专利名称：利用太阳能和热泵替代部分传统热源的集中供热方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用太阳能和热泵替代部分传统热源的集中供热的方法及其实 施系统，具体地说是在传统的集中供热联合供热系统中，用太阳能替代部分燃煤，大量减少 原煤的消耗，同时大量减少污染物的排放，可广泛应用于城镇集中供热的区域，属于集中供 热技术领域。
背景技术：
太阳能广泛的存在于大自然，但由于其品位低，收集成本高，运行经济性不好而没 有在集中供热领域使用。目前太阳能的热收集已经十分成熟，太阳能真空管的热能收集效 率可达95%，但用太阳能真空管将水直接加热到供热温度，需要极大的真空管集热面积，需 要大量的真空管，投资巨大；另外，太阳能的间断断性和日照的不稳定性也对连续供热带来 了困难。我国建筑能耗中80%是供冷供热和供生活热水，一般由集中供热来实现，现有的 集中供热完全由煤炭或燃气提供热源，既完全由碳燃烧转化为热能。用太阳能、地热能等低 品位的能源可以达到相应效果，可我们大量使用的却是高品位的能源，一些地方更是直接 用柴油或煤烧锅炉取暖或供热水，把高品位能源“大材小用”。将太阳能与集中供热结合，实现太阳能部分替代传统热源并与传统热源运行经济 性相当的新能源供热方式。不仅可以节省电能，即消耗少量电能而得到几倍于电能的热量， 而且可以有效地提高太阳能集热器的效率，减少太阳能集热的面积，降低初投资。目前太阳 能技术领域存在着严重的传统技术偏见，使得太阳能集热在提供大规模集中供热中的应用 明显有限。
发明内容
本发明的目的是采用太阳能_热泵系统与集中供热联合供热的方式形成新型供 热模式，就是用太阳能集热器在白天收集太阳辐射能并转成热能，以水作为传热介质和储 热介质，夜晚利用谷电驱动水源热泵提取水中的热量，将水中的热量由热泵升温后送入供 热管网。将太阳能与集中供热结合起来，争取用太阳能最大限度地代替燃煤，为节能减排做 出贡献。本发明的设计思想是它是白天日照时间利用太阳能集热器将太阳能最大限度的 收集起来，存放于低温水池中，延长太阳能供热的使用时间，此时的供热是由集中供热的热 交换器提供；晚上用热泵将存放于低温水池中的热量(并非是余热)提取出来用于供热，利 用夜间谷电时间，驱动热泵运行，可显著降低运行成本。这就是太阳能与集中供热混合供热 系统，它的混合模式是指白天由集中供热工作，晚上由热泵工作，而热泵的热源是白天通过 太阳能集热器收集。即白天使用集中供热，夜间使用太阳能_热泵供热，实现了太阳能与集中供热的联合供热。这样，既保证了在太阳能不足或设备出现故障时，仍可通过集中供热系统完成供 热，反之，当集中供热出现故障时，也可使用太阳能继续供热，提高了供热的安全性；夜间采 用谷电为热泵供电，提高了系统运行的经济性。本发明技术方案的实现方法是通过太阳能真空管集热器，白天吸收太阳能热量， 将蓄能循环水水温加热到15°C以上，将加温后的水放入一个容量相当的水池中，夜间用热 泵将水池中水的热量提取出来送入供热循环水，通过供热管网为客户供热。本技术方案利用太阳能和热泵(以下叙述中称为‘太阳能_热泵系统’)替代部分 传统热源的集中供热设计方法是第一步，根据应用的场合和用户端散热的设备确定热负荷(单位W/m2)；该热负荷，即房间的供热负荷(Qg)系指为维持房间空气的某一平均温度而需要 提供的热量，其值应等于房间失热量与得热量的差值，即房间供热热负荷(Qg)=房间失热量(Q失)_房间得热量(Q失)对一般民用建筑(特别是居住建筑)而言，房间的得热量包括人体、电器和炊事等 项散热，为不稳定且数量较小的得热量，一般情况下多不予计算(作为安全度考虑，也有的 按建筑面积计算一定数量)。