[发明专利]一种基于多种清洁能源的模块化组合式智能供热系统

说明书

本发明是一种基于多种清洁能源的模块化组合式智能供热系统,它包括热网系统和热用户，其特点是：还包括热源集成模块互补供热系统和源‑网‑荷协调的智慧控制系统。所述热源集成模块互补供热系统包括热源集成模块、短期蓄热水箱和第一换热器，该基于多种清洁能源的模块化组合式智能供热系统可根据当地资源条件、天气条件选择热源模块组合，根据供热季天气预报预测短期热负荷变化趋势，进而利用源‑网‑荷协调的智慧控制系统对热网和热源进行智能调节，以实现最小热量损失的清洁能源供热。尤其适用于城乡集中供热管网无法覆盖的公共建筑、企业园区、居民小区等区域型供热。

技术领域

本发明属于集中供热，是一种基于多种清洁能源的模块化组合式智能供热系统。

背景技术

冬季北方地区燃煤供热导致雾霾加剧，弃风弃光严重，可再生清洁能源的优势变得愈发显著。太阳能集热供热可以低成本为人们供热及提供生活热水，但单独采用太阳能供热系统存在负荷难以保证、受天气情况变化影响、连续性差等大问题；太阳能跨季节储热供热技术可以有效利用夏季丰富的太阳能资源，但其热量储存不稳定，技术尚未完全成熟，冬季供热时可利用热量相对不稳定。

空气源热泵虽然能最大程度节约电能，绿色环保，使用寿命高，但受室外气温波动影响气体运动极不稳定，且存在供热量与供热季节的需热量不一致的弱点；水源热泵因水资源区域差别使其大面积推广应用受到限制；生物质锅炉供热既绿色环保又经济，而且生物质是可再生能源，供热制约条件少，形式灵活，但生物质能的利用存在资源供应能力不足，资源分散，原料收集成本高等问题。

从上述问题可以看出，几种能源供热技术在单独使用时均会受到自身资源状况的影响，并且一旦出现故障没有替代热源，导致供热系统运行安全性与稳定性差，所以提出了多种能源系统模块化组合的想法，在单一能源供热不足的情况下实现多种能源耦合作用，为城乡集中供热管网无法覆盖的公共建筑、企业园区、居民小区提供稳定充足的生活用热，基于这些问题，我们开发了一种能源模块化组合智慧供热系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的缺点，提供一种具有多种可再生能源互补特点的智能供热系统，将太阳能跨季节储热，水源空气源热泵及生物质锅炉有机组合起来，经济有效智能地向热用户进行供暖。

本发明解决技术问题的方案是：一种基于多种清洁能源的模块化组合式智能供热系统,它包括热网系统和热用户，其特征是：还包括热源集成模块互补供热系统和源-网-荷协调的智慧控制系统，所述热源集成模块互补供热系统包括热源集成模块、短期蓄热水箱和第一换热器，所述热源集成模块的热水出口与所述短期蓄热水箱的蓄热进口连接、热水进口与短期蓄热水箱的蓄热出口连接，在热源集成模块的热水进口与短期蓄热水箱的蓄热出口之间设置第一循环泵，所述短期蓄热水箱的取热出口通过热网系统与热用户的供热给水连接、取热进口通过热网系统与热用户的供热回水连接，所述源-网-荷协调的智慧控制系统分别与热源集成模块的截止阀和循环泵电连接，源-网-荷协调的智慧控制系统分别与短期蓄热水箱、热源集成模块的跨季节蓄热水箱和热用户信号连接。

所述热源集成模块包括跨季节蓄热水箱、主给水管、主回水管、第一循环泵、太阳能供热单元、水源供热回路、空气源供热回路和生物质锅炉供热回路，所述跨季节蓄热水箱通过作为热源集成模块热水出口的主给水管与短期蓄热水箱的蓄热进口连接、通过作为热源集成模块热水进口的主回水管与短期蓄热水箱的蓄热出口连接，在主回水管上设置第一循环泵，在主给水管上设置第一截止阀，在主回水管上、第一循环泵与跨季节蓄热水箱之间设置第二截止阀，跨季节蓄热水箱、主给水管、短期蓄热水箱、第一循环泵和主回水管构成跨季节蓄热水箱供热回路；所述太阳能供热单元与跨季节蓄热水箱连接，将太阳能转换的热能储存在跨季节蓄热水箱内，太阳能供热单元与跨季节蓄热水箱供热回路共同构成太阳能供热回路；所述水源供热回路将跨季节蓄热水箱的热能经过若干次热交换，转换为水源供热回路的热水为热用户供热；所述空气源供热回路将空气能经过若干次热交换，转换为空气源供热回路的热水为热用户供热；所述生物质锅炉供热回路将生物质燃烧产生的热能转换为生物质锅炉供热回路的热水为热用户供热。