[发明专利]一种风光电多能互补分布式供热系统

说明书

本发明涉及一种风光电多能互补分布式供热系统，包括双级压缩式热泵、太阳能集热器、风力致热器、蓄热器、板式换热器；双级压缩式热泵包括蒸发器、低压级压缩机、高压级压缩机、冷凝器、中间支路膨胀阀、中间冷却器、蒸发主回路膨胀阀；太阳能集热器与所述板式换热器的进出口连接，构成太阳能集热环路；风力致热器与所述板式换热器的进出口连接，构成风力致热环路；蓄热器与所述板式换热器的进出口连接，构成蓄热环路；冷凝器与板式换热器的进出口连接。本发明能够解决系统中太阳能、风能供热功率不稳定的问题，同时合理利用采暖峰谷电价，提高了整个供暖系统能源利用率，降低了供暖成本，提高了供热质量，达到了节能减排的目的。

技术领域

本发明属于供热技术领域，尤其涉及一种风光电多能互补分布式供热系统。

背景技术

我国北方寒冷地区基本以热电厂和燃煤锅炉作为主要采暖手段，存在空气污染严重、能源利用效率低、集中供热管网发展滞后等限制因素，受国家严格管控。寻找清洁高效的供暖方式成为有效解决环境问题的必要举措。以一种高效环保的新型供暖方式作为现有供暖方式的替代或补充，是目前亟待解决的首要目标。目前我国大力推行煤改电政策，在电驱动热泵的基础上，引入风能、太阳能等清洁能源供热是替代燃煤采暖的较好方式。太阳能与风能具有可再生、绿色环保的优点，是清洁供暖的必然发展趋势。

在北方寒冷地区，风、光、电等新能源采暖方式目前都受到不同的技术限制。传统的空气源热泵往往会出现制热量不足、制热性能差以及室外蒸发器结霜等问题，制热性能系数多在1.5～2.5范围内波动，导致其在北方冬季应用受限；风力制热作为一种新型的风能利用方式，受到风能的间歇性和不稳定性影响，其供热功率也随之波动，可靠性低；太阳能供热与风力制热相同，具有间歇性和不稳定性的特性，同时受北方冬季气候条件影响，受日照时间短、光照强度小等限制条件约束。

发明内容

本发明的目的是提供一种风光电多能互补分布式供热系统，针对清洁能源供热存在的问题，将风光电多种能源供热优化组合，利用空气源热泵联合太阳能集热器、风力致热器供暖，解决太阳能、风能的间歇性，不稳定性，利用效率低等问题。将双级压缩变频式空气源热泵、槽式太阳能集热器、风力致热器和蓄热器有机结合，解决系统中太阳能、风能供热功率不稳定的问题，同时合理利用采暖峰谷电价，提高整个供暖系统能源利用率，降低供暖成本，提高供热质量，达到节能减排的目的。

本发明提供了一种风光电多能互补分布式供热系统，包括双级压缩式热泵、太阳能集热器、风力致热器、蓄热器、板式换热器；所述双级压缩式热泵包括蒸发器、低压级压缩机、高压级压缩机、冷凝器、中间支路膨胀阀、中间冷却器、蒸发主回路膨胀阀；

所述太阳能集热器与所述板式换热器的进出口连接，构成太阳能集热环路；

所述风力致热器与所述板式换热器的进出口连接，构成风力致热环路；

所述蓄热器与所述板式换热器的进出口连接，构成蓄热环路；

所述冷凝器与所述板式换热器的进出口连接；

所述蒸发器一端通过低压级压缩机、高压级压缩机与所述冷凝器的一端连接；所述蒸发器另一端通过所述蒸发主回路膨胀阀、中间冷却器与所述冷凝器的另一端连接；

所述低压级压缩机、高压级压缩机之间连接有中间支路，所述中间支路一端与所述低压级压缩机、高压级压缩机之间的连接管路连通，另一端依次通过所述中间冷却器、中间支路膨胀阀与所述冷凝器连接。

进一步地，所述供热系统的运行方法包括：

在日间光照与风力充足时，通过太阳能集热器和风力致热器制取热量满足用户热负荷，冗余热量储存至蓄热器；

在光照或风力不足时，通过蓄热器释放储存热量进行供暖，若同时蓄热器储热亦不足，启动双级压缩式热泵制热补充热量空缺；