CN114017829B - 太阳能、地热能综合利用供暖控制方法及系统 - Google Patents
太阳能、地热能综合利用供暖控制方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114017829B CN114017829B CN202111154450.2A CN202111154450A CN114017829B CN 114017829 B CN114017829 B CN 114017829B CN 202111154450 A CN202111154450 A CN 202111154450A CN 114017829 B CN114017829 B CN 114017829B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- confluence
- heat
- control
- solar
- energy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 230000008859 change Effects 0.000 claims abstract description 30
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims abstract description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 50
- 230000008844 regulatory mechanism Effects 0.000 claims description 19
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 9
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000008399 tap water Substances 0.000 claims description 3
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 6
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 6
- 230000008676 import Effects 0.000 description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 230000002354 daily effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D3/00—Hot-water central heating systems
- F24D3/18—Hot-water central heating systems using heat pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D19/00—Details
- F24D19/10—Arrangement or mounting of control or safety devices
- F24D19/1006—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems
- F24D19/1009—Arrangement or mounting of control or safety devices for water heating systems for central heating
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
- H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
- H02S10/10—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power including a supplementary source of electric power, e.g. hybrid diesel-PV energy systems
- H02S10/12—Hybrid wind-PV energy systems
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02S—GENERATION OF ELECTRIC POWER BY CONVERSION OF INFRARED RADIATION, VISIBLE LIGHT OR ULTRAVIOLET LIGHT, e.g. USING PHOTOVOLTAIC [PV] MODULES
