CN108679860A - 一种太阳能与多能互补耦合联供系统及运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种太阳能与多能互补耦合联供系统，特别是一种太阳能与多能互补耦合联供系统及运行方法，属于清洁能源应用技术领域。本系统包括储能换热水箱、制冷设备、负载输出系统、太阳能集热系统、辅助能源系统和换热器，太阳能集热系统经管道分别与储能换热水箱、换热器连接，储能换热水箱还经管道与制冷设备连接，制冷设备还经管道与负载输出系统连接，换热器经管道分别与负载输出系统、辅助能源系统连接。本系统能够提高太阳能利用率，满足日益增长的能源需求。本发明还提供了一种太阳能与多能互补耦合联供系统的运行方法，能够实现全年用热水、冬季可取暖、夏季可制冷。
Description
技术领域
本发明涉及一种太阳能与多能互补耦合联供系统，特别是一种太阳能与多能互补耦合联供系统及运行方法，属于清洁能源应用技术领域。
背景技术
能源是人们在生活中赖以生存的基础，是国家不可缺少的重要组成部分，而由于矿产资源的广泛开采，使得能源的储存逐渐变少。由于能源紧缺，能源的开发和合理利用越来越受到人们的重视。我国属于能源利用大国，可再生能源、清洁能源和替代能源急需开发和应用。“金山银山不如绿水青山”，太阳能作为一种清洁绿色能源，其环保性、持续性、丰富性等优点受到人们的青睐。在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展，但是太阳能易受季节、气候、昼夜环境等因素的影响，导致能量密度低、不稳定，为提高太阳能利用率，满足日益增长的能源需求，需要设计一种新的太阳能利用模式。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种太阳能与多能互补耦合联供系统，设计了一种新的太阳能利用模式：太阳能“+”多能互补，即太阳能与其他能源相结合利用方式，比如太阳能+空气源、太阳能+燃气等利用形式，能够提高太阳能利用率，满足日益增长的能源需求；本发明还提供了一种太阳能与多能互补耦合联供系统的运行方法，能够实现全年用热水、冬季可取暖、夏季可制冷。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种太阳能与多能互补耦合联供系统包括储能换热水箱、制冷设备、负载输出系统、太阳能集热系统、辅助能源系统和换热器，所述太阳能集热系统经管道分别与储能换热水箱、换热器连接，所述储能换热水箱还经管道与制冷设备连接，所述制冷设备还经管道与负载输出系统连接；所述换热器经管道分别与负载输出系统、辅助能源系统连接。还包括换热器第二通断电动阀、制冷设备换热循环泵、制冷设备通断电动阀、负载输出循环泵、负载输出管道压力控制器和辅助能源系统通断电动阀，其中换热器与辅助能源系统连接的管道上且靠近换热器处设有换热器第二通断电动阀，所述储能换热水箱与制冷设备连接的管道上设有制冷设备换热循环泵，所述制冷设备与负载输出系统连接的管道上且靠近制冷设备处设有制冷设备通断电动阀，所述制冷设备与负载输出系统连接的管道中部还设有负载输出循环泵，所述制冷设备与负载输出系统连接的管道上且靠近负载输出系统处设有负载输出管道压力控制器，所述换热器与辅助能源系统连接的管道上且靠近辅助能源系统处设有辅助能源系统通断电动阀。
前述的太阳能与多能互补耦合联供系统，所述辅助能源系统为空气源热泵、地源热泵、水源热泵、电锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉、生物质能锅炉中的一种。
前述的太阳能与多能互补耦合联供系统还包括太阳能换热介质回收系统，所述太阳能换热介质回收系统一端经管道与换热器连接，所述太阳能换热介质回收系统另一端经管道与太阳能集热系统连接。
前述的太阳能与多能互补耦合联供系统，所述太阳能换热介质回收系统包括换热介质回收通断电动阀、换热介质回收泵、换热介质充注泵、换热介质充注通断电动阀和换热介质回收箱，所述换热介质回收箱的进口端经管道与换热器连接，所述换热介质回收箱的出口端经管道与太阳能集热系统连接，所述换热介质回收通断电动阀、换热介质回收泵均设于换热介质回收箱与换热器的连接管道上，所述换热介质充注泵、换热介质充注通断电动阀均设于换热介质回收箱与太阳能集热系统的连接管道上。现有技术中太阳能集热系统由于维修或者其他原因只能空晒时，其内部的换热介质持续受热膨胀易对太阳能集热系统中的集热元件、管路等造成损坏。太阳能换热介质回收系统的设置能够在太阳能集热系统空晒时，通过换热介质回收泵将换热介质储存至换热介质回收箱中，一来避免其继续受热膨胀对太阳能集热系统造成的损伤，二来避免持续空晒导致的换热介质质量下降、流失等状况。
前述的太阳能与多能互补耦合联供系统还包括太阳能集热循环泵、换热器第一通断电动阀和集热循环系统压力控制器，所述太阳能换热介质回收系统与换热器连接的管道上依次设有集热循环系统压力控制器、太阳能集热循环泵、换热器第一通断电动阀。
