[發明專利]基于風力磁渦流的海水源熱泵供暖裝置及其控制方法

有效

• 申請號: 202110332093.8
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113048539B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 湯旭晶;郭炅;張家弼;呂欣;高一博;柳言;何澤華;鄭驊圣
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F24D11/02
• 分類號: F24D11/02;F24D19/10
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

本發明公開了一種基于風力磁渦流的海水源熱泵供暖裝置及其控制方法，該裝置包括四種供暖模式：風能獨立供暖：供暖設備直接與儲熱水箱相連，儲熱水箱通過永磁渦輪制熱器制熱；風能串聯海洋能供暖：供暖設備與海水源熱泵相連，海水源熱泵、海水換熱器和儲熱水箱串聯成環；風能間接加熱供暖：供暖設備與海水源熱泵相連，第一環和第二環相連；海水源熱泵單獨供暖：供暖設備與海水源熱泵相連，海水源熱泵通過第二環制熱。本發明能夠根據負載需要和外界環境變化及時調整制暖模式，維持穩定制暖效率，并在滿足建筑熱負荷情況下，以維持穩定發電效率，緩解供暖能源消耗壓力，充分實現海洋溫差能和風能的合理利用。

技術領域

本發明屬于供熱系統技術領域，具體涉及一種基于風力磁渦流的海水源熱泵供暖裝置及其控制方法。

背景技術

人們在日常生活中所需能源的主要形式為熱能，而冬季供暖這種低溫熱能的使用要占到一半以上。特別是在高緯度沿海地區，海洋溫差能屬低品位能源，目前沒有大規模商業化應用的主要原因是循環熱效率低。為了緩解供暖所造成的能源消耗壓力，利用海洋能，并將風能轉化為熱能的研究對于緩解能源緊缺的問題具有十分重要的意義。

由于風能的不穩定性和不連續性，為了合理并充分利用風能，確保風力磁渦流的海水源熱泵供暖的連續性，系統要求控制系統能夠根據負載需要和外界環境變化及時調整設備狀態，維持穩定制暖效率，并在滿足建筑熱負荷情況下，以維持穩定發電效率。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種基于風力磁渦流的海水源熱泵供暖裝置及其控制方法，根據負載需要和外界環境變化及時調整制暖模式，維持穩定制暖效率，并在滿足建筑熱負荷情況下，以維持穩定發電效率，緩解供暖能源消耗壓力，解決現有技術中無法有效利用不穩定的風能以及能量密度低的海洋能的技術問題。

本發明提供的技術方案如下：

一種基于風力磁渦流的海水源熱泵供暖裝置，包括：第一儲液罐、永磁渦輪制熱器、儲熱水箱、蓄熱水換熱器、海水源熱泵、海水換熱器和供暖設備；其中，第一儲液罐、永磁渦輪制熱器和儲熱水箱串聯成第一環，蓄熱水換熱器、海水源熱泵和海水換熱器串聯成第二環，第一環和第二環通過儲熱水箱和蓄熱水換熱器相連；供暖設備分別與儲熱水箱、海水源熱泵串聯；海水源熱泵入水口處設有加熱設備；

該裝置還包括垂直軸風機、發電機、電磁離合、接觸器和電池；垂直軸風機與發電機相連，發電機通過電磁離合與永磁渦輪制熱器相連，發電機還通過接觸器與電池相連；

該裝置包括四種供暖模式：

MODEL1-風能獨立供暖：供暖設備直接與儲熱水箱相連，儲熱水箱通過永磁渦輪制熱器制熱；

MODEL2-風能直接串聯海洋能供暖：供暖設備與海水源熱泵相連，海水源熱泵、海水換熱器和儲熱水箱串聯成環；

MODEL3-風能間接串聯海洋能供暖：供暖設備與海水源熱泵相連，第一環和第二環相連；

MODEL4-海洋能單獨供暖：供暖設備與海水源熱泵相連，海水源熱泵通過第二環制熱。

優選地，供暖設備出水口連有第二儲液罐。

優選地，供暖設備為制暖盤管。

優選地，加熱設備為電阻絲加熱器。

優選地，電池為梯次電池。

本發明還提供一種用于上述的基于風力磁渦流的海水源熱泵供暖裝置的控制方法，包括以下步驟：

S1、設置室內的上限溫度X₁和下限溫度X₂；

S2、監測蓄熱水箱溫度t₀和海水源熱泵入水口溫度T₁；