这时的房间热负荷即简化成等于该房间的失热量。即Qg = Q 失=Qff+QF ο第二步，计算单位供热面积日需求热量热负荷X时间X热负荷系数(1天等于 3600 X 24 秒)该热负荷系数是在设计供热需求时，是按最冷温度设计，但并不是每天都是最冷 温度，由该系数折算实际供热量；第三步，根据是实际情况设计太阳能-热泵系统占总体供热的比例，由此计算出 单位供热面积太阳能_热泵系统日提供热量；第四步，选取适当的热泵系统，确定其能效比；并由此计算出单位供热面积由太阳 能集热器日提供热量；第五步，计算单位供热面积需太阳能集热器面积单位供热面积由太阳能集热器 日提供热量/太阳能集热器每天每平方米可收集的热量；第六步，计算低温蓄水池的容量所需供热的面积X单位面积日需求热量X热泵 供热的所占的比例/温差/水的热功当量；第七步，计算所需的太阳能集热器总面积所需供热的面积X计算单位面积需太 阳能集热器面积。由此设计出，所需的太阳能集热器总面积(即规模)，和低温蓄水池的容量；优选地，第二步中所述的太阳能-热泵系统占总体供热的比例，由实施本技术方 案的区域的谷电时间来计算，具体是谷电时间/每天平均供热需求时间其中每天平均供热需求时间为24小时X热负荷系数；实施这套方法的供热系统包括安装的室外的太阳能集热器，蓄能循环水系统，低温蓄水池，低温蓄水池的补水系统，能量输送循环水网络，热泵供热系统，二次循环水网络， 一次循环水网络，热交换器。所述的太阳能集热器一般采用太阳能真空管集热器，设置在客户的屋顶采集太阳能，根据实际需要设定一定的规模；目前，真空管太阳能集热器已十分成熟，在我国已广泛使用，能量收集与光照强度、气温、温差等多种因素有关，通过被加热水的温度越低，收集的 效率越高，获得的热量越多。一般太阳能加热水温应达到45°C以上，在这个温度条件下，比 如沈阳地区一月份获得太阳能每天6小时每平方米可收集约8. 64MJ热量。如果太阳能真 空管集热器加热后的蓄能循环水的水温为20°C，(这个温度在通常情况下是没有使用价值 的)每天受热时间可延长两小时，收集效率也提高，每天可收集热量约13. 8MJ。太阳能的热 收集能力可提高60%以上，为了保证太阳能集热器中的水(本方案中称为蓄能循环水)可以一直处于一个相 对低温的状态(大约20°C )，收集太阳能，配合太阳能集热器设置一个低温蓄水池，两者之 间通过蓄能循环水系统连通；这样，蓄能循环水在太阳能集热器和低温蓄水池之间不停地 循环流动，交换热量，保持蓄能循环水的水温在20°C左右，可以大大增加太阳能集热器的收 集效率，并能很好储存收集的热量。所述的低温蓄水池，水的温度在5°C -20°C之间循环变化，而地表层土壤的温度在 14°C -18°C左右，因池内外没有大的温差，无需对低温蓄水池做保温措施就能长时间的保存 池内水的温度，节省大量的投资。设置低温蓄水池时为减少投资，可用消防水池，因不消耗 水，对消防安全无影响。蓄水池容量只要按照前述计算方式，能将每日太阳能集热器接受能 量吸收，并且保证在太阳能集热器工作的时候蓄能循环水即可。如前分析，低温蓄水池的采用降低了太阳能集热器的能量收集温度，从而大量减 少了太阳能集热器的数量，用最小的太阳能面积获得了最大的太阳能热量，减少了投资和 占地面积。所述低温蓄水池所储存的实际上太阳能集热器收集的能量，对储存的热量，在晚 间谷电时间，利用热泵进行提取使用，使低品位能源转换为高品位能源，从经济的角度上 看，可以节省大量的费用。