CN114383182A - 一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,包括光伏组件、汇流单元、直流配电柜、供热系统、变压器、专用变压器、交流配电柜、380V市电、深层埋管型地热井和末端用热用户,所述光伏组件与汇流单元电连接,所述直流配电柜与汇流单元电连接,所述供热系统与直流配电柜电连接,所述变压器和交流配电柜均与供热系统电连接。该利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,在电力使用侧耦合光伏发电及蓄电装置,利用太阳能发电和蓄电,在电网高峰时采用光伏发电及蓄电电量给热泵机组提供电量,减小因供热用电对电网系统造成的冲击及影响,降低供热运行成本,从而实现了供热系统能够进行用电储备,且增加了供热系统的稳定性和安全性。

Description

一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统
技术领域
本发明涉及光电技术领域,具体为一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统。
背景技术
热泵是一种输入一部分电能将低温热源的热能转移到高温热源的装置,来实现冬季供暖,通常用于热泵装置的低温热源是我们周围的介质-地热水、城市污水,地表水和空气能等低温热源,热泵装置工作时需要一部分电能来满足能源的转换,传统热泵的电能主要来源于城市电网。
传统中深层地热集中供暖,其原理是通过开发地热资源获取地热水,通过梯级利用技术将地热水的热量提取出来用于供暖,并将取热后的尾水还回地下,从热源井提取出热水,经过旋流除砂器去除水中杂质后,再进入到站房的换热器中,通过板换对二级管网中的软化水进行热交换,最后送入住户室内进行供热,换完热的井水再经过过滤器进行二次过滤后,回灌至地下同一热储层,并且现有的热泵机组需要输入电能实现能量的高效转换,在冬季供暖期间,大规模的供暖的形式,电力消耗增长迅速,高峰电力紧张,低峰电力又得不到充分应用,因此,如何转移高峰电力需求,“移峰填谷”,平衡电力供应,提高电能的有效利用。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供了一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,具备环保节能的优点,解决了传统的供热系统会造成地下水损失和污染,从而避免回灌难和地下水串层等问题。
本发明提供如下技术方案:一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,包括光伏组件、汇流单元、直流配电柜、供热系统、变压器、专用变压器、交流配电柜、380V市电、深层埋管型地热井和末端用热用户,所述光伏组件的输出端与汇流单元的输入端电连接,所述直流配电柜的输入端与汇流单元的输出端电连接,所述供热系统输入端与直流配电柜的输出端电连接,所述变压器的输入端和交流配电柜的输入端均与供热系统的输出端电连接,所述交流配电柜的输入端与变压器的输入端均与交流配电柜的输出端电连接,所述380V市电的输入端与交流配电柜的输出端电连接,所述深层埋管型地热井输入端和输出端与供热系统输出端双向电连接,所述末端用热用户输入端和输出端与供热系统双向电连接。
进一步,所述供热系统包括太阳电池、检测系统和热泵主机。
进一步,所述供热系统可以通过太阳电池阵列吸收太阳能转换为电能控制和监测系统进行电能储存和释放。
进一步,所述供热系统因非采暖季光伏生产的电能可通过专用变压器及交流配电柜输送至电网。
进一步,所述热泵主机通过光伏产生的电能将从换热介质水中提取的低品位热量转换为高品位热量输送至末端用热用户。
进一步,所述深层埋管型地热井形成的换热介质水可以在地面与井下进行回路循环。
进一步,所述换热介质水在吸收地下热储层热量后返至地面利用,释放热量后再返回地下吸热,往复循环。
进一步,所述供热系统具备监测和显示功能。
与现有技术相比,本申请的技术方案具备以下有益效果:
该利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,通过人工钻井的方式在热储层中形成可以让换热介质在地面与井下循环的回路,换热介质在吸收地下热储层热量后返至地面利用,释放热量后再返回地下吸热,往复循环,整个换热过程不开采地下水,不会造成地下水损失和污染,避免了回灌难、地下水串层等问题,同时在电力使用侧耦合光伏发电及蓄电装置,利用太阳能发电和蓄电,在电网高峰时采用光伏发电及蓄电电量给热泵机组提供电量,减小因供热用电对电网系统造成的冲击及影响,降低供热运行成本,从而实现了供热系统能够进行用电储备,且增加了供热系统的稳定性和安全性。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
图中:1光伏组件、2汇流单元、3直流配电柜、4供热系统、5变压器、6专用变压器、7交流配电柜、8 380V市电、9深层埋管型地热井、10末端用热用户。
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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本实施例中的一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,包括光伏组件1、汇流单元2、直流配电柜3、供热系统4、变压器5、专用变压器6、交流配电柜7、380V市电8、深层埋管型地热井9和末端用热用户10,光伏组件1的输出端与汇流单元2的输入端电连接,直流配电柜3的输入端与汇流单元2的输出端电连接,供热系统4输入端与直流配电柜3的输出端电连接,变压器5的输入端和交流配电柜6的输入端均与供热系统4的输出端电连接,交流配电柜7的输入端与变压器5的输入端均与交流配电柜6的输出端电连接,380V市电8的输入端与交流配电柜7的输出端电连接,深层埋管型地热井9输入端和输出端与供热系统4输出端双向电连接,末端用热用户10输入端和输出端与供热系统4双向电连接。
具体的,供热系统4包括太阳电池、检测系统和热泵主机。
具体的,供热系统4可以通过太阳电池阵列吸收太阳能转换为电能控制和监测系统进行电能储存和释放。
具体的,供热系统4因非采暖季光伏生产的电能可通过专用变压器6及交流配电柜7输送至电网。
具体的,热泵主机通过光伏产生的电能将从换热介质水中提取的低品位热量转换为高品位热量输送至末端用热用户10。
具体的,深层埋管型地热井9形成的换热介质水可以在地面与井下进行回路循环。
具体的,换热介质水在吸收地下热储层热量后返至地面利用,释放热量后再返回地下吸热,往复循环。
具体的,供热系统4具备监测和显示功能。
供热系统4中太阳电池阵列吸收太阳能转换为电能通过控制和监测系统进行电能储存和释放,通过直流配电柜3输送至光伏专用离心机,供热系统4因非采暖季光伏生产的电能可通过变压器5及交流配电柜7输送至电网,另外在日照条件差时,供热系统4可切换使用市政电网产生的点满足热泵主机的使用需求,深层埋管型地热井9通过人工钻井的方式在热储层中形成可以让换热介质水在地面与井下循环的回路,换热介质水在吸收地下热储层热量后返至地面利用,释放热量后再返回地下吸热,往复循环,整个换热过程不开采地下水,不会造成地下水损失和污染,避免了回灌难和地下水串层等问题,热泵主机通过光伏产生的电将从换热介质水中提取的低品位热量转换为高品位热量输送至末端用热用户10。
上述实施例的工作原理为:
通过人工钻井的方式在热储层中形成可以让换热介质在地面与井下循环的回路,换热介质在吸收地下热储层热量后返至地面利用,释放热量后再返回地下吸热,往复循环,整个换热过程不开采地下水,不会造成地下水损失和污染,避免了回灌难、地下水串层等问题,同时在电力使用侧耦合光伏发电及蓄电装置,利用太阳能发电和蓄电,在电网高峰时采用光伏发电及蓄电电量给热泵机组提供电量,减小因供热用电对电网系统造成的冲击及影响,降低供热运行成本,从而实现了供热系统4能够进行用电储备,且增加了供热系统4的稳定性和安全性。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,其特征在于:包括光伏组件(1)、汇流单元(2)、直流配电柜(3)、供热系统(4)、变压器(5)、专用变压器(6)、交流配电柜(7)、380V市电(8)、深层埋管型地热井(9)和末端用热用户(10);
所述光伏组件(1)的输出端与汇流单元(2)的输入端电连接,所述直流配电柜(3)的输入端与汇流单元(2)的输出端电连接,所述供热系统(4)输入端与直流配电柜(3)的输出端电连接,所述变压器(5)的输入端和交流配电柜(6)的输入端均与供热系统(4)的输出端电连接,所述交流配电柜(7)的输入端与变压器(5)的输入端均与交流配电柜(6)的输出端电连接,所述380V市电(8)的输入端与交流配电柜(7)的输出端电连接,所述深层埋管型地热井(9)输入端和输出端与供热系统(4)输出端双向电连接,所述末端用热用户(10)输入端和输出端与供热系统(4)双向电连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,其特征在于:所述供热系统(4)包括太阳电池、检测系统和热泵主机。
3.根据权利要求1所述的一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,其特征在于:所述供热系统(4)可以通过太阳电池阵列吸收太阳能转换为电能控制和监测系统进行电能储存和释放。
4.根据权利要求1所述的一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,其特征在于:所述供热系统(4)因非采暖季光伏生产的电能可通过专用变压器(6)及交流配电柜(7)输送至电网。
5.根据权利要求2所述的一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,其特征在于:所述热泵主机通过光伏产生的电能将从换热介质水中提取的低品位热量转换为高品位热量输送至末端用热用户(10)。
6.根据权利要求1所述的一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,其特征在于:所述深层埋管型地热井(9)形成的换热介质水可以在地面与井下进行回路循环。
7.根据权利要求6所述的一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,其特征在于:所述换热介质水在吸收地下热储层热量后返至地面利用,释放热量后再返回地下吸热,往复循环。
8.根据权利要求1所述的一种利用光电耦合深层埋管型地热的供热系统,其特征在于:所述供热系统(4)具备监测和显示功能。
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