前述的太阳能与多能互补耦合联供系统还包括储能换热水箱通断电动阀，所述太阳能换热介质回收系统与换热器的连接管道上设有一分支管道A,所述分支管道A的端部连接有储能换热水箱，所述储能换热水箱通断电动阀设于分支管道A上且靠近储能换热水箱处。
前述的太阳能与多能互补耦合联供系统还包括两组稳压系统，一组为稳压系统A，另一组为稳压系统B，其中稳压系统A经管道连接于负载输出系统，稳压系统B经管道连接于太阳能集热系统；所述稳压系统A包括经管道连接的膨胀罐和缓冲罐，所述稳压系统B也包括经管道连接的膨胀罐和缓冲罐。膨胀罐用于闭式水循环系统中，起到了平衡水量及压力等作用，避免系统运行过程中产生气堵等现象，还能避免阀门频繁开启及频繁补水、补液的状况。本发明的负载输出系统在运行过程中，由于管道中的水温度较高，若是直接进入稳压系统A的膨胀罐内的气囊，长时间的高温冲击会导致气囊寿命大大降低，因此本发明在膨胀罐进口端增设了一个缓冲罐；缓冲罐为中空结构，内部存储有低温水，负载输出系统中的高温水先进入缓冲罐内，将其中的低温水挤压至膨胀罐内，以达到平衡压力等作用，此时与膨胀罐内气囊直接接触的为低温水，对气囊的损伤较低，大大延长了其使用寿命；当压力减低时，膨胀罐内气体压力大于水的压力，此时气体膨胀将气囊内的低温水挤出到缓冲罐，缓冲罐将内部的水挤回管道中。本发明的太阳能集热系统在运行过程中，由于管道中的换热介质温度较高，若是直接进入稳压系统B的膨胀罐内的气囊，长时间的高温冲击会导致气囊寿命大大降低，因此本发明在膨胀罐进口端增设了一个缓冲罐；缓冲罐为中空结构，内部存储有低温换热介质，太阳能集热系统中的高温换热介质先进入缓冲罐内，将其中的低温换热介质挤压至膨胀罐内，以达到平衡压力等作用，此时与膨胀罐内气囊直接接触的为低温换热介质，对气囊的损伤较低，大大延长了其使用寿命；当压力减低时，膨胀罐内气体压力大于换热介质的压力，此时气体膨胀将气囊内的低温换热介质挤出到缓冲罐，缓冲罐将内部的高温换热介质挤回管道中。该种布置方式大大提高了膨胀罐的使用寿命，降低了系统运行过程中停机检查的概率，具有很高的推广价值。
前述的太阳能与多能互补耦合联供系统还包括储能换热水箱防腐补水系统，所述储能换热水箱防腐补水系统经管道连接于储能换热水箱；所述储能换热水箱防腐补水系统包括补水阀A和净化装置A，所述补水阀A和净化装置A经管道并列布置。系统运行过程中，由于水质的问题会发生结垢等状况，还会对循环管道产生腐蚀，影响系统的稳定性，增设了储能换热水箱防腐补水系统，实时对流经的水进行净化，若是循环水量下降，还可开启补水阀A实时补水，保证水量的稳定。
前述的太阳能与多能互补耦合联供系统还包括负载管道防腐补水系统，所述负载管道防腐补水系统经管道连接于负载输出系统；所述负载管道防腐补水系统包括补水阀B、净化装置B、负载补水水箱和负载输出补水泵，所述补水阀B和净化装置B并联后再经管道依次与负载补水水箱、负载输出补水泵串联连接。系统运行过程中，由于水质的问题会发生结垢等状况，还会对循环管道产生腐蚀，影响系统的稳定性，增设了负载管道防腐补水系统，其中的净化装置B实时对流经的水进行净化，净化后的水储存到负载补水水箱中,负载补水水箱内添加相应质量的防腐剂且防腐剂的浓度维持在设定的浓度范围，当负载输出管道压力降低时，储存在负载补水水箱总的水注入到负载输出管道中，若是循环水量下降，还可开启补水阀B实时补水，保证水量的稳定。
前述的太阳能与多能互补耦合联供系统还包括智能控制系统，所述太阳能集热循环泵、换热器第一通断电动阀、储能换热水箱通断电动阀、换热器第二通断电动阀、制冷设备换热循环泵、制冷设备通断电动阀、负载输出循环泵、负载输出补水泵、负载输出管道压力控制器、辅助能源系统通断电动阀、换热介质回收通断电动阀、换热介质回收泵、换热介质充注泵、换热介质充注通断电动阀、集热循环系统压力控制器、储能换热水箱、制冷设备、储能换热水箱防腐补水系统、稳压系统A、负载管道防腐补水系统、负载输出系统、太阳能集热系统、辅助能源系统、换热器、太阳能换热介质回收系统和稳压系统B均信号连接于智能控制系统。
下表为系统中泵阀和分系统的逻辑运行图：
表1系统中泵阀的逻辑运行图
表2分系统的逻辑运行图
一种太阳能与多能互补耦合联供系统的运行方法，采用前述的太阳能与多能互补耦合联供系统，包括制冷+供热水模式，具体包括以下步骤：
S1，智能控制系统发送控制信号，使得太阳能集热循环泵、储能换热水箱通断电动阀、制冷设备换热循环泵、制冷设备通断电动阀、负载输出循环泵、负载输出管道压力控制器、集热循环系统压力控制器开启，此时储能换热水箱、制冷设备、稳压系统A、负载输出系统、太阳能集热系统和稳压系统B处于运行状态，太阳能集热系统内的换热介质吸热，与储能换热水箱中的水进行热交换，储能换热水箱中的水升温，一部分给用户端供热水，另一部分进入制冷设备中作为热源，制冷设备采集热源后制冷供给负载输出系统制冷，此时稳压系统A保证负载输出系统的稳定运行，稳压系统B保证太阳能集热系统的稳定运行；