而在高寒的时期，即使在适当的峰电时间使用热泵，从经济角度 来说也可以和传统的集中供热系统持平，但从节能减排的角度上看，使用热泵供热系统在 环境效益上有着明显的优点。热泵系统，主要包括冷凝器、压缩机、蒸发器。其蒸发器一端与低温蓄水池管路连 接，提取储存在其中的太阳能，实现将低品位热能提升到所需品位热能，从而为客户进行供 热。当前水源热泵在建筑领域规模化应用已经比较广泛，但应用方式的优化还在不断地研 究和探索之中，从转化性能上看一般可以获得一个比较好的转化效果。本技术方案中采用 的热泵系统，其冷凝器输出热水最高温度取42°C _48°C，蒸发器最低温度取5°C -10°C，取能 效比为4左右。通常在选用能效比的时候考虑由供水温度，排水温度等因素。能效比的定 义是输出总能量/输入动力能量。二次供热循环水网络热泵系统的冷凝器一端串联入此网络之中，加热后的供热 循环水由二次网供水管线送往客户端；一次供热循环水网络其中连接的是传统的集中供热系统，通过换热器与二次网 供热循环水网络连接，将一次供热循环水网络中供热循环水的热量传递到二次网供热循环 水网络，再送往客户端。所述热交换器位于一次供热循环水网络和二次供热水循环网络之间，起到能量交 换的作用；
需要强调的是，在使用热泵系统提取低温蓄水池的能量的过程中，在夜间使用谷电运行，可以减少运行费用。由于本技术方案是和传统的集中供热系统同时使用，一般来 说，白天关闭太阳能_热泵，由集中供热提供热源为热用户供热；并夜间关闭集中供热热源 或部分使用集中供热热源，主要由太阳能_热泵为用户供热。这种安排是从供热的安全性和经济性考虑，安全性是考虑太阳能在冬季并不稳 定，连续几天大雪会造成热量不足；热泵用电驱动，虽节能但费用较高，用夜间的谷电就很 经济，单位产热的价格与燃煤产热价格相当。因此，本技术方案利用太阳能提供热量的比例就是由谷电运转时间来衡量的，约 占总热量的45% _50%，这一比例即安全又经济。本技术方案的节能减排性能也非常明显， 节能率达33% ；将发电煤耗都算进来，节煤率和减排率都达到17%以上。实际运行热泵能 效比会达到4. 5-5以上，节煤率和减排率会达到20%以上，上述计算是采用最保守的数据。采用本技术方案，太阳能集热器的数量大为减少，比完全使用太阳能供热减少约 78 %，即减少了投资又减少了占屋顶面积。就节煤率和减排率17%来说，仅沈阳供热面积就达2亿平方米，年耗标煤300多万 吨，年C02排放800多万吨；如果采用本发明技术方案，年节约标煤57万吨，年减C02排放 143万吨。这是一个巨大的数字，如果全国广泛用于供热，那将为我国的节能减排工作做出 巨大贡献！夏季可改变一下管道连接方法，实现热泵系统供冷模式运行，将管路调整一下，利 用冬季输送热水的管路，夏季输送低温，热泵的蒸发器转成制冷工况，为客户提供空调冷 源，一机多用。太阳能集热器可生产热水，提供大量廉价的热水。冬、夏两季使用，可大大提 高设备利用率，降低折旧成本，提高经济运行水平。本发明的优点通过分布式太阳能-热泵与集中供热联供技术充分利用了太阳能 的热量，并将其热量存放在蓄能水池中，夜间用谷电运行热泵将蓄能水池中的热量提升温 度后加热二次供热循环水，白天用太阳能再加热蓄能水池中的水，周而复始，既利用了太阳 能的热量，又具有与燃煤供热相当的经济性；当太阳能-热泵或集中供热任一系统出现故 障时，另一系统仍可实现供热，供热安全性得到保证；还可根据实际需要，间断或连续地开 启太阳能-热泵，获得最佳的系统经济性；所有换热站都安装太阳能_热泵，系统可获得很 大热量，并大量的替代原煤，原煤替代量约30%-50%或更高。不仅大量节约了燃料，而且 大量减少了二氧化碳等烟气的排放及灰渣的排放，是降低烟尘污染的有效手段，既环保又 节能。而本技术方案中部分热是由太阳能提供的，即部分利用了非碳能源——太阳能，约占 比例 30% -35% ο
