[實用新型]一種基于能量管理的多熱源熱水系統

有效

• 申請號: 201320166080.9
• 申請日: 2013-04-03
• 公開（公告）號: CN203177295U
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 潘豐;沈焱鑫
• 申請（專利權）人: 江南大學
• 主分類號: F24D12/02
• 分類號: F24D12/02;F24D19/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種多熱源熱水系統，屬于熱水系統工程領域。?

背景技術

以太陽能集熱系統、空氣源(地熱源)熱泵熱水機組與余熱回收等多熱源有機組合的熱水系統工程，由于其能效比高、組合靈活和易于安裝實現等優點，近年來在建筑物熱水與采暖工程、工業供熱等技術領域獲得廣泛的應用，受到了高度關注與認可。由于系統熱負荷構成的多樣性，目前還缺乏有效的綜合考慮系統供熱負荷與初投資、構成熱源的性價比及系統運行成本、多種熱源調配與運行策略的方法，導致熱量利用率低。?

目前使用較廣泛的太陽能空氣源熱泵多熱源熱水系統，主要包括太陽能集熱器、集熱水箱、空氣源熱泵、電加熱裝置、余熱回收裝置、各類循環水泵、電磁閥、止流閥、管網及控制系統等部件。系統熱源由太陽能集熱系統、空氣源熱泵熱水系統、余熱回收系統聯合提供，電加熱系統作為特種氣候條件下的應急熱源。?

在太陽能空氣源熱泵多熱源熱水系統熱源中，一般將太陽能作為優先使用熱源，余熱作為常態熱源，熱泵熱源作為主流熱源，電加熱作為應急熱源；系統熱負荷能力及其能效比取決于系統的多熱源聯合供熱策略。多熱源系統的用能要求為：以獲得系統最佳能效比為目標，優先使用常態熱源(廢水余熱)、太陽能；根據季節與氣候條件及系統熱負荷供應目標，設定溫度、時間等運行參數，合理調配使用系統熱源構成及占比。?

實用新型內容

針對多目前使用較廣泛的太陽能空氣源熱泵多熱源熱水系統，，本實用新型提供了一種基于能量管理的多熱源熱水系統。在總體熱負荷需求總量一定的條件下，可以根據熱源構成、品位及其性價比，合理調配使用熱源，實現系統熱負荷供應最優能效比，?

本實用新型所采用的技術方案是：?

太陽能空氣源熱泵多熱源熱水系統由四個子系統組成：太陽能集熱子系統、空氣源熱泵熱水子系統、余熱回收子系統和電加熱應急子系統；太陽能作為優先使用熱源，余熱作為常態熱源，熱泵熱源作為主流熱源，電加熱作為應急熱源。各子系統根據如下用能策略、能量品位及其性價比有機協同，提供系統熱負荷需求總量。?

(1)太陽能集熱子系統采用溫差循環供熱，當T1＞T3(T1為集熱器出口水溫，T3為水箱實際水溫)，且T1-T3≥ΔT_P1on時，循環水泵P1運行，直至T1-T3≤ΔT_P1off時，循環水泵?P1停止(ΔT_P1on、ΔT_P1off為水泵P1啟動與停止設定溫差)。如此反復進行，直至T3≥Tset(Tset為水箱設定溫度)時停止。?

(2)空氣源熱泵熱水子系統采用定時段、定溫度目標循環供熱。在某時刻t₀，當T12≥THP(T12為環境氣溫，THP為熱泵經濟運行溫度)且T_3t0≤T_sett0(T_sett0為水箱設定在t₀時刻水溫，T_3t0為t₀時刻水箱實際溫度)時，熱泵HP及其循環水泵P2運行，直至T3≥T_set時停止。?

(3)余熱回收子系統由板式換熱器在自來水通過時進行余熱回收。?

(4)電加熱應急子系統擔負特種惡劣天氣下提供系統需求熱負荷，由人工應急啟動。?

本實用新型系統，可以根據季節與氣候條件及系統熱負荷供應要求，快速穩定實現控制總體目標。在總體熱負荷需求總量一定的條件下，可以根據熱源構成、品位及其性價比，合理調配使用熱源，實現系統熱負荷供應最優能效比，即多品位能量最佳管理。?

附圖說明

圖1是太陽能空氣源熱泵多熱源熱水系統組成示意圖。?

圖2是太陽能空氣源熱泵多熱源熱水系統用能策略示意框圖。?

圖3是熱水系統監測與控制流程。?

圖4是太陽能空氣源熱泵多熱源熱水系統中各熱源系統的運行流程。?

附圖1中T₁是集熱器出口水溫；T₃是水箱實際溫度；T₁₂是環境氣溫；H是水箱實際水位；P₁是集熱循環水泵；P₂是熱泵循環水泵。?