多源沼气热泵系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及空调领域，具体而言，涉及一种多源沼气热栗系统。
【背景技术】
[0002]目前有太阳能和土壤源热栗沼气池的技术，利用太阳能结合土壤源联合提供热能制取沼气，它是利用土壤源热栗制取的热水与太阳能制取的热水混合后用于制取沼气。此技术虽利用了低品位能源，但热栗不能同时使用多种能源，没有充分利用目前多种低品位热源，降低了系统的稳定性，且能源切换使用不灵活。没有自给自足和热回收的思路，浪费能源。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型实施例中提供一种结构简单、成本低的多源沼气热栗系统，以解决现有技术中热栗机组利用能源单一、能源切换不灵活、系统不稳定等问题。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种多源沼气热栗系统，其特征在于，包括:多源能源子系统，用于提供由外界环境提供能量的第一流体；沼气发生子系统，用于产生供用户使用的第一沼气和供发电用的第二沼气；沼气发电子系统，与沼气发生子系统连接，用于利用第二沼气产生电能；热栗机组，与多源能源子系统、沼气发生子系统和沼气发电子系统连接，用于利用电能驱动第一流体与来自用户的第二流体进行热交换。
[0005]作为优选，热栗机组包括气液分离器、压缩机、四通阀、水冷换热器和用户侧换热器，四通阀的第一端依次通过水冷换热器和用户侧换热器与四通阀的第二端连接，四通阀的第三端依次通过压缩机和气液分离器与四通阀的第四端连接，沼气发电子系统将电能提供给压缩机；多源能源子系统包括太阳能子系统和土壤源子系统；太阳能子系统与水冷换热器选择性地连接，土壤源子系统与水冷换热器连接，第二流体流经用户侧换热器。
[0006]作为优选，热栗机组还包括与水冷换热器并联的风冷套管翅片式换热器。
[0007]作为优选，热栗机组还包括向沼气发生子系统提供用于制取沼气的热量的热回收换热器，四通阀的第三端通过热回收换热器与压缩机连接，太阳能子系统与沼气发生子系统连接。
[0008]作为优选，太阳能子系统包括太阳能集热器、水箱和第一水栗，水冷换热器的第一换热通道的一端依次通过第一水栗、太阳能集热器和水箱与第一换热通道的另一端连接；土壤源子系统包括土壤源和第二水栗，第一换热通道的一端依次通过第二水栗和土壤源与第一换热通道的另一端连接。
[0009]作为优选，太阳能子系统与水冷换热器的连接管路上、及土壤源子系统与水冷换热器的连接管路上均分别设置有三通阀。
[0010]作为优选，热栗机组还包括依次串联在水冷换热器和用户侧换热器之间的连接管路上的第一节流元件、高压储液罐和第二节流元件，热栗机组还包括与第一节流元件并联的第一单向阀、以及与第二节流元件并联的第二单向阀。
[0011]作为优选，沼气发电子系统包括沼气发电机和接线盒，第二沼气通过管路提供给沼气发电机，沼气发电机的输出端通过接线盒与热栗机组的压缩机连接。
[0012]作为优选，沼气发生子系统包括具有内置盘管的沼气池，热回收换热器及太阳能子系统均与盘管连接。
[0013]作为优选，热回收换热器与盘管之间的连接管路上设置有第三水栗。
[0014]本实用新型解决了现有技术中热栗机组利用能源单一、能源切换不灵活、系统不稳定等问题，具有结构简单、成本低的特点。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型实施例的结构示意图。
[0016]附图标记说明:
[0017]1、多源能源子系统；2、沼气发生子系统；3、沼气发电子系统；4、热栗机组；5、气液分离器；6、压缩机；7、四通阀；8、水冷换热器；9、用户侧换热器；10、风冷套管翅片式换热器；11、热回收换热器；12、太阳能集热器；13、水箱；14、第一水栗；15、土壤源；16、第二水栗；17、三通阀；18、第一节流元件；19、高压储液罐；20、第二节流元件；21、第一单向阀；22、第二单向阀；23、沼气发电机；24、接线盒；25、沼气池；26、第三水栗；27、空调末端；28、阀门；29、第四水栗；30、热回收电动水阀；31、电动水阀；32、电动水阀；33、电动水阀；34、阀门；35、阀门。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
[0019]请参考图1，本实用新型提供了一种多源沼气热栗系统，包括:多源能源子系统1，用于提供由外界环境提供能量的第一流体；沼气发生子系统2，用于产生供用户使用的第一沼气和供发电用的第二沼气；沼气发电子系统3，与沼气发生子系统2连接，用于利用第二沼气产生电能；热栗机组4，与多源能源子系统1、沼气发生子系统2和沼气发电子系统3连接，用于利用电能驱动第一流体与来自用户的第二流体进行热交换。
[0020]多源能源子系统1可以外部自然界中获取多种低品位能源，例如太阳能、土壤能等；沼气发生子系统2可以产生沼气，这些沼气的一部分提供给用户使用，例如可用于照明、生活热水、厨房、大棚、养殖等，另一部分提供给沼气发电子系统3，以供其产生电能。这样，便可利用沼气发电子系统3产生的电能向热栗机组4供电，使热栗机组4可以驱动多源能源子系统1提供的第一流体与来自用户的第二流体进行热交换，以达为用户进行冷暖空调的作用。因此，用户不再需要专门为热栗机组4供电，实现了整个系统的自给自足，达到节能环保的效果。