S2，遇阴雨天太阳能不足时，智能控制系统发送控制信号，使得负载输出循环泵、负载输出管道压力控制器、辅助能源系统通断电动阀开启，此时稳压系统A、负载输出系统、辅助能源系统处于运行状态，辅助能源系统制冷供给负载输出系统，此时稳压系统A保证负载输出系统的稳定运行。
前述的太阳能与多能互补耦合联供系统的运行方法还包括供暖+供热水模式，具体包括以下步骤：
S1，智能控制系统发送控制信号，太阳能集热循环泵、换热器第一通断电动阀、换热器第二通断电动阀、负载输出循环泵、负载输出管道压力控制器、集热循环系统压力控制器开启，此时储能换热水箱、稳压系统A、负载输出系统、太阳能集热系统、换热器和稳压系统B处于运行状态，太阳能集热系统内的换热介质吸热，一部分与储能换热水箱中的水进行热交换，储能换热水箱中的水升温后给用户端供热水；太阳能集热系统内的换热介质吸热，另一部分进入换热器与水进行热交换，加热后的水进入负载输出系统供暖，此时稳压系统A保证负载输出系统的稳定运行，稳压系统B保证太阳能集热系统的稳定运行；
S2，遇阴雨天太阳能不足时，智能控制系统发送控制信号，使得负载输出循环泵、负载输出管道压力控制器、辅助能源系统通断电动阀开启，此时稳压系统A、负载输出系统、辅助能源系统处于运行状态，辅助能源系统制暖供给负载输出系统，此时稳压系统A保证负载输出系统的稳定运行。
前述的太阳能与多能互补耦合联供系统的运行方法还包括供热水模式，具体包括以下步骤：智能控制系统发送控制信号，使得太阳能集热循环泵、换热器第一通断电动阀、储能换热水箱通断电动阀、负载输出管道压力控制器、集热循环系统压力控制器开启，此时储能换热水箱、储能换热水箱防腐补水系统、稳压系统A、太阳能集热系统、稳压系统B处于运行状态，太阳能集热系统内的换热介质吸热，与储能换热水箱中的水进行热交换，储能换热水箱中的水升温后给用户端供热水，此时稳压系统A保证负载管道的稳定运行，稳压系统B保证太阳能集热系统的稳定运行，储能换热水箱防腐补水系统实时补充储能换热水箱的水量及水源净化。
与现有技术相比，本发明的有益之处在于：
1、本发明采用了太阳能“+”多能互补，即太阳能与其他能源相结合利用方式，比如太阳能+空气源、太阳能+燃气等利用形式，能够提高太阳能利用率，满足日益增长的能源需求；
2、本发明设计了一种太阳能换热介质回收系统，在太阳能集热系统空晒时，通过换热介质回收泵将换热介质储存至换热介质回收箱中，一来避免其继续受热膨胀对太阳能集热系统造成的损伤，二来避免持续空晒导致的换热介质质量下降、流失等状况；
3、本发明还设置了稳压系统，能够平衡压力，提高了膨胀罐的使用寿命，降低了系统运行过程中停机检查的概率；
4、还设置了防腐补水系统，实时对流经的水进行净化，若是循环水量下降，还可开启补水阀实时补水，保证水量的稳定；
5、还提供了一种太阳能与多能互补耦合联供系统的运行方法，能够实现全年用热水、冬季可取暖、夏季可制冷。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的连接关系示意图。
附图标记的含义：1-太阳能集热循环泵，2-换热器第一通断电动阀，3-储能换热水箱通断电动阀，4-换热器第二通断电动阀，5-制冷设备换热循环泵，6-制冷设备通断电动阀，7-负载输出循环泵，8-负载输出补水泵，9-负载输出管道压力控制器，10-辅助能源系统通断电动阀，11-换热介质回收通断电动阀，12-换热介质回收泵，13-换热介质充注泵，14-换热介质充注通断电动阀，15-集热循环系统压力控制器，16-换热介质回收箱，17-膨胀罐，18-缓冲罐，19-分支管道A，20-补水阀A，21-储能换热水箱，22-制冷设备，23-储能换热水箱防腐补水系统，24-稳压系统A，25-负载管道防腐补水系统，26-负载输出系统，27-智能控制系统，28-太阳能集热系统，29-辅助能源系统，30-换热器，31-太阳能换热介质回收系统，32-净化装置A，33-补水阀B，34-净化装置B，35-负载补水水箱，36-稳压系统B。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
本发明的实施例1：如图1所示，一种太阳能与多能互补耦合联供系统包括储能换热水箱21、制冷设备22、负载输出系统26、太阳能集热系统28、辅助能源系统29和换热器30，所述太阳能集热系统28经管道分别与储能换热水箱21、换热器30连接，所述储能换热水箱21还经管道与制冷设备22连接，所述制冷设备22还经管道与负载输出系统26连接；所述换热器30经管道分别与负载输出系统26、辅助能源系统29连接。还包括换热器第二通断电动阀4、制冷设备换热循环泵5、制冷设备通断电动阀6、负载输出循环泵7、负载输出管道压力控制器9和辅助能源系统通断电动阀10，其中换热器30与辅助能源系统29连接的管道上且靠近换热器30处设有换热器第二通断电动阀4，所述储能换热水箱21与制冷设备22连接的管道上设有制冷设备换热循环泵5，所述制冷设备22与负载输出系统26连接的管道上且靠近制冷设备22处设有制冷设备通断电动阀6，所述制冷设备22与负载输出系统26连接的管道中部还设有负载输出循环泵7，所述制冷设备22与负载输出系统26连接的管道上且靠近负载输出系统26处设有负载输出管道压力控制器9，所述换热器30与辅助能源系统29连接的管道上且靠近辅助能源系统29处设有辅助能源系统通断电动阀10。