- H02S40/00—Components or accessories in combination with PV modules, not provided for in groups H02S10/00 - H02S30/00
- H02S40/40—Thermal components
- H02S40/44—Means to utilise heat energy, e.g. hybrid systems producing warm water and electricity at the same time
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/11—Geothermal energy
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D2200/00—Heat sources or energy sources
- F24D2200/14—Solar energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/20—Solar thermal
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/40—Geothermal heat-pumps
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
- Y02B10/70—Hybrid systems, e.g. uninterruptible or back-up power supplies integrating renewable energies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/60—Thermal-PV hybrids
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
本发明属于地热能源与太阳能综合利用技术领域，具体公开了太阳能、地热能综合利用供暖控制方法及系统。是基于用户侧实时温度的需求变化由控制装置控制流入汇流装置内地热端和太阳能端的热源流量开度以达到对用户侧热能供给调节控制的方法，为了便于上述控制方法的实施，本发明还提供了一种包括冷凝器、蒸发器、汇流装置、分流装置等装置与地热井和太阳能板连接的太阳能、地热能综合利用供暖控制系统。本发明可以依据室内、外温度的变化获取信号，控制装置同步调节地热端和太阳能端的热源流量开度，促使经流蒸发器内的混合热源发生改变，再通过供热端热泵循环，从而调控冷凝器端供热以达到对用户侧热能供给的调节控制。
Description
技术领域
本发明涉及地热能源与太阳能综合利用技术领域，特别是涉及一种太阳能、地热能综合利用供暖控制方法及系统。
背景技术
传统的煤、油、天然气等能源属于不可再生的资源，利用煤、油、天然气等能源进行供热，运营成本高、污染性大。新型能源包括风能、地热能、太阳能等成为未来能源发展的主航道。
现有的城市供暖基本上采用燃煤和燃气两种形式，地源热泵是在采暖季通过热泵提取地热水中的热量作为热源，通过热泵提升为高位热源再通过换热器供室内取暖；虽然也有一些地区开始利用地热能进行集中供暖的方式，但是普及度还远远不足。地热能源可以依据不同的区域进行集中供热，其供热能力受供热测用户的数量限制，对于一些较大区域进行集中供热，地热供暖存在供暖不足以及不稳定的缺陷。
在新能能源中，太阳能是将光能转换为电能，太阳能应用包括光伏发电和光伏发热，光伏发电包括光伏电站和分布式发电；供热模式优点在于属于清洁能源且储量接近于无限，通过蓄电池组存储技术，可以将电能存储，并应用在供暖技术中。
在已经公开的技术中，也有提出风能、太阳能及地热能进行综合利用的技术，然而冬季供暖用户侧是随着天气及气温变化而变化，一般夜晚的温度最低，白天12点至3点区段温度最高，对于不同时间范围需要对供热进行调节，或者依据天气的变化进行调节，然而地热是相对恒定的，太阳能和风能因天气因素具有很大的变数，对于在多种能源综合利用时，对供暖测的温度调节具有多变性。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种太阳能、地热能综合利用供暖控制方法及系统。
本发明采用的技术方案如下：
本发明提供了一种太阳能、地热能综合利用供暖控制系统，包括：
用户侧，具有多个用户单元；
冷凝器，通过供热端热泵循环给用户侧供热；
蒸发器，与冷凝器连接，将吸收的混合热量作为热源传输至冷凝器；
汇流装置，输出端与蒸发器的输入端连接，输入端与地热能供热系统和太阳能供热系统分别连接，所述汇流装置内设置由调节芯体，该调节芯体通过调节杆与电机组件连接，以及
控制装置；
依据用户侧室内、外温度的变化获取调控信号，控制装置接收调控信号并加载调控机制，基于所述调控机制，判断模块判断调控信号在调控机制内对应的控制指令，控制装置发送控制指令驱动分流电机带动分流调节杆以控制汇流装置内的分流调节芯体运动，以同步调节地热端和太阳能端的热源流量开度，促使经流蒸发器内的混合热源发生改变，再通过供热端热泵循环，从而调控冷凝器端供热以达到对用户侧热能供给的调节控制。
