CN108758761A - 一种基于多能源辅助的地源热泵供热方法 - Google Patents

一种基于多能源辅助的地源热泵供热方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于多能源辅助的地源热泵供热方法。本发明中：太阳能收集单元和辅助加热模块进行辅助供热；当室外光线不足时，储热水箱的热量通过地源热泵和辅助加热模块进行供热，电源热泵与辅助加热模块的供热比例为2:1；当蓄电池电量低于百分之十时，中央控制单元控制市电输入模块为地源热泵和辅助加热模块供电。本发明通过太阳能收集单元进行集热并发电；通过蓄电池存储电能，并为地源热泵和辅助加热模块供电，通过地源热泵进行供热；并通过辅助加热模块进行加热；通过市电输入模块保证供电稳定，实现了室内稳定供热，避免供热不均造成室内稳定波动；对土壤能够进行有效补热，避免造成土壤热量不平衡。

Description

一种基于多能源辅助的地源热泵供热方法
技术领域
本发明属于节能技术领域，特别是涉及一种基于多能源辅助的地源热泵供热方法。
背景技术
地源热泵是一种利用土壤所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖制冷空调系统，地源热泵利用的是清洁的可再生能源的一种技术。地表土壤和水体是一个巨大的太阳能集热器，收集了47％的太阳辐射能量，比人类每年利用的500倍还多(地下的水体是通过土壤间接的接受太阳辐射能量)；它又是一个巨大的动态能量平衡系统，地表的土壤和水体自然地保持能量接受和发散相对的平衡，地源热泵技术的成功使得利用储存于其中的近乎无限的太阳能或地能成为现实。如果实行冬夏连用，地源热泵的系统将具有更高的稳定性(土壤越深中间存在的空气含量越低，受地面温度影响越小)，能够实现理论上的可再生。
但是，地源热泵系统从土壤中取热量明显大于排热量，造成土壤全年热量不平衡、系统运行性能衰减、甚至无法运行；为了解决全年土壤热不平衡问题，提出一种基于多能源辅助的地源热泵供热方法，通过太阳能和电加热进行辅助供热。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于多能源辅助的地源热泵供热方法，通过太阳能收集单元进行集热并发电；通过蓄电池存储电能，并为地源热泵和辅助加热模块供电，通过地源热泵进行供热；并通过辅助加热模块进行加热；通过市电输入模块保证供电稳定，实现了室内稳定供热，避免供热不均造成室内稳定波动；对土壤能够进行有效补热，避免造成土壤热量不平衡。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种基于多能源辅助的地源热泵供热方法，包括如下步骤：
步骤一，太阳能集热器进行集热并以热水的形式将热量储存在储热水箱中；太阳能电池板将电源通过光伏控制器存储在蓄电池中；地源热泵采集地热并以热水的形式将热量存储在储热水箱中；地源热泵的电源包括蓄电池或市电输入模块；
步骤二，储热水箱通过地板加热模块为室内进行供热，并通过生活热水模块提供生活热水；
步骤三，当室外光线充足时，储热水箱内的热量均由太阳能集热器进行供热；太阳能电池板将电能存储在蓄电池中；
当室外光线不足时，储热水箱的热量通过地源热泵和辅助加热模块进行供热，其中，电源热泵与辅助加热模块的供热比例为2:1；辅助加热模块由蓄电池或市电输入模块进行供电；
步骤四，中央控制单元通过电流电压采集模块采集蓄电池的电流电压数据；当蓄电池电量低于百分之十时，中央控制单元控制市电输入模块为地源热泵和辅助加热模块供电。
优选地，所述地板加热模块为散热管；所述散热管铺设在地板下方；储热水箱内的热水通过散热管进行散热。
一种基于多能源辅助的地源热泵的供热系统，包括中央控制单元、太阳能收集单元、地源热泵和辅助加热模块；