图1为本发明具体实施方式
供热联供连接示意图；
具体实施例方式下面采用一个具体实施例，具体是结合能量的实际转换对本发明的技术方案的方 法和实施系统过程做一下详细的介绍本技术方案，在节省高品位能源，利用低品位能源方面，取得巨大的经济效益，从以下分析可以得出以沈阳地区一月份一万平米供热建筑面积供热需求为例，将本发明技术方案的设 计方法应用于该例中根据一般情况下居家供热场合和暖气设备，维持最低的室内温度，取热负荷为50W/m2 (1)计算单位供热面积日需求热量，为50 X 3600 X 24 X 0. 64/1000000 = 2. 76MJ/d. τα (2)其中，0.64指沈阳地区冬季热负荷系数，在设计供热需求时，是按最冷温度设计， 但冬天并不是每天都是最冷温度，由该系数折算实际供热量，可理解为年平均热需求；相应的，单位面积年需热量 2.76X152/1000 = 0.42GJ (3)其中，152为沈阳冬季平均供热天数；一万平方米供热面积年需总热量 0.42X10000 = 4200GJ (4)下面在此总供热需求下，分配太阳能-热泵供热系统和传统集中供热系统的供热 比例，以算出太阳能_热泵供热系统所需的太阳能集热器面积和低温蓄水池的容量。从经济角度来衡量，本技术方案利用太阳能-热泵提供热量的比例就是由谷电 运转时间来衡量的，根据前述沈阳地区冬季热负荷系数0. 64，每天平均供热需求时间为 24X0. 64 = 15. 36小时，而谷电时间一般夜间23点到早晨7点，8/15. 36 = 0. 52，将太阳 能-热泵设置在约占总热量的45% -50%，这一比例即安全又经济。本实施例中取45%。在此45%供热比例下，采用具有低温蓄水池的太阳能-热泵系统时，沈阳地区一 月份每天太阳能集热器平均每日每平方米可收集的热量(因为蓄能循环水的温度可以保 持在20°C左右，持续收集热量)计算单位供热面积太阳能-热泵系统日提供热量-.2. 76X0. 45 = 1. 24MJ/d. m2
(5)计算单位供热面积由太阳能集热器日提供热量1.24X3/4 = 0. 93MJ/d. m2
(6)其中，3/4为热泵系统为能效比为4时，由太阳能集热器提供热量(即储存在低温 蓄水池中可被热泵提取的热量)的比例，其他的1/4热泵的输入能量提供。此时，单位供热面积需太阳能集热器面积0. 93/13. 8 = 0. 0674m2 (7)其中，使用本技术方案由于低温蓄水池的使用，相对之下，延长了太阳能集热器的 收集太阳能的时间，即所述沈阳地区一月份获得太阳能集热器每天每平方米可收集的热量 为 13. 8MJ一万平米供热面积需太阳能集热器面积0. 0674X10000 = 674m2 (8)计算低温蓄水池的容积取决于总供热能量和蓄能温差，根据只要能将日接受能量 吸收即可的原则；以5 度温差计算0· 93 X 10000/5/4. 18 = 445. 7T ； (9)其中4· 18为水的热功当量；取500T即可；一般的消防就可以满足这个需求。在本技术方案专利采用的是太阳能_热泵系统与集中供热联合供热，太阳能_热泵系统所占比例约45%，另55%用传统供热方式供热，能量关系如下