实施例2：如图1和图2所示，一种太阳能与多能互补耦合联供系统包括储能换热水箱21、制冷设备22、负载输出系统26、太阳能集热系统28、辅助能源系统29和换热器30，所述太阳能集热系统28经管道分别与储能换热水箱21、换热器30连接，所述储能换热水箱21还经管道与制冷设备22连接，所述制冷设备22还经管道与负载输出系统26连接；所述换热器30经管道分别与负载输出系统26、辅助能源系统29连接。还包括换热器第二通断电动阀4、制冷设备换热循环泵5、制冷设备通断电动阀6、负载输出循环泵7、负载输出管道压力控制器9和辅助能源系统通断电动阀10，其中换热器30与辅助能源系统29连接的管道上且靠近换热器30处设有换热器第二通断电动阀4，所述储能换热水箱21与制冷设备22连接的管道上设有制冷设备换热循环泵5，所述制冷设备22与负载输出系统26连接的管道上且靠近制冷设备22处设有制冷设备通断电动阀6，所述制冷设备22与负载输出系统26连接的管道中部还设有负载输出循环泵7，所述制冷设备22与负载输出系统26连接的管道上且靠近负载输出系统26处设有负载输出管道压力控制器9，所述换热器30与辅助能源系统29连接的管道上且靠近辅助能源系统29处设有辅助能源系统通断电动阀10。所述辅助能源系统29为空气源热泵、地源热泵、水源热泵、电锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉、生物质能锅炉中的一种。
太阳能与多能互补耦合联供系统还包括太阳能换热介质回收系统31，所述太阳能换热介质回收系统31一端经管道与换热器30连接，所述太阳能换热介质回收系统31另一端经管道与太阳能集热系统28连接。所述太阳能换热介质回收系统31包括换热介质回收通断电动阀11、换热介质回收泵12、换热介质充注泵13、换热介质充注通断电动阀14和换热介质回收箱16，所述换热介质回收箱16的进口端经管道与换热器30连接，所述换热介质回收箱16的出口端经管道与太阳能集热系统28连接，所述换热介质回收通断电动阀11、换热介质回收泵12均设于换热介质回收箱16与换热器30的连接管道上，所述换热介质充注泵13、换热介质充注通断电动阀14均设于换热介质回收箱16与太阳能集热系统28的连接管道上。现有技术中太阳能集热系统28由于维修或者其他原因只能空晒时，其内部的换热介质持续受热膨胀易对太阳能集热系统28中的集热元件、管路等造成损坏。太阳能换热介质回收系统31的设置能够在太阳能集热系统28空晒时，通过换热介质回收泵12将换热介质储存至换热介质回收箱16中，一来避免其继续受热膨胀对太阳能集热系统28造成的损伤，二来避免持续空晒导致的换热介质质量下降、流失等状况。
太阳能与多能互补耦合联供系统还包括太阳能集热循环泵1、换热器第一通断电动阀2和集热循环系统压力控制器15，所述太阳能换热介质回收系统31与换热器30连接的管道上依次设有集热循环系统压力控制器15、太阳能集热循环泵1、换热器第一通断电动阀2。太阳能与多能互补耦合联供系统还包括储能换热水箱通断电动阀3，所述太阳能换热介质回收系统31与换热器30的连接管道上设有一分支管道A19,所述分支管道A19的端部连接有储能换热水箱21，所述储能换热水箱通断电动阀3设于分支管道A19上且靠近储能换热水箱21处。
太阳能与多能互补耦合联供系统还包括两组稳压系统，一组为稳压系统A24，另一组为稳压系统B36，其中稳压系统A24经管道连接于负载输出系统26，稳压系统B36经管道连接于太阳能集热系统28；所述稳压系统A24包括经管道连接的膨胀罐17和缓冲罐18，所述稳压系统B36也包括经管道连接的膨胀罐17和缓冲罐18。膨胀罐17用于闭式水循环系统中，起到了平衡水量及压力等作用，避免系统运行过程中产生气堵等现象，还能避免阀门频繁开启及频繁补水、补液的状况。本发明的负载输出系统26在运行过程中，由于管道中的水温度较高，若是直接进入稳压系统A24的膨胀罐17内的气囊，长时间的高温冲击会导致气囊寿命大大降低，因此本发明在膨胀罐17进口端增设了一个缓冲罐18；缓冲罐18为中空结构，内部存储有低温水，负载输出系统26中的高温水先进入缓冲罐18内，将其中的低温水挤压至膨胀罐17内，以达到平衡压力等作用，此时与膨胀罐17内气囊直接接触的为低温水，对气囊的损伤较低，大大延长了其使用寿命；当压力减低时，膨胀罐17内气体压力大于水的压力，此时气体膨胀将气囊内的低温水挤出到缓冲罐18，缓冲罐18将内部的水挤回管道中。本发明的太阳能集热系统28在运行过程中，由于管道中的换热介质温度较高，若是直接进入稳压系统B36的膨胀罐17内的气囊，长时间的高温冲击会导致气囊寿命大大降低，因此本发明在膨胀罐17进口端增设了一个缓冲罐18；缓冲罐18为中空结构，内部存储有低温换热介质，太阳能集热系统28中的高温换热介质先进入缓冲罐18内，将其中的低温换热介质挤压至膨胀罐17内，以达到平衡压力等作用，此时与膨胀罐17内气囊直接接触的为低温换热介质，对气囊的损伤较低，大大延长了其使用寿命；当压力减低时，膨胀罐17内气体压力大于换热介质的压力，此时气体膨胀将气囊内的低温换热介质挤出到缓冲罐18，缓冲罐18将内部的高温换热介质挤回管道中。该种布置方式大大提高了膨胀罐17的使用寿命，降低了系统运行过程中停机检查的概率，具有很高的推广价值。