所述太阳能收集单元包括太阳能集热器和太阳能电池板；所述太阳能集热器对水进行加热并输送至储热水箱进行保温存储；所述太阳能电池板将电能通过光伏控制器存储在蓄电池中；所述储热水箱分别与地板加热模块和生活热水模块连接；所述底板加热模块用于为室内进行供热；所述生活热水模块用于提供生活热水；所述辅助加热模块和地源热泵均由蓄电池或市电输入模块进行供电，所述辅助加热模块对储热水箱内存储的水进行加热；所述地源热泵通过采集地热对储热水箱内存储的水进行加热；所述中央控制单元通过电流电压采集模块采集蓄电池的电流电压数据信息；所述中央控制单元根据室外光线信息控制辅助加热模块和地源热泵的开关；所述中央控制单元根据蓄电池的电量数据信息控制市电输入模块的接入或断开。
优选地，所述底板加热模块与生活热水模块的水源分开；所述底板加热模块为循环用水，避免加热用水将生活热水污染。
优选地，所述中央控制单元通过光敏传感器采集室外光线信息，当光敏传感器感应到室外光线不足时，所述光敏传感器将信号传输至中央控制单元，中央控制单元控制地源热泵和辅助加热模块进行供热，辅助加热模块为电热丝。
优选地，所述电流电压采集模块通过A/D转换器将采集模拟信号转换为数字信号传输至中央控制单元，当蓄电池电量低于百分之十时，中央控制单元断开蓄电池供电并将市电输入模块接入系统进行供电。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过太阳能收集单元进行集热并发电；通过蓄电池存储电能，并为地源热泵和辅助加热模块供电，通过地源热泵进行供热；并通过辅助加热模块进行加热；通过市电输入模块保证供电稳定，实现了室内稳定供热，避免供热不均造成室内稳定波动；对土壤能够进行有效补热，避免造成土壤热量不平衡。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种基于多能源辅助的地源热泵供热系统框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施例一：
请参阅图1所示，本发明为一种基于多能源辅助的地源热泵供热方法，包括如下步骤：
步骤一，太阳能集热器进行集热并以热水的形式将热量储存在储热水箱中；太阳能电池板将电源通过光伏控制器存储在蓄电池中；地源热泵采集地热并以热水的形式将热量存储在储热水箱中；地源热泵的电源包括蓄电池或市电输入模块；
步骤二，储热水箱通过地板加热模块为室内进行供热，并通过生活热水模块提供生活热水；
步骤三，当室外光线充足时，储热水箱内的热量均由太阳能集热器进行供热；太阳能电池板将电能存储在蓄电池中；
当室外光线不足时，储热水箱的热量通过地源热泵和辅助加热模块进行供热，其中，电源热泵与辅助加热模块的供热比例为2:1；辅助加热模块由蓄电池或市电输入模块进行供电；
步骤四，中央控制单元通过电流电压采集模块采集蓄电池的电流电压数据；当蓄电池电量低于百分之十时，中央控制单元控制市电输入模块为地源热泵和辅助加热模块供电。
其中，地板加热模块为散热管；散热管铺设在地板下方；储热水箱内的热水通过散热管进行散热。
如图1所示，一种基于多能源辅助的地源热泵的供热系统，包括中央控制单元、太阳能收集单元、地源热泵和辅助加热模块；
太阳能收集单元包括太阳能集热器和太阳能电池板；太阳能集热器对水进行加热并输送至储热水箱进行保温存储；太阳能电池板将电能通过光伏控制器存储在蓄电池中；储热水箱分别与地板加热模块和生活热水模块连接；底板加热模块用于为室内进行供热；生活热水模块用于提供生活热水；辅助加热模块和地源热泵均由蓄电池或市电输入模块进行供电，辅助加热模块对储热水箱内存储的水进行加热；地源热泵通过采集地热对储热水箱内存储的水进行加热；中央控制单元通过电流电压采集模块采集蓄电池的电流电压数据信息；中央控制单元根据室外光线信息控制辅助加热模块和地源热泵的开关；中央控制单元根据蓄电池的电量数据信息控制市电输入模块的接入或断开。
其中，底板加热模块与生活热水模块的水源分开；底板加热模块为循环用水，避免加热用水将生活热水污染。
其中，中央控制单元通过光敏传感器采集室外光线信息，当光敏传感器感应到室外光线不足时，光敏传感器将信号传输至中央控制单元，中央控制单元控制地源热泵和辅助加热模块进行供热，辅助加热模块为电热丝。
