[發明專利]園區水系與能源耦合集成系統及方法

有效

• 申請號: 202110976513.6
• 申請日: 2021-08-24
• 公開（公告）號: CN113720043B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 張俊;王殿常;李楊
• 申請（專利權）人: 長江生態環保集團有限公司
• 主分類號: F25B30/06
• 分類號: F25B30/06;F24F5/00;C02F9/14;H02J7/35;H02J3/38
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

一種園區水系與能源耦合集成系統及方法，它包括水凈化模塊、能源模塊、調蓄模塊、河湖模塊、管網和調節裝置，通過依次連接水凈化模塊、能源模塊、調蓄模塊和管網，水凈化模塊與河湖模塊連通，管網位于河湖模塊內，抽吸水泵抽取河湖水體中的水形成工作水流，水源熱泵提取工作水流中的能量后將工作水流轉換成失溫水，失溫水經過調蓄模塊進入管網從噴泉頭排出與空氣充分交換熱量，并吸收氧氣改變水質，落入河湖水體與其耦合，推動河湖水體循環流動，調節裝置調節進水管進水溫度，改變水源熱泵工作能效，有利于提高水源熱泵能效的同時，促進水系健康，避免環境遭到污染，操作簡單方便。

技術領域

本發明專利屬于環保能源工程技術領域，涉及一種園區水系與能源耦合集成系統及方法。

背景技術

水源熱泵從水源中提取能量用于空調系統，即是通過輸入少量高品位能源，如電能，實現低溫位熱能向高溫位轉移，水體分別作為冬季熱泵供暖的熱源和夏季空調的冷源。其作為綠色能源技術，在產業園區、生活區等較為集中的地方，已被推廣，但水源熱泵提取后的水源因為存在失溫，當其排向環境水體時會造成環境污染，進而降低自然水系的水環境質量。目前面臨克服的問題是如何提高水源熱泵能效的同時，不降低水系的水質，避免環境遭到污染。

發明內容

本發明專利所要解決的技術問題是提供一種園區水系與能源耦合集成系統及方法，依次連接水凈化模塊、能源模塊、調蓄模塊和管網，水凈化模塊與河湖模塊連通，管網位于河湖模塊內，抽吸水泵抽取河湖水體中的水形成工作水流，水源熱泵提取工作水流中的能量后將工作水流轉換成失溫水，失溫水經過調蓄模塊進入管網從噴泉頭排出與空氣充分交換熱量，并吸收氧氣改變水質，落入河湖水體與其耦合，推動河湖水體循環流動，調節裝置調節進水管進水溫度，改變水源熱泵工作能效，有利于提高水源熱泵能效的同時，促進水系健康，避免環境遭到污染，操作簡單方便。

為解決上述技術問題，本發明專利所采用的技術方案是：一種園區水系與能源耦合集成系統，它包括水凈化模塊、能源模塊、調蓄模塊、河湖模塊、管網和調節裝置；所述水凈化模塊、能源模塊和調蓄模塊依次連接，水凈化模塊和調蓄模塊分別與河湖模塊和管網連通，調節裝置位于河湖模塊內與水凈化模塊的進水管的管口端頭連接。

所述水凈化模塊包括抽吸水泵連接的水質凈化裝置，抽吸水泵的進水管與河湖模塊連通。

所述能源模塊包括水源熱泵連接的空調系統及光伏發電裝置電性連接的儲能裝置，儲能裝置與水凈化模塊和調蓄模塊電性連接。

所述調蓄模塊包括調蓄池連接的排放水泵，以及與排放水泵連接的排放管。

所述河湖模塊包括位于環形水系內的河湖水體和水生植物，以位于河床下的深潭。

所述管網為環形結構，調蓄模塊的排放管與管網連通，管網位于環形水系內的河湖水體中；多個噴泉頭均為分布在排放管的連通節點兩側并與管網連通，該連通節點兩側的噴泉頭噴射的方向相反。

所述排放管與管網的連通節點和進水管與河湖模塊的連通節點位于管網同一中心軸線上；噴泉頭的數量在進水管與河湖模塊的連通節點兩側逐漸減少。

所述調節裝置包括升降缸連接的升降桿，以及與升降桿下端連接的抱箍，靠近抱箍處設置水溫傳感器，抱箍與進水管的管口端頭連接，升降缸和水溫傳感器與控制系統連接。

所述能源模塊的水源熱泵排出的失溫水經調蓄模塊處理后，進入管網從噴泉頭排出與河湖模塊耦合。

如上所述的園區水系與能源耦合集成系統的耦合方法，它包括如下步驟：

S1,取能，從河湖模塊內提取能量并轉換為失溫水；

S1-1，抽吸水泵啟動，河湖水體中的水沿進水管的管口進入水凈化模塊，水質凈化裝置對其進行凈化并形成工作水流；此步驟中，工作水流中懸浮物及鈣、鎂的含量降低，去除工作水流中含量較高的氮、磷污染物；