优选的，所述地热能供热系统包括：
地热井，设置在地热井内的井下换热器，井下换热器中的水经汇流装置至蒸发器冷却后再经地源侧循环泵流回至地热井内。
优选的，所述太阳能供热系统包括：
太阳能电池板，该太阳能电池板经光、电能转换将转换的直流电通过控制器存储在蓄电池组内，
蓄电池组连接逆变器，逆变器将直流电转化为交流电；
经逆变器转化的交流电为真空锅炉供电；
真空锅炉通过电能转化将热媒水加热经汇流装置供给至蒸发器，
经蒸发器冷却后再经锅炉侧循环泵流回至真空锅炉内。
优选的，所述蒸发器回流端设置有分流装置，控制装置依据对汇流装置的控制同步对分流装置进行相同的控制。
优选的，还包括补水系统，
该补水系统包括：
软化水设备，一端接入自来水管路，另一端与软化水箱连接，
所述软化水箱通过第一补水泵向冷凝器与用户侧循环管路补水，
并经过第二水泵向地源侧循环管路补水，
以及，经第一补水泵还向真空锅炉补水。
优选的，所述汇流装置包括：
汇流壳体；
汇流壳体的内部为一汇流调节腔，在汇流调节腔内设置有汇流调节芯体，
所述汇流调节芯体将汇流调节腔分成两个密闭的汇流左区和汇流右区，
在汇流左区一侧的汇流壳体上开设有汇流左进口，
在汇流右区一侧的汇流壳体上开设有汇流右进口，以及
在汇流调节芯体中间位置且位于汇流左进口、汇流右进口的对侧分别设置有汇流左出口和汇流右出口，汇流左出口和汇流右出口与汇流接头连通，所述汇流接头固定在汇流壳体上，汇流接头内设置由两个独立的分管，便于与分流装置连接。
汇流调节杆，一端固定在汇流调节芯体的左侧，另一端穿过汇流壳体与汇流固定块固定，所述汇流固定块固定在汇流丝杠螺母上，所述汇流丝杠螺母固定在汇流直线丝杠上，所述汇流直线丝杠固定在汇流电机上；
控制装置依据控制指令驱动汇流电机带动汇流直线丝杠转动，以带动汇流丝杠螺母在汇流直线丝杠上直线运动，汇流丝杠螺母带动汇流调节杆以控制汇流装置内的汇流调节芯体运动，以同步调节汇流左进口和汇流右进口的开度。
所述汇流调节芯体左侧设置有汇流左弹簧安装槽，汇流左弹簧安装槽内设置有汇流左弹簧，所述汇流调节芯体右侧设置有汇流右弹簧安装槽，汇流右弹簧安装槽内设置有汇流右弹簧。
所述汇流调节芯体在汇流调节腔内移动时，对汇流左进口/分流右进口进行遮挡或让开形成降低流量和增加流量。
本发明还提供了一种太阳能、地热能综合利用供暖控制方法，是基于用户侧实时温度的需求变化由控制装置控制流入汇流装置内地热端和太阳能端的热源流量开度以达到对用户侧热能供给调节控制的方法，该方法包括：
依据用户侧室内、外温度的变化获取调控信号，控制装置接收调控信号并加载调控机制，基于所述调控机制，判断模块判断调控信号在调控机制内对应的控制指令，控制装置发送控制指令驱动汇流电机带动汇流调节杆以控制汇流装置内的汇流调节芯体运动，以同步调节地热端和太阳能端的热源流量开度，促使经流蒸发器内的混合热源发生改变，再通过供热端热泵循环，从而调控冷凝器端供热以达到对用户侧热能供给的调节控制。
优选的，所述调控机制是基于用户侧室内、外温度的变化设定的在多个调控范围内对流入汇流装置内的地热端和太阳能端的热源流量进行不同等级的热源流量开度同步调控，促使经流蒸发器内的混合热源发生改变，再通过供热端热泵循环，从而调控冷凝器端供热以达到对用户侧热能供给的调节控制。
本发明提供了一种利用太阳能和地热能进行综合利用供暖的形式，其可以依据采集到的用户侧的室内、外温度的变化获取调控信号，控制装置接收调控信号并加载调控机制，发送控制指令驱动电机带动调节杆以控制汇流装置内的调节芯体运动，以同步调节地热端和太阳能端的热源流量开度，促使经流蒸发器内的混合热源发生改变，再通过供热端热泵循环，从而调控冷凝器端供热以达到对用户侧热能供给的调节控制。
在本发明中，地热能作为热源是相对稳定的，因此可以将地热能当成相对恒定的，通过控制对真空锅炉的加热，以改变真空锅炉作为热源为主进行调控，来提供相对稳定的供暖。
附图说明
以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：
图1：本发明中系统的框架原理示意图；
图2：本发明中汇流装置、分流装置与蒸发器连接示意图；
图3：本发明中汇流装置的结构示意图；
图4：本发明中分流装置的结构示意图；
