的低谷電蓄熱系統(tǒng)的優(yōu)點為:
[0038]1、減小了項目蓄能的配電量要求；
[0039]2、減小了蓄熱體的體積，提高了建筑空間的利用率；
[0040]3、采用新能源系統(tǒng)降低了后期的運行成本；
[0041]4、根據(jù)不同的地域環(huán)境，設(shè)計不同的耦合系統(tǒng)，解決了單一能源自身的弊端；
[0042]5、空氣能和地?zé)崮芸梢栽诙局茻?、夏季制冷，不會造成重?fù)投資。
[0043]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
【附圖說明】
[0044]附圖1為本實用新型實施例的系統(tǒng)運行原理圖。
[0045]圖中:1-室內(nèi)散熱裝置；2_第一循環(huán)栗；3_第二循環(huán)栗；4_地下?lián)Q熱器；5-第一循環(huán)水栗；6_ 土壤源熱栗機組；7_混水裝置；8_第二循環(huán)水栗；9_水蓄熱裝置；10-蓄熱鍋爐；11_第三循環(huán)水栗；12_第四循環(huán)水栗；13_太陽能換熱器；14_第五循環(huán)水栗；15_低環(huán)溫空氣源熱栗；S1-第一電動閥；S2-第二電動閥；S3-第三電動閥；S4-第四電動閥；S5-第五電動閥；S6-第六電動閥；F1-第一比例調(diào)節(jié)閥；F2-第二比例調(diào)節(jié)閥；F3-第三比例調(diào)節(jié)閥；T1 -第一溫度傳感器；T2-第二溫度傳感器；Τ3-第三溫度傳感器；V1-溫控三通閥。
【具體實施方式】
[0046]實施例，如圖1所示，一種多源蓄能系統(tǒng)，包括水蓄熱裝置9，水蓄熱裝置9通過連接管路連通有土壤源熱栗機組6、低環(huán)溫空氣源熱栗15和蓄熱鍋爐10，土壤源熱栗機組6、低環(huán)溫空氣源熱栗15和蓄熱鍋爐10并聯(lián)設(shè)置；
[0047]蓄熱時，土壤源熱栗機組6和低環(huán)溫空氣源熱栗15分別或共同對水蓄熱裝置9內(nèi)水由40°C加熱至45°C后停止運行，然后蓄熱鍋爐10開始工作，將水蓄熱裝置9的水由45°C加熱至75°C后停止運行。
[0048]水蓄熱裝置9上通過管路分別連通有太陽能換熱器13和土壤源熱栗機組6，蓄熱時，土壤源熱栗機組6首先對水蓄熱裝置9內(nèi)水由40°C加熱至45°C后停止運行，然后蓄熱鍋爐10開始工作，將蓄熱裝置的水由45°C加熱至75°C后停止運行。
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