太阳能-热泵系统提供热量 4200X45%= 1890GJ(10)热泵输入热量1890/4 = 472. 5GJ(11)单位面积年耗热泵热量472. 5/10000 = 0. 047GJ/m2(12)单位面积热泵折算耗电量472. 5X100/3600 = 13. 05kwh/m2 (13)根据单位面积年需热量计算单位面积年折电量0. 42X1000000/3600 = 116. 7kwh(14)对于55%的传统集中供热系统传统热源提供热量4200-1890 = 2310GJ(15)单位面积年耗传统热量 2310/10000 = 0. 231GJ (16)对整个系统单位面积总耗热量0. 231+0. 047 = 0. 278GJ(17)比较而言比完全传统方式节约能量 0. 42-0. 278 = 0. 14GJ (18)比传统方式供热节能率 0.14/0.42 = 33%(19)对于不采用本发明技术方案的低温蓄水池和热泵系统的情况这种情况下，沈阳 地区一月份每天相当于只有6小时(因为蓄能循环水的温度降不下来，影响收集效率)单位供热面积需太阳能集热器面积 2. 76/8. 64 = 0. 32m2 (20)其中8. 64为前面所述沈阳地区一月份太阳能集热器平均每日每平方米可收集 的热量。这时，一万平米供热面积需太阳能集热器面积 0.32X10000 = 3200m2 (21)而采用本发明技术方案，如前(8)所述一万平米供热面积需太阳能集热器面积为 674m2，节约铺设面积近5倍；而铺设面积过大也正是太阳能不能广泛应用于集中供热一个
重要原因。本发明技术方案的热泵系统分布式安装在客户端，在二次循环水网络处接入，由 于接入点温度最低，因此可获得最大的系统能效比。热泵系统的能效比由供水温度，排水温 度等因素。能效比的定义是输出总能量/输入动力能量，本实施例中热泵冷凝器输出热水 最高温度取45°C，蒸发器最低温度取7°C，取能效比为4。
热泵输出功率50X10000/1000000 = 0. 5MW(22)其中，50W/m2为如前所述的热负荷；10000m为本实施例中的供热面积；热泵输入功率0. 5/4 = 0. 125MW(23)热泵年输入热量0. 125X3600X24X152X0. 64 = 0. 105 万 GJ (24)单位面积年耗热量0. 105/10000 = 0. 105GJ/m2(25)单位面积年耗电量0. 105X1000000/3600 = 29kwh/m2(26)按本实施例中的太阳能-热泵系统提供45%的热量计算，与(13)中的结果一致。29X45%= 13. 05kwh/m2 (27)本技术方案，在节省高品位能源，利用低品位能源方面，取得巨大的经济效益，可 从以上分析可以得出。实施这套方法的供热装置包括安装的室外的太阳能集热器1，蓄能循环水系统，低温蓄水池2，低温蓄水池的补水系统，能量输送循环水网络，热泵供热系统3，二次循环水 网络4，一次循环水网络6，热交换器5。蓄能系统工作过程如图1所示，在有日照的白天，太阳能集热器1接收太阳的辐 射，加热由太阳能循环水泵10送出的低温蓄水池2的蓄能循环水，具体过程是循环水泵 10工作，截止阀11、12打开；低温蓄水池2的水经，经截止阀12、太阳能循环水泵10、单向 阀13送入太阳能集热器1，经辐射加温后，经截止阀11回到低温蓄水池2。经过白天的加 温，将低温蓄水池2的水温加热到25°C以上。