图中：100-地热井，101-地源侧循环泵，102-真空锅炉，103-蒸发器，104-冷凝器，105-供热端热泵，106-用户侧，107-第一压力表，108-逆变器，109-蓄电池组，110-太阳能电池板，111-第二压力表，112-锅炉侧循环泵，2-汇流装置，200-汇流壳体，201-汇流左出口，202-汇流接头，203-汇流右出口，204-汇流右弹簧，205-汇流右进口，206-汇流调节芯体，207-汇流左进口，208-汇流左弹簧，209-汇流调节杆，210-汇流固定块，211-汇流丝杠螺母，212-汇流直线丝杠，213-汇流电机，3-控制装置，4-补水系统，400-第二水泵，401-软化水箱，402-软化水设备，403-第一补水泵，5-分流装置，500-分流电机，501-分流直线丝杠，502-分流丝杠螺母，503-分流固定块，504-分流调节杆，505-分流左弹簧，506-分流左侧弹簧安装槽，507-分流调节芯体，508-分流左出口，509-分流右出口，510-分流右侧弹簧安装槽，511-分流右弹簧，512-进口流量调节板，513-分流右进口，514-分流左进口，515-分流接头。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1至图4，本发明提供了一种太阳能、地热能综合利用供暖控制方法，是基于用户侧106实时温度的需求变化由控制装置3控制流入汇流装置2内地热端和太阳能端的热源流量开度以达到对用户侧106热能供给调节控制的方法，该方法包括：
依据用户侧室内、外温度的变化获取调控信号，控制装置3接收调控信号并加载调控机制，基于所述调控机制，判断模块判断调控信号在调控机制内对应的控制指令，控制装置3发送控制指令驱动汇流电机213带动汇流调节杆209以控制汇流装置2内的汇流调节芯体206运动，以同步调节地热端和太阳能端的热源流量开度，促使经流蒸发器103内的混合热源发生改变，再通过供热端热泵105循环，从而调控冷凝器104端供热以达到对用户侧106热能供给的调节控制。
在上述中，所述调控机制是基于用户侧106室内、外温度的变化设定的在多个调控范围内对流入汇流装置2内的地热端和太阳能端的热源流量进行不同等级的热源流量开度同步调控，促使经流蒸发器103内的混合热源发生改变，再通过供热端热泵105循环，从而调控冷凝器103端供热以达到对用户侧106热能供给的调节控制。
在上述中，用户侧106室内、外温度的变化可以利用温度传感器测得，本发明实施时，可以根据室内、外温度传感器求得的平均值作为基准参考。当然也可以依据温度传感器测得的用户侧106入户时供热温度和入户后回流的回流温度以及室外温度来作为温度采集点。基于哪种方式，本发明不做限制。
在上述方法中，具体为：通过上述由温度传感器测得的温度变化，控制装置3以温度变化推算基准参考，依据基准参考形成调控信号，控制装置3依据调控信号在调控机制中选择对应的预设调节方案，调控机制是根据室内外温度变化设定的不同等级的调控方案，比如，当室内温度低于设定的舒适值(一般室内温度18℃为舒适下限，室内温度16℃为供温下限，室内温度20-24℃为最佳舒适温度区，室内温度26℃为舒适上限，室内温度28℃为供温上限)时，比如室内平均温度临界18℃，此时，若要达到最佳舒适区域，在不考虑天气和外部气温的条件下，则需要调控流入汇流装置2内地热端和太阳能端的热源流量开度的比例。
需要指出的是，地热能作为热源是非常稳定的，其不会因天气和气温的变化发生改变，因此，在调控时，地热能作为热源可以设定成一个定值区间。在不考虑天气和外部气温的条件下，优先调控以太阳能端作为热源的一端。
以太阳能端作为热源进行优先调控时，可以为下面的两种情形。
第一种，设定流入汇流装置2内地热端和太阳能端的热源流量开度的比例恒定，比如地热端：太阳能端为2：1，要进行增温时，只需要调节以太阳能端的热源温度，在本发明中，是对真空锅炉内的热媒水的温度调节。
参照图2，以地热端和太阳能端作为热源经由汇流装置2进行调控后独立的输入至蒸发器中的换热管程内部，在图2中，地热端输入至内管程，太阳能端输入至外管程，内管程和外管程是并联并排设置，在第一种调节情形中，由于流经内管程和外管程的热源的温度不同，当对外管程流经的热源增温时，即可达到调节换热效率，对室内温度进行调节，基于上述所述，可设定调控机制，并将调控机制存储在控制装置3。
第二种，设定流入汇流装置2内地热端和太阳能端的热源温度恒定，比如地热端平均温度45℃：太阳能端平均温度80℃，如果要达到室内温度舒适值，则入户时温度保持在50℃-55℃之间才能达到使得室内温度的效果。此时，需要调节流入汇流装置2内地热端和太阳能端的热源流量开度的比例。，基于上述所述，可设定调控机制，并将调控机制存储在控制装置3。
除上述的调节情形之外，还包括第三种调节情形，第三种调节情形是第一种和第二种兼具的动态调节。由于上述指出，在不考虑天气和外部气温的条件下，第一种和第二种是比较容易实现的手段，但是，每一天的天气不同，每一天不同时段的室外温度也不同，因此影响室外温度、太阳能端的发电状况。第三种情形是基于影响室外温度、太阳能端的发电状况下，根据太阳能端供电量的大小，设定的动态调节。
根据经验、实践测量以及太阳能装瓦情况，可以得到太阳能端每天平均发电量的上限和下限值，据此可以得出作用在真空锅炉上每天输出热源流量的上限和下限，考虑到这些因素后，即可设定调控机制，并将调控机制存储在控制装置3。
本发明提供了一种利用太阳能和地热能进行综合利用供暖的形式，其可以依据采集到的用户侧106的室内、外温度的变化获取调控信号，控制装置3接收调控信号并加载调控机制，发送控制指令驱动电机带动调节杆以控制汇流装置2内的调节芯体运动，以同步调节地热端和太阳能端的热源流量开度，促使经流蒸发器内的混合热源发生改变，再通过供热端热泵循环，从而调控冷凝器端供热以达到对用户侧106热能供给的调节控制。