[0021]可见，本实用新型解决了现有技术中热栗机组利用能源单一、能源切换不灵活、系统不稳定等问题，具有结构简单、成本低的特点。
[0022]优选地，热栗机组4包括气液分离器5、压缩机6、四通阀7、水冷换热器8和用户侧换热器9，四通阀7的第一端依次通过水冷换热器8和用户侧换热器9与四通阀7的第二端连接，四通阀7的第三端依次通过压缩机6和气液分离器5与四通阀7的第四端连接，沼气发电子系统3将电能提供给压缩机6 ;多源能源子系统1包括太阳能子系统和土壤源子系统；太阳能子系统与水冷换热器8选择性地连接，土壤源子系统与水冷换热器8连接，第二流体流经用户侧换热器9。这样，沼气发电子系统3向压缩机6供电，使压缩机驱动热栗机组4内的冷媒在水冷换热器8和用户侧换热器9之间循环流动，当流经水冷换热器8时，冷媒与第一流体进行热交换；当流经用户侧换热器9时，冷媒与第二流体进行热交换，从而为用户提供制冷或制热。
[0023]在一个优选的实施例中，优选地，太阳能子系统与水冷换热器8的连接管路上、及土壤源子系统与水冷换热器8的连接管路上均分别设置有三通阀17。这样，根据制冷或制热的需要，可以单独地使用土壤源子系统，也可以同时使用太阳能子系统和土壤源子系统同时向水冷换热器8提供用于热交换的第一流体，从而使用户可以根据情况进行合理选择，增强了系统的灵活性。
[0024]优选地，热栗机组4还包括与水冷换热器8并联的风冷套管翅片式换热器10。这样，当冷媒在在风冷套管翅片式换热器10的管中流动时，就会与外界空气进行换热，从而达到了利用空气能进行热交换的目的。在一个优选的实施例中，风冷套管翅片式换热器10与多源能源子系统1连接的入口端还设置有阀门28，这样，可以通过对阀门28的控制，来选择是仅单独使用水冷换热器8或风冷套管翅片式换热器10，还是同时使用水冷换热器8和风冷套管翅片式换热器10。特别地，水冷换热器8和风冷套管翅片式换热器10可同时运行，以利用空气、太阳能以及土壤中的冷量或热量进行系统供冷和供热。
[0025]优选地，热栗机组4还包括向沼气发生子系统2提供用于制取沼气的热量的热回收换热器11，四通阀7的第三端通过热回收换热器11与压缩机6连接，太阳能子系统与沼气发生子系统2连接。这样，太阳能子系统提供的热水就能流入沼气发生子系统2中，以供制取沼气。另外，通过热回收换热器11还可以把热栗机组4中的热量进行回收利用，提供给沼气发生子系统2，以便更好地制取沼气。
[0026]优选地，太阳能子系统包括太阳能集热器12、水箱13和第一水栗14，水冷换热器8的第一换热通道的一端依次通过第一水栗14、太阳能集热器12和水箱13与第一换热通道的另一端连接；土壤源子系统包括土壤源15和第二水栗16，第一换热通道的一端依次通过第二水栗16和土壤源15与第一换热通道的另一端连接。太阳能集热器12利用太阳能将水箱13内的水加热，使其具备一定的热能。在第一水栗14的作用下，水箱13内的水可通过管路流入水冷换热器8，从而与热栗机组4内冷媒进行热交换，也可提供给沼气发生子系统2在制取沼气时使用。
[0027]优选地，热栗机组4还包括依次串联在水冷换热器8和用户侧换热器9之间的连接管路上的第一节流元件18、高压储液罐19和第二节流元件20，热栗机组4还包括与第一节流元件18并联的第一单向阀21、以及与第二节流元件20并联的第二单向阀22。
[0028]优选地，沼气发电子系统3包括沼气发电机23和接线盒24，第二沼气通过管路提供给沼气发电机23，沼气发电机23的输出端通过接线盒24与热栗机组4的压缩机6连接。沼气发电机23可利用沼气发生子系统2制取沼气中的一部分进行发电，并将发电产生的电能通过接线盒24向压缩机6供电，以使热栗机组4能够正常运转，不需要用户向热栗机组4提供额外的电能，达到了自给自足的目的，为热栗机组4提供了免费的动力，使热栗机组4可以为用户提供冷热量并且为沼气发生子系统2提供热能。
[0029]优选地，沼气发生子系统2包括具有内置盘管的沼气池25，热回收换热器11及太阳能子系统均与盘管连接。通过热回收换热器11进行热交后的流体或来自太阳能子系统的流体流经盘管，从而为制取沼气提供热量。优选地，热回收换热器11与盘管之间的连接管路上设置有第三水栗26。利用第三水栗26可以使该流体循环流动。
[0030]下面结合图1，对本实用新型在夏季和冬季工作的情况进行详细说明。
[0031]一、夏季
[0032](1)多源能源子系统1
[0033]首先，太阳能集热器12用于收集太阳热量来加热水箱13中的水，其出入口分别连接水箱13和第一水栗14，而水箱13与一个三通阀17连接，第一水栗14与另一个三通阀17连接，但是水箱13和第一水栗14通过这两个三通阀17与水冷换热器8之间的管路被断开。水箱13又与电动水阀31连接，第一水栗14又与电动水阀32连接，从而向盘管提供热量，以实现太阳能制取沼气。
[0034]其次，土壤源子系统中的土壤源15经第二水栗16和两个三通阀17，在水冷换热器8中进行热交换，以实现夏季供冷。
[0035]再次，外界空气在风机的作用下，与风冷套管翅片式换热器10的通道内的冷媒进