其中，电流电压采集模块通过A/D转换器将采集模拟信号转换为数字信号传输至中央控制单元，当蓄电池电量低于百分之十时，中央控制单元断开蓄电池供电并将市电输入模块接入系统进行供电。
具体实施例二：
当白天室外光线充足时，太阳能集热器进行集热并将加热后的热水输送至储热水箱保温存储；太阳能电池板发电并将电能存储在蓄电池中；
当天黑时，光敏传感器将信号传输至中央控制单元；中央控制单元控制地源热泵和辅助加热模块进行供热，地源热泵与辅助加热模块的供热比例为2:1；其中，当蓄电池内电能充足时，地源热泵与辅助加热模块均由蓄电池进行供电；当蓄电池内电能低于百分之十时，中央控制单元控制蓄电池断开连接并将市电输入模块接入系统进行供电，直至天亮室外光线充足再由太阳能集热器进行供热。
值得注意的是，上述系统实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。
另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种基于多能源辅助的地源热泵供热方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，太阳能集热器进行集热并以热水的形式将热量储存在储热水箱中；太阳能电池板将电源通过光伏控制器后存储在蓄电池中；地源热泵采集地热并以热水的形式将热量存储在储热水箱中；地源热泵的电源包括蓄电池或市电输入模块；
步骤二，储热水箱通过地板加热模块为室内进行供热，并通过生活热水模块提供生活热水；
步骤三，当室外光线充足时，储热水箱内的热量均由太阳能集热器进行供热；太阳能电池板将电能存储在蓄电池中；
当室外光线不足时，储热水箱的热量通过地源热泵和辅助加热模块进行供热，其中，电源热泵与辅助加热模块的供热比例为2:1；辅助加热模块由蓄电池或市电输入模块进行供电；
步骤四，中央控制单元通过电流电压采集模块采集蓄电池的电流电压数据；当蓄电池电量低于百分之十时，中央控制单元控制市电输入模块为地源热泵和辅助加热模块供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于多能源辅助的地源热泵供热方法，其特征在于，所述地板加热模块为散热管；所述散热管铺设在地板下方；储热水箱内的热水通过散热管进行散热。
3.根据权利要求1-2任意一所述的一种基于多能源辅助的地源热泵的供热系统，其特征在于，包括中央控制单元、太阳能收集单元、地源热泵和辅助加热模块；
所述太阳能收集单元包括太阳能集热器和太阳能电池板；所述太阳能集热器对水进行加热并输送至储热水箱进行保温存储；所述太阳能电池板将电能通过光伏控制器存储在蓄电池中；
所述储热水箱分别与地板加热模块和生活热水模块连接；所述底板加热模块用于为室内进行供热；所述生活热水模块用于提供生活热水；
所述辅助加热模块和地源热泵均由蓄电池或市电输入模块进行供电，所述辅助加热模块对储热水箱内存储的水进行加热；所述地源热泵通过采集地热对储热水箱内存储的水进行加热；
所述中央控制单元通过电流电压采集模块采集蓄电池的电流电压数据信息；
所述中央控制单元根据室外光线信息控制辅助加热模块和地源热泵的开关；所述中央控制单元根据蓄电池的电量数据信息控制市电输入模块的接入或断开。
4.根据权利要求3所述的一种基于多能源辅助的地源热泵的供热系统，其特征在于，所述底板加热模块与生活热水模块的水源分开；所述底板加热模块为循环用水。
5.根据权利要求3所述的一种基于多能源辅助的地源热泵的供热系统，其特征在于，所述中央控制单元通过光敏传感器采集室外光线信息。
6.根据权利要求3所述的一种基于多能源辅助的地源热泵的供热系统，其特征在于，所述电流电压采集模块通过A/D转换器将采集模拟信号转换为数字信号传输至中央控制单元。
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