为了便于上述控制方法的实施，本发明还提供了一种太阳能、地热能综合利用供暖控制系统，包括：
用户侧106，具有多个用户单元；
冷凝器104，通过供热端热泵105循环给用户侧106供热；
蒸发器103，与冷凝器104连接，将吸收的混合热量作为热源传输至冷凝器104；
汇流装置2，输出端与蒸发器103的输入端连接，输入端与地热能供热系统和太阳能供热系统分别连接，所述汇流装置2内设置汇流调节芯体206，所述汇流调节芯体206通过汇流调节杆209与电机组件连接；
分流装置5，控制装置3依据对汇流装置2的控制同步对分流装置5进行相同的控制；
以及控制装置3；
依据用户侧106室内、外温度的变化获取调控信号，控制装置3接收调控信号并加载调控机制，基于所述调控机制，判断模块判断调控信号在调控机制内对应的控制指令，控制装置3发送控制指令驱动电机带动调节杆以控制汇流装置内的调节芯体运动，以同步调节地热端和太阳能端的热源流量开度，促使经流蒸发器103内的混合热源发生改变，再通过供热端热泵105循环，从而调控冷凝器104端供热以达到对用户侧热能供给的调节控制。
在上述中，参照图2，以地热端和太阳能端作为热源经由汇流装置2进行调控后独立的输入至蒸发器103中的换热管程内部，在图2中，地热端输入至内管程，太阳能端输入至外管程，内管程和外管程是并联并排设置，输出时，由于分流装置5与汇流装置2同步设置，内管程和外管程也独立连接分流装置。
在上述中，所述地热能供热系统包括：
地热井100，设置在地热井100内的井下换热器，井下换热器中的水经汇流装置2至蒸发器103冷却后再经地源侧循环泵101流回至地热井100内。
在上述中，所述太阳能供热系统包括：
太阳能电池板110，该太阳能电池板110经光、电能转换将转换的直流电通过控制器存储在蓄电池组109内，
蓄电池组109连接逆变器108，逆变器108将直流电转化为交流电；
经逆变器108转化的交流电为真空锅炉102供电；
真空锅炉102通过电能转化将热媒水加热经汇流装置2供给至蒸发器103，
经蒸发器103冷却后再经锅炉侧循环泵112流回至真空锅炉102内。
在上述中，还包括补水系统4，
该补水系统4包括：
软化水设备402，一端接入自来水管路，另一端与软化水箱401连接，
所述软化水箱401通过第一补水泵403向冷凝器104与用户侧循环管路补水，
并经过第二水泵400向地源侧循环管路补水，
以及，经第一补水泵还向真空锅炉补水。
参照图3，所述汇流装置2包括：
汇流壳体200；
汇流壳体200的内部为一汇流调节腔，在汇流调节腔内设置有汇流调节芯体206，
所述汇流调节芯体206将汇流调节腔分成两个密闭的汇流左区和汇流右区，
在汇流左区一侧的汇流壳体上开设有汇流左进口207，
在汇流右区一侧的汇流壳体上开设有汇流右进口205，以及
在汇流调节芯体206中间位置且位于汇流左进口、汇流右进口的对侧分别设置有汇流左出口201和汇流右出口203，汇流左出口201和汇流右出口203与汇流接头202连通，所述汇流接头固定在汇流壳体上，汇流接头202内设置由两个独立的分管，便于与分流装置5连接。
汇流调节杆209，一端固定在汇流调节芯体的左侧，另一端穿过汇流壳体与汇流固定块210固定，所述汇流固定块固定在汇流丝杠螺母211上，所述汇流丝杠螺母固定在汇流直线丝杠212上，所述汇流直线丝杠固定在汇流电机213上；
控制装置3依据控制指令驱动汇流电机213带动汇流直线丝杠212转动，以带动汇流丝杠螺母211在汇流直线丝杠212上直线运动，汇流丝杠螺母211带动汇流调节杆209以控制汇流装置2内的汇流调节芯体206运动，以同步调节汇流左进口207和汇流右进口205的开度。
所述汇流调节芯体206左侧设置有汇流左弹簧安装槽，汇流左弹簧安装槽内设置有汇流左弹簧208，所述汇流调节芯体右侧设置有汇流右弹簧安装槽，汇流右弹簧安装槽内设置有汇流右弹簧204，一方面增加了汇流调节芯体206移动的稳定性，另一方面，当一个运动冲程结束后，便于汇流调节芯体206回位居中。
所述汇流调节芯体206在汇流调节腔内移动时，对汇流左进口/分流右进口进行遮挡或让开形成降低流量和增加流量。
参照图4，所述分流装置5包括：
分流壳体；
分流壳体的内部为一分流调节腔，在分流调节腔内设置有分流调节芯体507，
所述分流调节芯体507将分流调节腔分成两个密闭的分流左区和分流右区，
在分流左区一侧的分流壳体上开设有分流左进口514，
在分流右区一侧的分流壳体上开设有分流右进口513，以及
在分流调节芯体507中间位置且位于分流左进口514、分流右进口513的对侧分别设置有分流左出口508和分流右出口509。
分流左进口514和分流右进口513与分流接头515连通，所述分流接头515固定在分流壳体上，分流接头515内设置由两个独立的分管，便于与汇流装置2连接。
分流调节杆504，一端固定在分流调节芯体507的左侧，另一端穿过分流壳体与分流固定块503固定，所述分流固定块503固定在分流丝杠螺母502上，所述分流丝杠螺母502固定在分流直线丝杠501上，所述分流直线丝杠501固定在分流电机500上；