热泵供热方式如图1所示，启动蒸发器循环水泵21，启动供热循环水泵41，启动热泵压缩机31 ；截止阀22、23、24打开，低温蓄水池2中的水经阀22进入热泵蒸发器32，被 热泵蒸发器32吸收热量后流出，经截止阀24、蒸发器循环水泵21、单向阀25、阀16回到低 温蓄水池2，此循环的动力由蒸发器循环水泵21提供；热泵蒸发器32中的工质液得到低温 蓄水池2中水的热量开始蒸发，而低温水的温度由25°C以上降低到10°C后送回低温蓄水池 2 ；热泵蒸发器32内的工质液蒸汽经热泵压缩机31压缩升压后送入热泵冷凝器33，热泵冷 凝器33将50°C以上温度释放给二次供热循环水网络4，将40°C以下温度的二次供热循环 水加热到50°C ；二次供热循环水在供热循环泵41的推动下，由二次供热循环水管经截止阀 42、供热循环泵41、截止阀43、热泵冷凝器33、截止阀44、截止阀45、换热器5、截止阀46、 单向阀47、截止阀48后管输出送到客户端，并重新进入二次供热循环水网络4的循环。此 时换热器5的另一侧的一次供热循环水网络6处于关闭状态，截止阀28和截止阀29关闭。 即换热器不对二次供热循环水网络4加热。换热器加热方式启动供热循环水泵41，开启截止阀61、截止阀62，一次供热循环 水网络6工作，热泵系统3关闭，二次供热循环水网络4中的水流经热泵冷凝器33时得不 到加温，当流经换热器3时，由换热器5将40°C二次供热循环水网络4中的水加热到50°C; 在供热循环泵41的推动下，经截止阀42、供热循环泵41、截止阀43、热泵冷凝器33、截止阀 44、截止阀45、换热器5、截止阀46、单向阀47、截止阀48后管输出送到客户端，并重新进入 二次供热循环水网络4的循环。混合供热方式启动蒸发器循环水泵21，启动供热循环水泵41，启动热泵压缩机 31，开启阀61、阀61，热泵工作过程如热泵供热方式所述，换热器工作过程如换热器加热方 式，水循环方式也相同，这时二次供热循环水网络4中的水经两次加温，第一次由热泵系统 3加热，第二次由换热器5加热，加热到所需温度，这种方式可获得更高的供热温度。运行模式白天，开启蓄能系统，让低温蓄水池的水温从10°C升至20°C，夜间使用 谷电运行热泵，将蓄水池中的能量通过热泵转换成用来加热二次网供热循环水的热量，夜 间谷电时间由热泵系统供热；白天由集中供热换热器供热，既二次网供热循环水由集中供 热的换热器加热。这种运行模式获得热量的单位成本比燃煤方式获得热量的单位成本略 低，因此具有很好的经济性，有推广价值。同时热泵系统夜间使用谷电，白天退出运行，对电 网有很好的调节作用。这种运行模式，可根据客户的实际需要，实现最经济的运行。故障运行方式若热泵系统发生故障，可关闭截止阀43、截止阀44，开启截止阀491，二次供热循 环水网络4中的水由换热器5加热，保证供热正常进行，此时可处理热泵系统3故障，待故 障排除，再恢复原供热状况；
若换热器系统故障，可关闭截止阀45、截止阀46，开启截止阀492，二次供热循环水网络4中的水由热泵系统加热，保证供热正常进行，此时可处理换热器5故障，待故障排 除，再恢复原供热状况。太阳能-热泵与集中供热联供系统，由于太阳能大量替代了原煤，大量的减少了二氧化碳等污染物的排放，可获得很好的节能减排效果。太阳能的替代量视太阳能集热器1 的面积和低温蓄水池2的容量而定，一般可替代30% -50%左右。更大的太阳能替代量使 得投资巨大，经济性下降，再者安全性也不够。综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。 凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的 保护范围之内。
