[发明专利]一种中深层地热能耦合光储系统的零碳供暖系统

说明书

一种中深层地热能耦合光储系统的零碳供暖系统，包括中深层地热能取热系统、光伏储能系统、水源热泵机组、用能单元。所述中深层地热能模块包括地下换热装置、热源循环水泵；所述光储系统包括光伏组件、储能单元、逆变器；配电柜接电网、储能、光伏三路电源。本发明能有效解决建筑冬季供暖对环境的污染，以及由于烧煤、天然气等化石燃料引起的标煤消耗量过大以及碳排放量过高的问题，充分利用可再生能源，通过合理配置光、储、地热系统实现零碳供暖。

技术领域

本发明属于可再生能源综合应用技术领域，特别是涉及一种中深层地热能耦合光储系统的零碳供暖系统。

背景技术

地埋管热泵技术是利用地下封闭管道内的循环水作为热源，进入热泵机组蒸发器，通过热泵机组内部制冷/热工质循环进行能量提升后，把此部分热量通过冷凝器释放给供热工质后实现稳定供暖；

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。主要是有太阳能电池板（组件）、控制器和逆变器三大部分组成，主要部件由电子元器件构成。太阳能电池井串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件，再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。

现有技术中的供暖系统无法实现建筑零碳供暖，能源系统调节能力和可再生能源利用率较低，能源电力供需矛盾突出。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有供暖技术存在的缺陷，提供一种中深层地热能耦合光储系统的零碳供暖系统，目的是提供一种地埋管封闭循环热泵系统与光伏发电系统、电化学储能系统联合供暖系统，满足建筑冬季热负荷需求，通过高效率供热系统以及可再生能源利用系统实现建筑零碳供暖，有效削减了电力负荷高峰，提高了能源系统调节能力和可再生能源消纳能力，有效缓解了能源电力供需矛盾，形成区域“源网荷储”一体化的能源供应新格局。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种中深层地热能耦合光储系统的零碳供暖系统，包括中深层地热取热系统、光伏储能系统、热泵模块、用能模块、配电柜、电网、微电网控制平台，所述配电柜通过第一配电回路、第二配电回路、第三配电回路分别与中深层地热取热系统、热泵模块、用能模块的电源接口连接；所述中深层地热能取热系统包括地下岩土体、中深层地热取热器、地热井口装置、热源循环泵及集管，所述中深层地热取热器设有外套管和内套管，内外套管连接地热井口装置，地热井口装置设有进水口和出水口，集管通过地热井口装置连接各中深层地热能取热器，热源循坏水泵布置在进水口管道上，集管上布置有阀门组、热计量装置、第一温度计，第二温度计；所述光伏储能系统包括光伏组件、储能单元、逆变器，光伏组件与储能单元连接，逆变器连接配电柜。

进一步，所述热泵模块包括蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀；所述用能单元的风机盘管与热泵模块中的冷凝器连接；所述电网连接配电柜，并且通过逆变器与光伏组件和储能单元连接。

进一步，所述热泵模块采用环保制冷剂，制热循环，制冷剂分别经过压缩机、通过冷凝器，释放热量给用户单元、然后通过节流阀后进入蒸发器,吸收流过中深层地热取热系统流过来的热源循环水的热量。

进一步，所有用电设备均接配单柜，配电柜接光伏储能系统和电网，微电网控制平台控制光伏组件、储能单元实现供电、储能、送电功能切换。

进一步，所述中深层地埋管换热器连接地热井口装置，再与蒸发器连接，中深层地面管换热器的结构可采用套管或U型管。

进一步，所述中深层地埋管换热器由单根或者多根组成，中深层地埋管通过全程固井减少其与岩土体之间的热阻。

进一步，在上述的一种中深层地热能耦合光储系统的零碳供暖系统，所述用能模块中的用能末端包括风机盘管系统和辐射板（管）等一种或者多种形式。

进一步，在上述的一种中深层地热能耦合光储系统的零碳供暖系统，所述光伏储能模块通过逆变器与电网和配电柜直接相连，可实现光伏对配电柜供电和对储能模块充电以及光伏对电网送电；储能模块对配电柜供电，电网配电柜供电以及电网对储能充电。