[实用新型]一种多能源互补的供暖空调系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种协同利用太阳能、风能和浅层地热的热泵供暖空调系统，属于空调技术领域。

背景技术

随着社会经济的快速发展，环境污染问题日益严重，雾霾天气频频出现，严重地威胁着人们的身体健康。大气污染与能源消费之间存在着必然关联，造成严重雾霾现象的直接原因是能源的过度消费和不合理的能源结构。因此，要想根治大气污染，节能减排，大力推行清洁能源和可再生能源，调整不合理的能源结构是关键切入点。

热泵供暖空调系统可以实现冬季取暖、夏季供冷，已在人们的日常生活中得到了广泛应用，其存在的主要问题是用电量大、能耗高。新兴起的地源热泵或者水源热泵空调系统相对于普通空调机来说能耗较少，但其工作过程中的电力消耗量仍然很大，因此，热泵技术在能源改造过程中发挥着重要作用。如何利用清洁能源为热泵供暖空调系统供电，是本领域亟待解决的技术问题之一。

太阳能是一种丰富、清洁的可再生能源，既可以利用太阳能发电又可以利用太阳能辐射的能量加热工质，而风能也是最具商业潜力、最具活力的可再生能源。太阳能与风能在时间上和季节上都具有很强的互补性：白天太阳能充足，晚上风能充足；夏季太阳能充足，冬季风能充足。因此风光互补的自供能双热源热泵供暖空调系统近年来得到了人们的广泛关注和应用。按照低温热源的类型，现有的热泵可以分为空气源热泵、水源(地下水、浅表水、污水)热泵和土壤热源热泵。尽管热泵技术本身已经非常成熟，但其在太阳能的综合利用方面还存在诸多不足，运行成本仍然相对较高，目前还不能被用户所接受，因此有必要进一步进行研究。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术之弊端，提供一种多能源互补的供暖空调系统，以减少电能的消耗量，达到节能减排的目的。

本实用新型所述问题是以下述技术方案实现的：

一种多能源互补的供暖空调系统，构成中包括冷端热源集热系统、热泵压缩系统和风光互补供电系统，所述热泵压缩系统包括室外换热器、膨胀阀、室内换热器、压缩机，它们通过循环工质管路依次连接成环形热泵系统，所述压缩机由风光互补供电系统提供电能，所述冷端热源集热系统与室外换热器进行热交换。

上述多能源互补的供暖空调系统，所述风光互补供电系统包括风力发电机、光伏电池板、整流器、逆变器、蓄电池和两个直流电压变换器，所述风力发电机输出的交流电压依次经整流器、第一直流电压变换器接逆变器的输入端，所述光伏电池板的输出端经第二直流电压变换器接逆变器的输入端；所述蓄电池接于逆变器的输入端，所述逆变器的输出端给压缩机供电。

上述多能源互补的供暖空调系统，所述冷端热源集热系统包括太阳能集热器、土壤热源集热器、集热端循环泵、集水箱和七个阀门，所述集水箱的进水口接室外换热器的循环水出口，出水口接集热端循环泵的进水口，所述集热端循环泵的出水口分别通过第一阀门和第二阀门与太阳能集热器和土壤热源集热器的首端连接；第三阀门接于太阳能集热器的首端和土壤热源集热器的尾端之间；第四阀门接于太阳能集热器的尾端和土壤热源集热器的首端之间；所述太阳能集热器和土壤热源集热器的尾端分别通过第五阀门和第六阀门接第七阀门的进水口，第七阀门的出水口与室外换热器的循环水进口连接。

上述多能源互补的供暖空调系统，构成中还包括扩展的用户系统，所述用户系统包括用户端循环泵、吸热器、散热器和三个阀门，所述用户端循环泵的一端依次经室内换热器的循环水管和第八阀门与吸热器和散热器的首端连接，另一端接集水箱的进水口并分别通过第九阀门和第十阀门与散热器和吸热器的尾端连接。

上述多能源互补的供暖空调系统，构成中还包括直接供热管路，所述直接供热管路的一端接散热器的首端，另一端通过第十一阀门与第五阀门和第六阀门的公共管路连接。

上述多能源互补的供暖空调系统，所述散热器为地暖或其它室内取暖器。

上述多能源互补的供暖空调系统，所述逆变器的输出端与市电并网。

本实用新型实现了太阳能、风能和土壤热能的综合利用，该系统不仅以风光互补的方式将太阳能和风能转化为电能，以满足系统耗能的自给自足，而且还利用太阳能和土壤热源提高热泵压缩系统的运行效率，从而大大降低的系统的整体能耗，达到了节能减排的目的。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的夏季运行模式；

图3是本实用新型在冬季太阳能充足时的供暖运行模式；

图4是冬季太阳能不足时两种集热器并联运行模式；

图5是冬季太阳能不足时先太阳能后土壤源串联运行模式；