[發明專利]基于多種清潔能源的模塊化組合式智能供熱系統及方法

在審

• 申請號: 202110679622.1
• 申請日: 2019-01-27
• 公開（公告）號: CN113324278A
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 孫佰仲;劉鐘澤;高龍;車德勇;單亞順;張永勝;胡煥智;呂英志
• 申請（專利權）人: 東北電力大學;吉林市安瑞克電氣科技有限責任公司;吉林市智深科技有限公司
• 主分類號: F24D11/02
• 分類號: F24D11/02;F24D19/10
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 程華

本發明涉及一種基于多種清潔能源的模塊化組合式智能供熱系統及方法，屬于集中供熱技術領域，基于多種清潔能源的模塊化組合式智能供熱系統包括熱源集成模塊互補供熱系統和源?網?荷協調的智慧控制系統；熱源集成模塊互補供熱系統包括熱源集成模塊、短期蓄熱水箱和第一換熱器；熱源集成模塊包括跨季節蓄熱水箱、主給水管、主回水管、第一循環泵、太陽能供熱單元、水源供熱回路、空氣源供熱回路和生物質鍋爐供熱回路。可根據當地資源條件、天氣條件選擇熱源模塊組合，根據供熱季天氣預報預測短期熱負荷變化趨勢，進而利用源?網?荷協調的智慧控制系統對熱網和熱源進行智能調節，以實現最小熱量損失的清潔能源供熱。

本申請是名為《一種基于多種清潔能源的模塊化組合式智能供熱系統》的專利申請的分案申請，原申請的申請日為2019年01月27日，申請號為201910076887.5。

技術領域

本發明涉及集中供熱領域，特別是涉及一種基于多種清潔能源的模塊化組合式智能供熱系統及方法。

背景技術

冬季北方地區燃煤供熱導致霧霾加劇，棄風棄光嚴重，可再生清潔能源的優勢變得愈發顯著。太陽能集熱供熱可以低成本為人們供熱及提供生活熱水，但單獨采用太陽能供熱系統存在負荷難以保證、受天氣情況變化影響、連續性差等大問題；太陽能跨季節儲熱供熱技術可以有效利用夏季豐富的太陽能資源，但其熱量儲存不穩定，技術尚未完全成熟，冬季供熱時可利用熱量相對不穩定。

空氣源熱泵雖然能最大程度節約電能，綠色環保，使用壽命高，但受室外氣溫波動影響氣體運動極不穩定，且存在供熱量與供熱季節的需熱量不一致的弱點；水源熱泵因水資源區域差別使其大面積推廣應用受到限制；生物質鍋爐供熱既綠色環保又經濟，而且生物質是可再生能源，供熱制約條件少，形式靈活，但生物質能的利用存在資源供應能力不足，資源分散，原料收集成本高等問題。

從上述問題可以看出，幾種能源供熱技術在單獨使用時均會受到自身資源狀況的影響，并且一旦出現故障沒有替代熱源，導致供熱系統運行安全性與穩定性差，所以提出了多種能源系統模塊化組合的想法，在單一能源供熱不足的情況下實現多種能源耦合作用，為城鄉集中供熱管網無法覆蓋的公共建筑、企業園區、居民小區提供穩定充足的生活用熱，基于這些問題，我們開發了一種能源模塊化組合智慧供熱系統。

發明內容

本發明的目的是提供一種具有多種可再生能源互補特點的智能供熱系統，將太陽能跨季節儲熱，水源空氣源熱泵及生物質鍋爐有機組合起來，可經濟有效智能地向熱用戶進行供暖。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于多種清潔能源的模塊化組合式智能供熱系統，所述基于多種清潔能源的模塊化組合式智能供熱系統包括熱網系統和熱用戶，所述基于多種清潔能源的模塊化組合式智能供熱系統還包括：熱源集成模塊互補供熱系統和源-網-荷協調的智慧控制系統；

所述熱源集成模塊互補供熱系統包括熱源集成模塊、短期蓄熱水箱和第一換熱器；

所述熱源集成模塊的熱水出口與所述短期蓄熱水箱的蓄熱進口連接；

所述熱源集成模塊的熱水進口與所述短期蓄熱水箱的蓄熱出口連接；

所述短期蓄熱水箱的取熱出口通過熱網系統與熱用戶的供熱給水連接；

所述短期蓄熱水箱的取熱進口通過熱網系統與熱用戶的供熱回水連接；

所述短期蓄熱水箱內設置溫度傳感器和相變蓄熱體；所述相變蓄熱體內填充復合相變材料；

所述熱源集成模塊包括跨季節蓄熱水箱、主給水管、主回水管、第一循環泵、太陽能供熱單元、水源供熱回路、空氣源供熱回路和生物質鍋爐供熱回路；

所述跨季節蓄熱水箱通過作為熱源集成模塊熱水出口的主給水管與短期蓄熱水箱的蓄熱進口連接、通過作為熱源集成模塊熱水進口的主回水管與短期蓄熱水箱的蓄熱出口連接；