CN201983524U - 一种独立发电式多能互补地源热泵系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种独立发电式多能互补地源热泵系统，包括地源热泵机组，所述地源热泵机组通过管路连接有太阳能水箱，所述太阳能水箱通过管路连通有光伏太阳能集热器，所述光伏太阳能集热器上设有光伏太阳能电池组，所述光伏太阳能电池组电连接有风力发电装置，本实用新型集光伏发电技术、风力发电技术、太阳能集热器及储热技术、地源热泵于一体，它克服了光伏发电过程太阳能利用效率低的缺点，对剩余太阳能进行回收，在冬季和夏季对太阳能充分利用，达到节能环保的效果，在阳光较充足的地区，可广泛推广使用，适于批量生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种地源热泵系统，具体的说，涉及一种使用光伏和风力发电作为驱动能源的独立发电式多能互补地源热泵系统。
背景技术
太阳能是一种清洁、经济、稳定的热源。我国的太阳能资源相对丰富，光伏发电和太阳能热水器产业经过几年的快速发展已经形成了产业化生产，技术不断创新，产品性能得到不断的改进优化，目前正在被广泛的应用。在光伏发电过程中，太阳能利用效率只有百分之十几，大量能量被浪费掉了，而对这些能量进行回收，可大大提高对太阳能的利用率。
我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大；有的地方，一年三分之一以上的时间都是大风天，在这些地区，发展风力发电是很有前途的。
晴天光照强，阴雨天风力较大；夏天太阳照射强，冬天风力较大，利用太阳能和风能的互补性，通过风光互补的太阳能和风能发电设备集成系统可为用户较为稳定的供电。
热泵空调机组是通过热泵循环，消耗少量能源从低品位热源中吸取冷热量，向提供较多的可用冷热量。在空调领域，地源热泵技术以其节能、环保、稳定而得到广泛的应用，但能够同时利用光伏和风力发电作为地源热泵机组驱动能源，并利用太阳能产生低温热水供给地源热泵机组做热源，产生较高温度热水供空调用户使用的技术，目前还几乎是空白。
实用新型内容
本实用新型要解决的问题是提供一种使用光伏和风力发电作为驱动能源独立发电式多能互补地源热泵系统，能够在直接进行光伏发电的同时，剩余的大量太阳能量被太阳能集热器吸收，产生低温热水，提供给地源热泵机组作为热源，这样即可充分利用太阳能资源，同时由于太阳能集热器生产低温热水，可使集热效率极大提高。
为解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案是：
一种独立发电式多能互补地源热泵系统，包括地源热泵机组，所述地源热泵机组通过管路连接有太阳能水箱，所述太阳能水箱通过管路连通有光伏太阳能集热器，其特征在于：所述光伏太阳能集热器上设有光伏太阳能电池组，所述光伏太阳能电池组电连接有风力发电装置。
以下是本实用新型对上述方案的进一步改进：
所述风力发电装置与光伏太阳能电池组之间设有储能转换装置，所述储能转换装置与地源热泵机组电连接。
光伏太阳能电池组将太阳能转换为电能，风力发电装置将风能转化为电能，储能转换装置将太阳能电池和风力发电装置产生的电能储存并转换为标准交流电能用来直接驱动地源热泵机组。
进一步改进：所述太阳能水箱与光伏太阳能集热器之间的连接管路上安装有热源循环泵。
所述太阳能水箱与地源热泵机组之间的连接管道上设有热源水泵。
所述太阳能水箱通过管路连接有辅助太阳能热水集热器，所述辅助太阳能热水集热器与光伏太阳能集热器通过管路连通。
所述辅助太阳能热水集热器与光伏太阳能集热器之间的连通管路上设有地埋管换热器。
当利用光伏太阳能集热器吸收光伏发电剩余热量制取的低温热水作为热源，提供空调用热水时，不足的热量由辅助太阳能集热器和地埋管提供。
进一步改进：所述太阳能水箱与辅助太阳能集热器之间的连接管道上设有太阳能温差循环泵。
本实用新型采用上述方案，光伏太阳能集热器和辅助太阳能集热器收集热量，通过太阳能水泵以低温热水的形式进入太阳能水箱，太阳能水箱内的低温热水通过热源水泵供给地源热泵机组用于冬季制取较高温度热水经空调水泵供给用户。
冬季本系统在供热工况运行时，利用太阳能光伏和风力发电装置驱动地源热泵，利用光伏太阳能集热器吸收光伏发电剩余热量制取的低温热水作为热源，提供空调用热水，不足的热量由辅助太阳能集热器提供。当太阳能和风力发电不足时，使用发电储备能源、备用电源或电网电源作为驱动能源，驱动机组从空气中吸取热量制取空调用热水。
夏季本系统在供冷工况运行时，利用太阳能光伏发电系统驱动地源热泵，通过地源热泵机组从空气中吸取冷量制取空调用冷水。夜间和太阳能不足时使用太阳能光伏发电储备能源、备用电源或公共电网电源作为驱动能源，驱动机组运行。
本实用新型集光伏发电技术、风力发电技术、太阳能集热器及储热技术、地源热泵于一体，它克服了光伏发电过程太阳能利用效率低的缺点，对剩余太阳能进行回收。在冬季和夏季对太阳能充分利用，达到节能环保的效果，在阳光较充足的地区，可广泛推广使用，适于批量生产。
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
附图说明
附图为本实用新型实施例中独立发电式多能互补地源热泵系统的系统原理图。