控制装置3依据控制指令驱动分流电机500带动分流直线丝杠501转动，以带动分流丝杠螺母502在分流直线丝杠501上直线运动，分流丝杠螺母502带动分流调节杆504以控制分流装置5内的分流调节芯体507运动，以同步调节分流左进口和分流右进口的开度。
所述分流调节芯体507左侧设置有分流左弹簧安装槽506，分流左弹簧安装槽内设置有分流左弹簧506，所述分流调节芯体507右侧设置有分流右弹簧安装槽510，分流右弹簧安装槽510内设置有分流右弹簧511。
所述分流调节芯体507在分流调节腔内移动时，对分流右进口/汇流左进口进行遮挡或让开形成降低流量和增加流量。
请继续参照图2，在上述中，汇流装置2和分流装置5通过第一蒸发管1030和第二蒸发管1031连接，所述第一蒸发管1030的输入端通过管道连通所述汇流装置2的汇流左出口201，输入端通过管道连通所述分流装置5的分流左进口514，所述第二蒸发管1031的输入端通过管道连通所述汇流装置2的汇流右出口203，输入端通过管道连通所述分流装置5的分流右进口513。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (8)
1.太阳能、地热能综合利用供暖控制系统，其特征在于，包括：
用户侧，具有多个用户单元；
冷凝器，通过供热端热泵循环给用户侧供热；
蒸发器，与冷凝器连接，将吸收的混合热量作为热源传输至冷凝器；
汇流装置，输出端与蒸发器的输入端连接，输入端与地热能供热系统和太阳能供热系统分别连接，所述汇流装置包括：
汇流壳体；
汇流壳体的内部为一汇流调节腔，在汇流调节腔内设置有汇流调节芯体，
所述汇流调节芯体将汇流调节腔分成两个密闭的汇流左区和汇流右区，
在汇流左区一侧的汇流壳体上开设有汇流左进口，
在汇流右区一侧的汇流壳体上开设有汇流右进口，以及
在汇流调节芯体中间位置且位于汇流左进口、汇流右进口的对侧分别设置有汇流左出口和汇流右出口，汇流左出口和汇流右出口与汇流接头连通，所述汇流接头固定在汇流壳体上；
汇流调节杆，一端固定在汇流调节芯体的左侧，另一端穿过汇流壳体与汇流固定块固定，所述汇流固定块固定在汇流丝杠螺母上，所述汇流丝杠螺母固定在汇流直线丝杠上，所述汇流直线丝杠固定在汇流电机上；
控制装置依据控制指令驱动汇流电机带动汇流直线丝杠转动，以带动汇流丝杠螺母在汇流直线丝杠上直线运动，汇流丝杠螺母带动汇流调节杆以控制汇流装置内的汇流调节芯体运动，以同步调节汇流左进口和汇流右进口的开度；
控制装置；
依据用户侧室内、外温度的变化获取调控信号，控制装置接收调控信号并加载调控机制，基于所述调控机制，判断模块判断调控信号在调控机制内对应的控制指令，控制装置发送控制指令驱动汇流电机带动汇流调节杆以控制汇流装置内的汇流调节芯体运动，以同步调节地热端和太阳能端的热源流量开度，促使经流蒸发器内的混合热源发生改变，再通过供热端热泵循环，从而调控冷凝器端供热以达到对用户侧热能供给的调节控制；
所述汇流调节芯体在汇流调节腔内移动时，对汇流左进口/汇流右进口进行遮挡或让开形成降低流量和增加流量。
2.根据权利要求1所述的太阳能、地热能综合利用供暖控制系统，其特征在于，所述地热能供热系统包括：
地热井，设置在地热井内的井下换热器，井下换热器中的水经汇流装置至蒸发器冷却后再经地源侧循环泵流回至地热井内。
3.根据权利要求1所述的太阳能、地热能综合利用供暖控制系统，其特征在于，所述太阳能供热系统包括：
太阳能电池板，该太阳能电池板经光、电能转换将转换的直流电通过控制器存储在蓄电池组内，
蓄电池组连接逆变器，逆变器将直流电转化为交流电；
经逆变器转化的交流电为真空锅炉供电；
真空锅炉通过电能转化将热媒水加热经汇流装置供给至蒸发器，
经蒸发器冷却后再经锅炉侧循环泵流回至真空锅炉内。
4.根据权利要求1所述的太阳能、地热能综合利用供暖控制系统，其特征在于，所述蒸发器回流端设置有分流装置，控制装置依据对汇流装置的控制同步对分流装置进行相同的控制。
5.根据权利要求1所述的太阳能、地热能综合利用供暖控制系统，其特征在于，还包括补水系统，
该补水系统包括：
软化水设备，一端接入自来水管路，另一端与软化水箱连接，
所述软化水箱通过第一补水泵向冷凝器与用户侧循环管路补水，
并经过第二水泵向地源侧循环管路补水，
以及，经第一补水泵还向真空锅炉补水。
6.根据权利要求1所述的太阳能、地热能综合利用供暖控制系统，其特征在于，所述汇流调节芯体左侧设置有汇流左弹簧安装槽，汇流左弹簧安装槽内设置有汇流左弹簧，所述汇流调节芯体右侧设置有汇流右弹簧安装槽，汇流右弹簧安装槽内设置有汇流右弹簧。
7.根据权利要求1-6任一所述的太阳能、地热能综合利用供暖控制系统进行供暖控制的方法，其特征在于，所述方法基于用户侧实时温度的需求变化由控制装置控制流入汇流装置内地热端和太阳能端的热源流量开度以达到对用户侧热能供给调节控制的方法，该方法包括：