进一步的，太阳能与多能互补耦合联供系统还包括储能换热水箱防腐补水系统23，所述储能换热水箱防腐补水系统23经管道连接于储能换热水箱21；所述储能换热水箱防腐补水系统23包括补水阀A20和净化装置A32，所述补水阀A20和净化装置A32经管道并列布置。系统运行过程中，由于水质的问题会发生结垢等状况，还会对循环管道产生腐蚀，影响系统的稳定性，增设了储能换热水箱防腐补水系统23，实时对流经的水进行净化，若是循环水量下降，还可开启补水阀A20实时补水，保证水量的稳定。有益的，还包括负载管道防腐补水系统25，所述负载管道防腐补水系统25经管道连接于负载输出系统26；所述负载管道防腐补水系统25包括补水阀B33、净化装置B34、负载补水水箱35和负载输出补水泵8，所述补水阀B33和净化装置B34并联后再经管道依次与负载补水水箱35、负载输出补水泵8串联连接。系统运行过程中，由于水质的问题会发生结垢等状况，还会对循环管道产生腐蚀，影响系统的稳定性，增设了负载管道防腐补水系统25，其中的净化装置B34实时对流经的水进行净化，净化后的水储存到负载补水水箱35中,负载补水水箱35内添加相应质量的防腐剂且防腐剂的浓度维持在设定的浓度范围，当负载输出管道压力降低时，储存在负载补水水箱35总的水注入到负载输出管道中，若是循环水量下降，还可开启补水阀B33实时补水，保证水量的稳定。
进一步的，太阳能与多能互补耦合联供系统还包括智能控制系统27，所述太阳能集热循环泵1、换热器第一通断电动阀2、储能换热水箱通断电动阀3、换热器第二通断电动阀4、制冷设备换热循环泵5、制冷设备通断电动阀6、负载输出循环泵7、负载输出补水泵8、负载输出管道压力控制器9、辅助能源系统通断电动阀10、换热介质回收通断电动阀11、换热介质回收泵12、换热介质充注泵13、换热介质充注通断电动阀14、集热循环系统压力控制器15、储能换热水箱21、制冷设备22、储能换热水箱防腐补水系统23、稳压系统A24、负载管道防腐补水系统25、负载输出系统26、太阳能集热系统28、辅助能源系统29、换热器30、太阳能换热介质回收系统31和稳压系统B36均信号连接于智能控制系统27。
某集团11000㎡办公楼采用了该种太阳能+多能互补的形式，建成采暖、制冷、供热水等的综合应用系统项目，能够实现年节约标准煤1251吨，减排二氧化碳为3280吨，减排二氧化硫为10.6吨，减排氮氧化物9.3吨，减排粉尘12吨，进一步提高了清洁能源利用水平，开启了太阳能“+”时代，实现了全年用热水、冬季可取暖、夏季可制冷。
实施例3：如图1、图2、表1和表2所示，一种太阳能与多能互补耦合联供系统的运行方法，采用前述的太阳能与多能互补耦合联供系统，包括制冷+供热水模式，具体包括以下步骤：
S1，智能控制系统27发送控制信号，使得太阳能集热循环泵1、储能换热水箱通断电动阀3、制冷设备换热循环泵5、制冷设备通断电动阀6、负载输出循环泵7、负载输出管道压力控制器9、集热循环系统压力控制器15开启，此时储能换热水箱21、制冷设备22、稳压系统A24、负载输出系统26、太阳能集热系统28和稳压系统B36处于运行状态，太阳能集热系统28内的换热介质吸热，与储能换热水箱21中的水进行热交换，储能换热水箱21中的水升温，一部分给用户端供热水，另一部分进入制冷设备22中作为热源，制冷设备22采集热源后制冷供给负载输出系统26制冷，此时稳压系统A24保证负载输出系统26的稳定运行，稳压系统B36保证太阳能集热系统28的稳定运行；
S2，遇阴雨天太阳能不足时，智能控制系统27发送控制信号，使得负载输出循环泵7、负载输出管道压力控制器9、辅助能源系统通断电动阀10开启，此时稳压系统A24、负载输出系统26、辅助能源系统29处于运行状态，辅助能源系统29制冷供给负载输出系统26，此时稳压系统A24保证负载输出系统26的稳定运行。
实施例4：如图1、图2、表1和表2所示，太阳能与多能互补耦合联供系统的运行方法还包括供暖+供热水模式，具体包括以下步骤：
