[發明專利]一種多重耦合清潔能源蓄能方法及系統

有效

• 申請號: 202310307967.3
• 申請日: 2023-03-27
• 公開（公告）號: CN116307222B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 楊昱;徐彥平;付瑜;王留杰;楊凌文;張玉東;孫業蒙
• 申請（專利權）人: 河南居安供熱技術有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/0637;G06Q10/0631;G06Q50/06
• 代理公司: 鄭州大豫知識產權代理事務所(普通合伙) 41214
• 代理人: 文生明

本發明公開了一種多重耦合清潔能源蓄能方法及系統，屬于智能供能技術領域，包括步驟S1：基于歷史負荷數據預測在第一時間段內的未來負荷數據，基于未來負荷數據確定需要向蓄能系統提供的總能量值；步驟S2：確定多種用于輔助土壤蓄能方式的輔助供能方式，計算各個輔助供能方式的最大生成能量值；步驟S3：建立多種蓄能方案，每種蓄能方案包括輔助供能方式Psubgt;1/subgt;和輔助供能方式Psubgt;2/subgt;，獲取滿足第一公式的數據組合α和β，基于第二公式計算各個數據組合評分C；步驟S4：將數據組合評分最高的蓄能方案確定為目標蓄能方案。通過本發明不僅解決了傳統單一太陽能無法保證地源熱泵系統供能效果的問題，還能還能保證供能方式的能量最大化利用。

技術領域

本發明屬于智能供能技術領域，具體涉及一種多重耦合清潔能源蓄能方法及系統。

背景技術

地源熱泵系統以巖土體、地下水或地表水為低溫熱源，由水源熱泵機組、地熱能交換系統、建筑物內系統組成的供熱空調系統，地源熱泵系統的工作原理為：夏季通過機組將房間內的熱量轉移到地下，對房間進行降溫，冬季通過熱泵將土壤中的熱量轉移到房間，對房間進行供暖。由于地源熱泵系統的運行沒有任何污染，且以使用地熱能為主，因此地源熱泵技術是非常理想的可再生能源技術。

在建筑冬季熱負荷大于夏季冷負荷的地區，地源熱泵系統在長年運行后，會導致地下土壤溫度下降，降低土壤熱泵能效，這就導致地源熱泵系統只能應用于溫差不大的區域，從而大大限制了地源熱泵系統的應用范圍；為此，現有技術出提出了利用太陽能等清潔能源輔助供熱，以提高地源熱泵系統的能效提升；如中國專利申請“CN114623489A”公開了一種太陽能-土壤復合熱泵跨季節蓄能系統的應用方法，該方法首先通過估算熱泵機組的累積取熱量和累積排熱量來判斷建筑是否需要采用太陽能與土壤源相結合的供熱系統，然后再結合累計取熱量與累計排熱量的差值、項目特點和當地太陽能輻射氣象參數，計算所需的太陽能集熱器面積和地面管長度，最終建立太陽能集熱器收集太陽能為地緣熱泵系統輔助供能。又如中國專利申請“CN103438611B”公開了一種太陽能地源熱泵系統優化設計方法，該方法根據不同施工情況的模擬，得出經分區后的每個區間的冷熱負荷，從而能夠得出集熱面積和地埋管換熱器的鉆孔深度的取值范圍，最后在不同集熱面積和地埋管換熱器的鉆孔深度的取值范圍下得到若干組的全年吸放熱量，從中確定最優地埋管換熱器的鉆孔深度，從而能夠最大限度的穩定土壤的平均溫度，保證系統較高的整體運行效率；然而，上述兩種方案均只以太陽能對土壤進行輔助供熱，在實際應用中，由于太陽能的受影響因素較多，導致太陽能的供能效果波動較大，因此僅靠單一的太陽能無法保證地源熱泵系統的供能效果，因此，為保證土壤溫度的平衡，需要一種結合多種清潔能源來對土壤進行輔助補熱的系統。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種多重耦合清潔能源蓄能方法及系統，以解決現有技術中僅靠單一太陽能對土壤進行輔助補熱、存在補熱效果不理想的問題。

為了達到上述的發明目的，本發明提出一種多重耦合清潔能源蓄能方法，包括：

步驟S1：建立負荷預測模型，獲取歷史負荷數據，所述負荷預測模型基于所述歷史負荷數據預測在第一時間段內的未來負荷數據，基于所述未來負荷數據確定在第一時間段內需要向蓄能系統提供的總能量值；

步驟S2：確定多種用于輔助土壤蓄能方式的輔助供能方式，建立第一計算模型，所述第一計算模型基于當前土壤溫度和目標土壤溫度，計算土壤蓄能方式在第一時間段提供的第一能量值，基于所述總能量值和所述第一能量值，計算所有輔助供能方式需要提供的第二能量值，建立第二計算模型，所述第二計算模型計算各個輔助供能方式在第一時間段的最大生成能量值；