依据用户侧室内、外温度的变化获取调控信号，控制装置接收调控信号并加载调控机制，基于所述调控机制，判断模块判断调控信号在调控机制内对应的控制指令，控制装置发送控制指令驱动汇流电机带动汇流调节杆以控制汇流装置内的汇流调节芯体运动，以同步调节地热端和太阳能端的热源流量开度，促使经流蒸发器内的混合热源发生改变，再通过供热端热泵循环，从而调控冷凝器端供热以达到对用户侧热能供给的调节控制。
8.根据权利要求7所述的太阳能、地热能综合利用供暖控制系统，其特征在于，所述调控机制是基于用户侧室内、外温度的变化设定的在多个调控范围内对流入汇流装置内的地热端和太阳能端的热源流量进行不同等级的热源流量开度同步调控，促使经流蒸发器内的混合热源发生改变，再通过供热端热泵循环，从而调控冷凝器端供热以达到对用户侧热能供给的调节控制。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111154450.2A CN114017829B (zh) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | 太阳能、地热能综合利用供暖控制方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111154450.2A CN114017829B (zh) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | 太阳能、地热能综合利用供暖控制方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114017829A CN114017829A (zh) | 2022-02-08 |
| CN114017829B true CN114017829B (zh) | 2023-02-03 |
Family
ID=80055219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111154450.2A Active CN114017829B (zh) | 2021-09-29 | 2021-09-29 | 太阳能、地热能综合利用供暖控制方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114017829B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103307803A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-09-18 | 南京溧马新能源科技有限公司 | 一种复合利用能量的冷、热水供应装置 |
| KR20170033469A (ko) * | 2015-09-16 | 2017-03-27 | 주식회사 탑솔 | 태양열, 지열 또는 외부공기열원으로 이루어진 3중 융합 열에너지를 선택적으로 활용한 냉난방시스템 및 이를 이용한 제어방법 |
| JP2017146054A (ja) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 熱利用装置 |
| KR101775024B1 (ko) * | 2016-09-09 | 2017-09-04 | 주식회사 제이앤지 | 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템 |
| JP2017227416A (ja) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | 株式会社ダイワテック | 冷暖房システム |
| CN111964196A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-11-20 | 常州海卡太阳能热泵有限公司 | 太阳能相变蓄冷空调系统及控制方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20170211829A1 (en) * | 2016-01-25 | 2017-07-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optimised heat pump system |
| CN213777864U (zh) * | 2020-11-25 | 2021-07-23 | 金大地新能源（天津）集团股份有限公司 | 多元供热热源的流量分配装置 |
-
2021
- 2021-09-29 CN CN202111154450.2A patent/CN114017829B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103307803A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-09-18 | 南京溧马新能源科技有限公司 | 一种复合利用能量的冷、热水供应装置 |