S1，智能控制系统27发送控制信号，太阳能集热循环泵1、换热器第一通断电动阀2、换热器第二通断电动阀4、负载输出循环泵7、负载输出管道压力控制器9、集热循环系统压力控制器15开启，此时储能换热水箱21、稳压系统A24、负载输出系统26、太阳能集热系统28、换热器30和稳压系统B36处于运行状态，太阳能集热系统28内的换热介质吸热，一部分与储能换热水箱21中的水进行热交换，储能换热水箱21中的水升温后给用户端供热水；太阳能集热系统28内的换热介质吸热，另一部分进入换热器30与水进行热交换，加热后的水进入负载输出系统26供暖，此时稳压系统A24保证负载输出系统26的稳定运行，稳压系统B36保证太阳能集热系统28的稳定运行；
S2，遇阴雨天太阳能不足时，智能控制系统27发送控制信号，使得负载输出循环泵7、负载输出管道压力控制器9、辅助能源系统通断电动阀10开启，此时稳压系统A24、负载输出系统26、辅助能源系统29处于运行状态，辅助能源系统29制暖供给负载输出系统26，此时稳压系统A24保证负载输出系统26的稳定运行。
实施例5：如图1、图2、表1和表2所示，太阳能与多能互补耦合联供系统的运行方法还包括供热水模式，具体包括以下步骤：智能控制系统27发送控制信号，使得太阳能集热循环泵1、换热器第一通断电动阀2、储能换热水箱通断电动阀3、负载输出管道压力控制器9、集热循环系统压力控制器15开启，此时储能换热水箱21、储能换热水箱防腐补水系统23、稳压系统A24、太阳能集热系统28、稳压系统B36处于运行状态，太阳能集热系统28内的换热介质吸热，与储能换热水箱21中的水进行热交换，储能换热水箱21中的水升温后给用户端供热水，此时稳压系统A24保证负载管道的稳定运行，稳压系统B36保证太阳能集热系统28的稳定运行，储能换热水箱防腐补水系统23实时补充储能换热水箱21的水量及水源净化。
实施例6：如图1、图2、表1和表2所示，系统还包括以下几种运行状态：
(1)其中太阳能集热系统28维修时，回收换热介质的过程具体为：智能控制系统27发送控制信号，使得负载输出管道压力控制器9、换热介质回收通断电动阀11、换热介质回收泵12、集热循环系统压力控制器15开启，此时稳压系统A24、太阳能换热介质回收系统31、稳压系统B36处于运行状态，所述太阳能换热介质回收系统31包括换热介质回收通断电动阀11、换热介质回收泵12、换热介质充注泵13、换热介质充注通断电动阀14和换热介质回收箱16，通过换热介质回收泵12将换热介质储存至换热介质回收箱16中；所述稳压系统A24包括经管道连接的膨胀罐17和缓冲罐18，负载输出系统26中的高温水先进入缓冲罐18内，将其中的低温水挤压至膨胀罐17内，以平衡压力；当压力减低时，膨胀罐17内气体压力大于水的压力，此时气体膨胀将气囊内的低温水挤出到缓冲罐18，缓冲罐18将内部的水挤回管道中；所述稳压系统B36也包括经管道连接的膨胀罐17和缓冲罐18，太阳能集热系统28中的高温换热介质先进入缓冲罐18内，将其中的低温换热介质挤压至膨胀罐17内，以平衡压力；当压力减低时，膨胀罐17内气体压力大于换热介质的压力，此时气体膨胀将气囊内的低温换热介质挤出到缓冲罐18，缓冲罐18将内部的高温换热介质挤回管道中；
(2)其中太阳能集热系统28的换热介质充注时，具体为：智能控制系统27发送控制信号，使得负载输出管道压力控制器9、换热介质充注泵13、换热介质充注通断电动阀14、集热循环系统压力控制器15开启，此时稳压系统A24、太阳能换热介质回收系统31、稳压系统B36处于运行状态，所述太阳能换热介质回收系统31包括换热介质回收通断电动阀11、换热介质回收泵12、换热介质充注泵13、换热介质充注通断电动阀14和换热介质回收箱16，通过换热介质充注泵13将换热介质再次充注回太阳能集热系统28；所述稳压系统A24保证负载输出系统26的稳定运行；所述稳压系统B36保证太阳能集热系统28的稳定运行；
(3)其中太阳能集热系统28压力过大泄压时，具体为：智能控制系统27发送控制信号，使得，使得负载输出管道压力控制器9、换热介质回收通断电动阀11、换热介质回收泵12、集热循环系统压力控制器15开启，此时稳压系统A24、太阳能换热介质回收系统31、稳压系统B36处于运行状态，所述太阳能换热介质回收系统31通过换热介质回收泵12将换热介质储存至换热介质回收箱16中；所述稳压系统A24保证负载输出系统26的稳定运行；所述稳压系统B36也包括经管道连接的膨胀罐17和缓冲罐18，太阳能集热系统28中的高温换热介质先进入缓冲罐18内，将其中的低温换热介质挤压至膨胀罐17内，以平衡压力；当压力减低时，膨胀罐17内气体压力大于换热介质的压力，此时气体膨胀将气囊内的低温换热介质挤出到缓冲罐18，缓冲罐18将内部的高温换热介质挤回管道中；
(4)其中太阳能集热系统28压力过低补液时，具体为：智能控制系统27发送控制信号，使得负载输出管道压力控制器9、换热介质充注泵13、换热介质充注通断电动阀14、集热循环系统压力控制器15开启，此时稳压系统A24、太阳能换热介质回收系统31、稳压系统B36处于运行状态，所述太阳能换热介质回收系统31通过换热介质充注泵13将换热介质再次充注回太阳能集热系统28；所述稳压系统A24保证负载输出系统26的稳定运行；所述稳压系统B36也包括经管道连接的膨胀罐17和缓冲罐18，太阳能集热系统28中的高温换热介质先进入缓冲罐18内，将其中的低温换热介质挤压至膨胀罐17内，以平衡压力；当压力减低时，膨胀罐17内气体压力大于换热介质的压力，此时气体膨胀将气囊内的低温换热介质挤出到缓冲罐18，缓冲罐18将内部的高温换热介质挤回管道中。
Claims (13)
1.一种太阳能与多能互补耦合联供系统，其特征在于，包括储能换热水箱(21)、制冷设备(22)、负载输出系统(26)、太阳能集热系统(28)、辅助能源系统(29)和换热器(30)，所述太阳能集热系统(28)经管道分别与储能换热水箱(21)、换热器(30)连接，所述储能换热水箱(21)还经管道与制冷设备(22)连接，所述制冷设备(22)还经管道与负载输出系统(26)连接；所述换热器(30)经管道分别与负载输出系统(26)、辅助能源系统(29)连接；
还包括换热器第二通断电动阀(4)、制冷设备换热循环泵(5)、制冷设备通断电动阀(6)、负载输出循环泵(7)、负载输出管道压力控制器(9)和辅助能源系统通断电动阀(10)，其中换热器(30)与辅助能源系统(29)连接的管道上且靠近换热器(30)处设有换热器第二通断电动阀(4)，所述储能换热水箱(21)与制冷设备(22)连接的管道上设有制冷设备换热循环泵(5)，所述制冷设备(22)与负载输出系统(26)连接的管道上且靠近制冷设备(22)处设有制冷设备通断电动阀(6)，所述制冷设备(22)与负载输出系统(26)连接的管道中部还设有负载输出循环泵(7)，所述制冷设备(22)与负载输出系统(26)连接的管道上且靠近负载输出系统(26)处设有负载输出管道压力控制器(9)，所述换热器(30)与辅助能源系统(29)连接的管道上且靠近辅助能源系统(29)处设有辅助能源系统通断电动阀(10)。
2.根据权利要求1所述的太阳能与多能互补耦合联供系统，其特征在于，所述辅助能源系统(29)为空气源热泵、地源热泵、水源热泵、电锅炉、燃气锅炉、燃煤锅炉、生物质能锅炉中的一种。
3.根据权利要求1所述的太阳能与多能互补耦合联供系统，其特征在于，还包括太阳能换热介质回收系统(31)，所述太阳能换热介质回收系统(31)一端经管道与换热器(30)连接，所述太阳能换热介质回收系统(31)另一端经管道与太阳能集热系统(28)连接。
4.根据权利要求3所述的太阳能与多能互补耦合联供系统，其特征在于，所述太阳能换热介质回收系统(31)包括换热介质回收通断电动阀(11)、换热介质回收泵(12)、换热介质充注泵(13)、换热介质充注通断电动阀(14)和换热介质回收箱(16)，所述换热介质回收箱(16)的进口端经管道与换热器(30)连接，所述换热介质回收箱(16)的出口端经管道与太阳能集热系统(28)连接，所述换热介质回收通断电动阀(11)、换热介质回收泵(12)均设于换热介质回收箱(16)与换热器(30)的连接管道上，所述换热介质充注泵(13)、换热介质充注通断电动阀(14)均设于换热介质回收箱(16)与太阳能集热系统(28)的连接管道上。
5.根据权利要求4所述的太阳能与多能互补耦合联供系统，其特征在于，还包括太阳能集热循环泵(1)、换热器第一通断电动阀(2)和集热循环系统压力控制器(15)，所述太阳能换热介质回收系统(31)与换热器(30)连接的管道上依次设有集热循环系统压力控制器(15)、太阳能集热循环泵(1)、换热器第一通断电动阀(2)。
6.根据权利要求5所述的太阳能与多能互补耦合联供系统，其特征在于，还包括储能换热水箱通断电动阀(3)，所述太阳能换热介质回收系统(31)与换热器(30)的连接管道上设有一分支管道A(19),所述分支管道A(19)的端部连接有储能换热水箱(21)，所述储能换热水箱通断电动阀(3)设于分支管道A(19)上且靠近储能换热水箱(21)处。
7.根据权利要求6所述的太阳能与多能互补耦合联供系统，其特征在于，还包括两组稳压系统，一组为稳压系统A(24)，另一组为稳压系统B(36)，其中稳压系统A(24)经管道连接于负载输出系统(26)，稳压系统B(36)经管道连接于太阳能集热系统(28)；所述稳压系统A(24)包括经管道连接的膨胀罐(17)和缓冲罐(18)，所述稳压系统B(36)也包括经管道连接的膨胀罐(17)和缓冲罐(18)。
8.根据权利要求7所述的太阳能与多能互补耦合联供系统，其特征在于，还包括储能换热水箱防腐补水系统(23)，所述储能换热水箱防腐补水系统(23)经管道连接于储能换热水箱(21)；所述储能换热水箱防腐补水系统(23)包括补水阀A(20)和净化装置A(32)，所述补水阀A(20)和净化装置A(32)经管道并列布置。
9.根据权利要求8所述的太阳能与多能互补耦合联供系统，其特征在于，还包括负载管道防腐补水系统(25)，所述负载管道防腐补水系统(25)经管道连接于负载输出系统(26)；所述负载管道防腐补水系统(25)包括补水阀B(33)、净化装置B(34)、负载补水水箱(35)和负载输出补水泵(8)，所述补水阀B(33)和净化装置B(34)并联后再经管道依次与负载补水水箱(35)、负载输出补水泵(8)串联连接。
