CN106610045A - 一种严寒地区利用清洁能源组合式供热系统 - Google Patents

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Abstract

一种严寒地区利用清洁能源组合式供热系统属于清洁能源利用技术；包括地热能热源系统，空气能热源系统通过空气介质输出管路和空气介质输入管路分别与地热介质输出管路和地热介质输入管路连通，在所述空气介质输出、入管路上分别配装空气介质开关控制阀，构成空气能热源系统，线路A将自动控制柜与膨胀阀、压缩机连接，线路B将自动控制柜与空气介质开关阀、地热介质开关控制阀连接，温感器与自动控制柜连接；本组合式供热系统包括地热能热源系统、空气能热源系统和电加热系统，结构合理、新颖，在严寒地区使用供热效果好，自动化程度高，保证了地热能源的持续性、可靠性。

Description

一种严寒地区利用清洁能源组合式供热系统
技术领域
本发明创造源于清洁能源利用技术，主要涉及一种在严寒地区利用地热能和空气能的清洁能源组合的供热系统。
背景技术
清洁能源包括空气能、浅层地热能和电热能。
空气能是一种广泛存在、利用自由、取之不竭的清洁能源，在一定的气温环境中应用有很高的热效率，但是在零下二十度以下的气温环境中因绩效比差而不适合应用。在严寒地区，每个冬季都有六十天左右的时间气温是在摄氏零下二十度以下，有时间甚至到零下三十多度。因此，在严寒地区，例如我国北方的哈尔滨地区还没有利用空气能进行冬季供暖的技术。
浅层热能是一种分布广、储量大、再生迅速、环境友好、经济适用的清洁能源，但是浅层地热能在应用上存在开采后的热补偿问题。由于严寒地区寒冷天气长，供暖期一般在五至六个月，若要连续开采浅层地热能，热补偿仅依靠自然恢复是做不到的，而夏季供冷时间又非常的短，靠其生成的热回放到地下也不足以来弥补所需的热能。且若热补偿做不好，长期开采浅层地热能就会造成取热区域的局部冻结，使之无法持续的开采应用。
因此，在严寒地区单一采用空气能或浅层地热能都无法承担和完成严寒地区的供热作业，制约了清洁能源在严寒地区的科学合理应用。
发明内容
本发明制造的目的就是针对上述现有技术存在的问题，结合严寒地区空气能源与浅层地热能源的具体条件，设计提供一种严寒地区利用清洁能源组合式供热系统，以充分利用和发挥空气能源与浅层地热能源各自技术优势、且优势互补、突破使用局限性，达到结构新颖、合理、适用严寒地区供热能力强、两种能源使用与转换方便、自动化程度高的目的。
本发明创造的目的是这样实现的：
设置冷水输入管路和热水输出管路的水箱通过热水输入管路和冷水回流管路与气冷器呈循环连通，在所述冷水回流管路上配装水泵，地热能热源系统的地热介质输出管路和地热介质输入管路分别与气冷器连通，在所述地热介质输入管路和地热介质输出管路上分别配装地热介质开关控制阀，在所述地热介质输出管路上安装压缩机，在所述地热介质输入管路上安装膨胀阀，构成清洁能源的地热能热源系统，空气能源系统通过空气能源介质输出管路和空气介质输入管路分别与地热介质输出管路和地热介质输入管路连通，在所述空气介质输出管路和空气介质输入管路上分别配装空气介质开关控制阀，构成清洁能源的空气能热源系统；线路A将自动控制柜与膨胀阀、压缩机连接，线路B将自动控制柜与空气介质开关控制阀、地热介质开关控制阀连接，温感器与自动控制柜连接，至此构成一种严寒地区利用清洁能源组合式供热系统。
本发明创造包括地热能热源系统、空气能源系统和电加热系统共三套热源系统，通过合理的组合设计，充分发挥了空气能和地热能在严寒地区应用的优势，电加热系统有效防控了突发情况对供热运行的影响，保证了清洁能源供热在严寒地区经济、有效、持续、可靠运行，其特点在于：
一、充分发挥了空气能广泛存在、利用自由、在摄氏零下二十度以上的低温天气环境时热效率高的特点，使其成为严寒地区清洁能源冬季供热的主力能源(约占供热总量的70％)
二、在摄氏零下二十及以下温度的天气环境时，利用地热能源系统提取浅层地热能供热，弥补了空气能在摄氏零下二十度及以下天气环境时热效率低的问题，使整个供热系统仍能保持低成本有效运行。
三、以空气能热源为主，地热能热源为辅，作为辅助热源，地热能热源系统提取热能的时间短，量有限。以哈尔滨为例，全年气温在零下二十度以下的时间只有六十天左右。也就是说地热能的提取只有约六十天的时间，而低热能续集的时间可以有三百天。开采时间短，有充分的地热能补充时间，是地热能够有效的自然恢复，解决了地热能源采补不平衡的问题，有效的防止了地下冻结，确保地热能作为供暖热源的持续性和可靠性。
四、设置电加热系统，有效预防突发情况的发生。如机械故障或极端恶劣天气出现时，空气能热源系统和地热能热源系统都无法启动时，智能控制系统将自动启动电加热系统供热，以确保不间断的持续供热。
附图说明
图1是一种严寒地区利用清洁能源组合市供热系统总体结构示意图。
图中件号说明：
1.水箱 2.电加热系统 3.热水输入管路 4.气冷器 5.压缩机 6.膨胀阀7.线路A 8.自动控制柜 9.温感器 10.空气介质输出管路 11.空气能热源系统 12.空气介质输入管路 13.空气介质开关控制阀 14.线路B 15.地热介质输出管路 16.地热能热源系统 17.地热介质输入管路 18.地热介质开关控制阀 19.冷水回流管路20.水泵 21.冷水输入管路 22.热水输出管路
具体实施方法
下面结合附图对本发明创造实施方案进行详细描述。
一种严寒地区利用清洁能源组合式供热系统，设置冷水输入管路21和热水输出管路22的水箱1通过热水输入管路3和冷水回流管路19与气冷器4呈循环连通，在所述冷水回流管路19上配装水泵20，地热能热源系统16的地热介质输出管路15和地热介质输入管路17分别与气冷器4连通，在所述地热介质输入管路17和地热介质输出管路15上分别配装地热介质开关控制阀18，在所述地热介质输出管路15上安装压缩机5，在所述地热介质输入管路17上安装膨胀阀6，构成清洁能源的地热能热源系统，空气能源系统11通过空气能源介质输出管路10和空气介质输入管路12分别与地热介质输出管路15和地热介质输入管路17连通，在所述空气介质输出管路10和空气介质输入管路12上分别配装空气介质开关控制阀13，构成清洁能源的空气能热源系统；线路A7将自动控制柜8与膨胀阀6、压缩机5连接，线路B14将自动控制柜8与空气介质开关控制阀13、地热介质开关控制阀18连接，温感器9与自动控制柜8连接。
在所述水箱1内配装电加热系统2，所述电加热系统2通过线路A7与自动控制柜8连接。
供热作业使用时，地热能热源系统和空气能热源系统根据室外环境温度的变化相互交错的从空气中或地下提取热能量，通过压缩机5生成高温进行供热。当室外环境温度下降到需供热的温度，且在摄氏零下二十度以上时，空气能热源系统在自动控制柜8控制下自动启动，提取空气中的热能通过压缩机5生成高温进行供热；当室外环境温度下降到摄氏零下二十度以下时，自动控制柜8自动关闭空气能热源系统，启动地热能热源系统，提取地热能通过压缩机5生成高温进行供热。若产生突发情况，两套热源系统都无法工作，自动控制柜8将自动启动水箱1中的电加热系统2，由电加热热源进行供热。

Claims (2)

1.一种严寒地区利用清洁能源组合式供热系统，设置冷水输入管路(21)和热水输出管路(22)的水箱(1)通过热水输入管路(3)和冷水回流管路(19)与气冷器(4)呈循环连通，在所述冷水回流管路(19)上配装水泵(20)，地热能热源系统(16)的地热介质输出管路(15)和地热介质输入管路(17)分别与气冷器(4)连通，在所述地热介质输入管路(17)和地热介质输出管路(15)上分别配装地热介质开关控制阀(18)，在所述地热介质输出管路(15)上安装压缩机(5)，在所述地热介质输入管路(17)上安装膨胀阀(6)，构成清洁能源的地热能热源系统，其特征在于：空气能源系统(11)通过空气能源介质输出管路(10)和空气介质输入管路(12)分别与地热介质输出管路(15)和地热介质输入管路(17)连通，在所述空气介质输出管路(10)和空气介质输入管路(12)上分别配装空气介质开关控制阀(13)，构成清洁能源的空气能热源系统；线路A(7)将自动控制柜(8)与膨胀阀(6)、压缩机(5)连接，线路B(14)将自动控制柜(8)与空气介质开关控制阀(13)、地热介质开关控制阀(18)连接，温感器(9)与自动控制柜(8)连接。
2.根据权利要求1所述的一种严寒地区利用清洁能源组合式供热系统，其特征在于：在所述水箱(1)内配装电加热系统(2)，所述电加热系统(2)通过线路A(7)与自动控制柜(8)连接。
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