图中：1-光伏太阳能电池组；2-风力发电装置；3-储能转换装置；4-地源热泵机组；5-太阳能水箱；6-辅助太阳能热水集热器；7-热源循环泵；8-热源水泵；9-空调水泵；10-光伏太阳能集热器；11-地埋管换热器；12-空调供水管路；13-空调回水管路；14-太阳能温差循环泵。
具体实施方式
实施例，如图所示，一种独立发电式多能互补地源热泵系统，包括地源热泵机组4，所述地源热泵机组4通过管路连接有太阳能水箱5，所述太阳能水箱5通过管路连通有光伏太阳能集热器10，所述光伏太阳能集热器10上设有光伏太阳能电池组1，所述光伏太阳能电池组1电连接有风力发电装置2。
所述风力发电装置2与光伏太阳能电池组1之间设有储能转换装置3，所述储能转换装置3与地源热泵机组4电连接，地源热泵机组4上设有空调供水管路12和空调回水管路13，在空调供水管路12上安装有空调水泵9。
光伏太阳能电池组1将太阳能转换为电能，风力发电装置2将风能转换为电能，储能转换装置3将产生的电能储存并转换为标准交流电能用来直接驱动地源热泵机组4。
所述太阳能水箱5与光伏太阳能集热器10之间的连接管路上安装有热源循环泵7。
所述太阳能水箱5与地源热泵机组4之间的连接管道上设有热源水泵8。
所述太阳能水箱5通过管路连接有辅助太阳能热水集热器6，所述辅助太阳能热水集热器6与光伏太阳能集热器10通过管路连通。
所述辅助太阳能热水集热器6与光伏太阳能集热器10之间的连通管路上设有地埋管换热器11。
所述太阳能水箱5与辅助太阳能集热器6之间的连接管道上设有太阳能温差循环泵14。
当地源热泵机组4利用光伏太阳能集热器10吸收光伏发电剩余热量制取的低温热水作为热源，提供空调用热水时，不足的热量由辅助太阳能集热器6提供，光伏太阳能集热器10和地埋管换热器11吸收热量，通过热源循环泵以低温热水10-20℃的形式进入太阳能水箱5，太阳能水箱5内的低温热水通过热源水泵供给地源热泵机组用于冬季制取较高温度45-50℃热水经空调水泵供给用户。
冬季本系统在供热工况运行时，利用太阳能光伏发电和风力发电装置驱动地源热泵，利用光伏太阳能集热器和地埋管换热器制取的低温热水作为热源，提供空调用热水，不足的热量由辅助太阳能集热器提供。当太阳能和风力发电不足时，使用发电储备能源、备用电源或电网电源作为驱动能源，驱动机组从空气中吸取热量制取空调用热水。
夏季本系统在供冷工况运行时，利用太阳能光伏发电系统和风力发电装置驱动地源热泵，通过地源热泵机组从土壤中吸取冷量制取空调用冷水。当太阳能和风力发电不足时，使用发电储备能源、备用电源或电网电源作为驱动能源，驱动机组从土壤中吸取热量制取空调用热水。
Claims (7)
1.一种独立发电式多能互补地源热泵系统，包括地源热泵机组(4)，所述地源热泵机组(4)通过管路连接有太阳能水箱(5)，所述太阳能水箱(5)通过管路连通有光伏太阳能集热器(10)，其特征在于：所述光伏太阳能集热器(10)上设有光伏太阳能电池组(1)，所述光伏太阳能电池组(1)电连接有风力发电装置(2)。
2.根据权利要求1所述的一种独立发电式多能互补地源热泵系统，其特征在于：所述风力发电装置(2)与光伏太阳能电池组(1)之间设有储能转换装置(3)，所述储能转换装置(3)与地源热泵机组(4)电连接。
3.根据权利要求1或2所述的一种独立发电式多能互补地源热泵系统，其特征在于：所述太阳能水箱(5)与光伏太阳能集热器(10)之间的连接管路上安装有热源循环泵(7)。
4.根据权利要求3所述的一种独立发电式多能互补地源热泵系统，其特征在于：所述太阳能水箱(5)与地源热泵机组(4)之间的连接管道上设有热源水泵(8)。
5.根据权利要求4所述的一种独立发电式多能互补地源热泵系统，其特征在于：所述太阳能水箱(5)通过管路连接有辅助太阳能热水集热器(6)，所述辅助太阳能热水集热器(6)与光伏太阳能集热器(10)通过管路连通。
6.根据权利要求5所述的一种独立发电式多能互补地源热泵系统，其特征在于：所述辅助太阳能热水集热器(6)与光伏太阳能集热器(10)之间的连通管路上设有地埋管换热器(11)。
7.根据权利要求6所述的一种独立发电式多能互补地源热泵系统，其特征在于：所述太阳能水箱(5)与辅助太阳能集热器(6)之间的连接管道上设有太阳能温差循环泵(14)。
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|---|---|---|---|---|
| CN102635980A (zh) * | 2012-05-07 | 2012-08-15 | 上海理工大学 | 太阳能光伏热泵系统 |
| CN104579163A (zh) * | 2015-01-27 | 2015-04-29 | 中国空间技术研究院 | 一种利用地外星表土壤资源的太阳能蓄热发电系统 |
| CN104879947A (zh) * | 2014-04-26 | 2015-09-02 | 吕海波 | 无电制冷制热消防应急系统 |
| CN106247681A (zh) * | 2016-08-30 | 2016-12-21 | 华北电力大学（保定） | 一种风光互补的自供能混合型双热源热泵供暖空调系统 |
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