| KR20170033469A (ko) * | 2015-09-16 | 2017-03-27 | 주식회사 탑솔 | 태양열, 지열 또는 외부공기열원으로 이루어진 3중 융합 열에너지를 선택적으로 활용한 냉난방시스템 및 이를 이용한 제어방법 |
| JP2017146054A (ja) * | 2016-02-19 | 2017-08-24 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 熱利用装置 |
| JP2017227416A (ja) * | 2016-06-24 | 2017-12-28 | 株式会社ダイワテック | 冷暖房システム |
| KR101775024B1 (ko) * | 2016-09-09 | 2017-09-04 | 주식회사 제이앤지 | 지열, 태양열 및 폐열 에너지 융합 시스템 |
| CN111964196A (zh) * | 2020-09-10 | 2020-11-20 | 常州海卡太阳能热泵有限公司 | 太阳能相变蓄冷空调系统及控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114017829A (zh) | 2022-02-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Dannemand et al. | Performance of a demonstration solar PVT assisted heat pump system with cold buffer storage and domestic hot water storage tanks | |
| CN104864449B (zh) | 一种具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置及应用 | |
| CN100432547C (zh) | 太阳能-地源联合供暖供热水供电制冷系统及其操作方法 | |
| CN204555418U (zh) | 一种风光储热式冷热电联供系统 | |
| CN105914863B (zh) | 自适应风气光热能源优化系统及控制方法 | |
| WO2007000112A1 (fr) | Procede de production d'eau chaude utilisant des ressources thermiques combinees d'energie solaire et de pompe thermique, permettant de chauffer l'eau a plusieurs etapes et d'accumuler l'energie, et dispositif specifique a la mise en oeuvre du procede | |
| CN209027121U (zh) | 一种高效太阳能集热联合电能供热系统 | |
| CN216716614U (zh) | 一种风光电热互补式冷热水双供系统 | |
| CN106451724A (zh) | 太阳能与单井循环热泵调温、供电、供热水系统及方法 | |
| CN106679232A (zh) | 一种低倍聚光的太阳能热/电/冷一体化集成系统 | |
| CN110145796A (zh) | 一种太阳能支撑的微能源网 | |
| CN103528114B (zh) | 分布式、非蓄电、非逆变太阳光伏变功率蓄能电热系统及控制方法 | |
| CN203719233U (zh) | 太阳能热泵热电联产系统 | |
| CN113669708A (zh) | 基于多能源互补的稠油热采注汽系统 | |
| CN204693564U (zh) | 一种具有太阳能、低谷电加热蓄能的热水供热装置 | |
| CN205878678U (zh) | 太阳能风能空气能采暖制冷及热水系统 | |
| CN114017829B (zh) | 太阳能、地热能综合利用供暖控制方法及系统 | |
| CN114017860B (zh) | 太阳能、地热能综合利用供冷控制方法及系统 | |
| CN215892301U (zh) | 基于多能源互补的稠油热采注汽系统 | |
| CN216522492U (zh) | 一种基于可再生能源耦合应用的零碳冷热供应系统 | |
| CN115095895A (zh) | 一种多能源联合驱动的复合系统及其调控方法 | |
| CN104879953A (zh) | 一种光能、风能和地热能综合利用装置 | |
| CN212777604U (zh) | 一种太阳能与地源热泵综合供热洗浴系统 | |
| CN210004497U (zh) | 一种可再生能源多能互补供热系统 | |
| CN114216152A (zh) | 一种偏远地区能源供给系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |