[发明专利]一种基于可逆膨胀机的综合能源系统及运行方法

权利要求书

1.一种基于可逆膨胀机的综合能源系统，其特征其在于：它包括太阳能集热器（8）和燃气辅热器（10）构成的热源系统；所述热源系统与内部带有多组换热器的储冷、储热一体化装置（6）并联，所述储冷、储热一体化装置（6）同时与第一换热器（2）并联，所述第一换热器（2）通过可逆膨胀机（1）与第二换热器（3）相串联，在第一换热器（2）和第二换热器（3）串联回路上安装有膨胀阀（4）和工质泵（5），并共同构成的有机朗肯循环发电-热泵一体化机组；所述第二换热器（3）与地埋管换热器（9）和辐射换热器（7）相连；还包括控制系统（14）。

2.根据权利要求1所述的一种基于可逆膨胀机的综合能源系统，其特征在于：所述储冷、储热一体化装置（6）内部设置有第一内部换热器（11）、第二内部换热器（12）和第三内部换热器（13）；所述第一内部换热器（11）与热源系统构成串联系统；所述第二内部换热器（12）与辐射换热器（7）相连并向建筑供冷或热，所述第三内部换热器（13）与第一换热器（2）相连用于储冷或热。

3.根据权利要求1所述的一种基于可逆膨胀机的综合能源系统，其特征在于：所述太阳能集热器（8）采用槽式或者碟式，太阳能集热器（8）及其旁通与燃气辅热器（10）及其旁通相串连，与储冷、储热一体化装置（6）的第一内部换热器（11）、第一换热器（2）、第二换热器（3）、地埋管换热器（9）和辐射换热器（7）构成的并联系统串联，具体连通方式根据运行模式而定。

4.根据权利要求1所述的一种基于可逆膨胀机的综合能源系统，其特征在于：所述可逆膨胀机（1）可实现膨胀输出功，也可在动力输入时完成对工质压缩，可逆膨胀机（1）在热泵工况下其两端的四通换向系统可以另所需蒸发器、冷凝器换向，以实现制冷、制热工况的切换。

5.根据权利要求1所述的一种基于可逆膨胀机的综合能源系统，其特征在于：所述地埋管换热器（9）可以在供热周期内为系统提供低品位热，当进入非供热季或供热季太阳能富余则作为可再生能源的储热容器。

6.采用权利要求1-5任意一项所述基于可逆膨胀机的综合能源系统的运行方法，其特征在于，当太阳资源良好，或建筑冷负荷较低时，为工作模式一：

此时太阳能集热器（8）可同时满足辐射换热器（7）对建筑采暖的需求以及储冷、储热一体化装置（6）的储热需求；剩余部分通过地埋管换热器（9）向土壤中储存热量；根据以上所述，太阳能集热器（8）作为工作模式一的全部热源，其出口分别接至一体化储热、储冷装置（6）中第一内部换热器（11）进口，以及第一换热器（2）外部循环的进口处；太阳能集热器（8）进口分别接至储冷、储热一体化装置（6）中第一内部换热器（11）出口，以第一换热器（2）外部循环的出口处；此时太阳能集热器（8）为第一内部换热器（11）的储热过程，和由第一换热器（2）、可逆膨胀机（1）、第二换热器（3）和工质泵（5）内部循环构成的动力循环进行供热，并实现发电并网；此时第二换热器（3）外循环带走的余热，进行辐射换热器（7）的建筑供热过程和地埋管换热器（9）土壤储热过程；此时，第二换热器（3）外循环出口分别接于辐射换热器（7）和地埋管换热器（9）进口；第二换热器（3）外循环进口分别与辐射换热器（7）和地埋管换热器（9）进口的出口相连；此模式是由控制系统（14）判断并控制阀门、管路的连接，并以建筑采暖先于储冷、储热一体化装置（6）储热，先于土壤储热这一优先级进行实施。