10.根据权利要求9所述的太阳能与多能互补耦合联供系统，其特征在于，还包括智能控制系统(27)，所述太阳能集热循环泵(1)、换热器第一通断电动阀(2)、储能换热水箱通断电动阀(3)、换热器第二通断电动阀(4)、制冷设备换热循环泵(5)、制冷设备通断电动阀(6)、负载输出循环泵(7)、负载输出补水泵(8)、负载输出管道压力控制器(9)、辅助能源系统通断电动阀(10)、换热介质回收通断电动阀(11)、换热介质回收泵(12)、换热介质充注泵(13)、换热介质充注通断电动阀(14)、集热循环系统压力控制器(15)、储能换热水箱(21)、制冷设备(22)、储能换热水箱防腐补水系统(23)、稳压系统A(24)、负载管道防腐补水系统(25)、负载输出系统(26)、太阳能集热系统(28)、辅助能源系统(29)、换热器(30)、太阳能换热介质回收系统(31)和稳压系统B(36)均信号连接于智能控制系统(27)。
11.一种太阳能与多能互补耦合联供系统的运行方法，采用权利要求1-10任一所述的太阳能与多能互补耦合联供系统，其特征在于，包括制冷+供热水模式，具体包括以下步骤：
S1，智能控制系统(27)发送控制信号，使得太阳能集热循环泵(1)、储能换热水箱通断电动阀(3)、制冷设备换热循环泵(5)、制冷设备通断电动阀(6)、负载输出循环泵(7)、负载输出管道压力控制器(9)、集热循环系统压力控制器(15)开启，此时储能换热水箱(21)、制冷设备(22)、稳压系统A(24)、负载输出系统(26)、太阳能集热系统(28)和稳压系统B(36)处于运行状态，太阳能集热系统(28)内的换热介质吸热，与储能换热水箱(21)中的水进行热交换，储能换热水箱(21)中的水升温，一部分给用户端供热水，另一部分进入制冷设备(22)中作为热源，制冷设备(22)采集热源后制冷供给负载输出系统(26)制冷，此时稳压系统A(24)保证负载输出系统(26)的稳定运行，稳压系统B(36)保证太阳能集热系统(28)的稳定运行；
S2，遇阴雨天太阳能不足时，智能控制系统(27)发送控制信号，使得负载输出循环泵(7)、负载输出管道压力控制器(9)、辅助能源系统通断电动阀(10)开启，此时稳压系统A(24)、负载输出系统(26)、辅助能源系统(29)处于运行状态，辅助能源系统(29)制冷供给负载输出系统(26)，此时稳压系统A(24)保证负载输出系统(26)的稳定运行。
12.根据权利要求11所述的太阳能与多能互补耦合联供系统的运行方法，其特征在于，还包括供暖+供热水模式，具体包括以下步骤：
S1，智能控制系统(27)发送控制信号，太阳能集热循环泵(1)、换热器第一通断电动阀(2)、换热器第二通断电动阀(4)、负载输出循环泵(7)、负载输出管道压力控制器(9)、集热循环系统压力控制器(15)开启，此时储能换热水箱(21)、稳压系统A(24)、负载输出系统(26)、太阳能集热系统(28)、换热器(30)和稳压系统B(36)处于运行状态，
太阳能集热系统(28)内的换热介质吸热，一部分与储能换热水箱(21)中的水进行热交换，储能换热水箱(21)中的水升温后给用户端供热水；太阳能集热系统(28)内的换热介质吸热，另一部分进入换热器(30)与水进行热交换，加热后的水进入负载输出系统(26)供暖，此时稳压系统A(24)保证负载输出系统(26)的稳定运行，稳压系统B(36)保证太阳能集热系统(28)的稳定运行；
S2，遇阴雨天太阳能不足时，智能控制系统(27)发送控制信号，使得负载输出循环泵(7)、负载输出管道压力控制器(9)、辅助能源系统通断电动阀(10)开启，此时稳压系统A(24)、负载输出系统(26)、辅助能源系统(29)处于运行状态，辅助能源系统(29)制暖供给负载输出系统(26)，此时稳压系统A(24)保证负载输出系统(26)的稳定运行。
13.根据权利要求12所述的太阳能与多能互补耦合联供系统的运行方法，其特征在于，还包括供热水模式，具体包括以下步骤：
智能控制系统(27)发送控制信号，使得太阳能集热循环泵(1)、换热器第一通断电动阀(2)、储能换热水箱通断电动阀(3)、负载输出管道压力控制器(9)、集热循环系统压力控制器(15)开启，此时储能换热水箱(21)、储能换热水箱防腐补水系统(23)、稳压系统A(24)、太阳能集热系统(28)、稳压系统B(36)处于运行状态，太阳能集热系统(28)内的换热介质吸热，与储能换热水箱(21)中的水进行热交换，储能换热水箱(21)中的水升温后给用户端供热水，此时稳压系统A(24)保证负载管道的稳定运行，稳压系统B(36)保证太阳能集热系统(28)的稳定运行，储能换热水箱防腐补水系统(23)实时补充储能换热水箱(21)的水量及水源净化。
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