权利要求
太阳能和热泵替代部分传统热源的集中供热设计方法，第一步，根据应用的场合和用户端散热的设备确定热负荷；第二步，计算单位面积日需求热量热负荷×时间×热负荷系数；该热负荷系数是在设计供热需求时折算实际供热量的参数；其特征在于第三步，根据是实际情况设计太阳能-热泵系统占总体供热的比例，由此计算出单位供热面积太阳能-热泵系统日提供热量；第四步，选取热泵系统，确定其能效比；并由此计算出单位供热面积由太阳能集热器日提供热量；第五步，计算单位面积需太阳能集热器面积单位供热面积由太阳能集热器日提供热量/太阳能集热器每天每平方米可收集的热量；第六步，计算低温蓄水池的容量所需供热的面积×单位面积日需求热量×热泵供热的所占的比例/温差/水的热功当量；第七步，计算所需的太阳能集热器总面积所需供热的面积×计算单位面积需太阳能集热器面积。
2.如权利要求1所述的太阳能和热泵替代部分传统热源的集中供热设计方法，其特征 在于所述第三步中所述的阳能-热泵系统占总体供热的比例，由实施本技术方案的区域 的谷电时间来计算，具体是谷电时间/每天平均供热需求时间；所述每天平均供热需求时 间为24小时X热负荷系数。
3.如权利要求1所述的太阳能和热泵替代部分传统热源的集中供热设计方法，其特征 在于所述第六步的温差取5°C计算。
4.利用太阳能和热泵替代部分传统热源的集中供热的实施系统，其特征在于包括太 阳能集热器，蓄能循环水系统，低温蓄水池，低温蓄水池的补水系统，能量输送循环水网络， 热泵供热系统，二次循环水网络，一次循环水网络，热交换器；所述的太阳能集热器设置在户外，根据实际需要按权利要求1所述设计方法设置预定 的规模；所述的低温蓄水池实际需要按权利要求1所述设计方法设置预定的规模，通过蓄能循 环水系统与太阳能集热器联通；所述热泵系统，包括冷凝器、压缩机、蒸发器；其蒸发器一端通过能量输送循环水网络 与低温蓄水池管路连接，提取储存在其中的太阳能；二次供热循环水网络热泵系统的冷凝器一端串联入此网络之中，加热后的供热循环 水由二次网供水管线送往客户端；一次供热循环水网络其中连接的是传统的集中供热系统，通过换热器与二次网供热 循环水网络连接，将一次供热循环水网络中供热循环水的热量传递到二次网供热循环水网 络，再送往客户端；所述热交换器位于一次供热循环水网络和二次供热水循环网络之间，起到能量交换的 作用。
5.如权利要求4所述利用太阳能和热泵替代部分传统热源的集中供热的实施系统， 其特征在于所述热泵系统其冷凝器输出热水最高温度取42°C -48°C，蒸发器最低温度取5°C _10°C，取能效比为4-5。
6.如权利要求5所述利用太阳能和热泵替代部分传统热源的集中供热的实施系统，其 特征在于所述热泵系统其冷凝器输出热水最高温度取45°C，蒸发器最低温度取7°C，取能 效比为4。
7.—种如权利要求3所述系统的使用方法，其特征在于在谷电时间内，运行热泵系统。
8.—种如权利要求7所述系统的使用方法，其特征在于同时，开通传统集中供热系 统，一同运行。
全文摘要
本发明技术方案利用太阳能和热泵替代部分传统热源的集中供热的实施系统，包括太阳能集热器，蓄能循环水系统，低温蓄水池，低温蓄水池的补水系统，能量输送循环水网络，热泵供热系统，二次循环水网络，一次循环水网络，热交换器；其设计方法能使小规模的太阳能集热器收集较多的太阳能，并将其热量存放在低温蓄水池中，谷电时间运行热泵将水池中的热量提升温度后加热二次供热循环水，白天用太阳能再加热水池中的水，周而复始；所有换热站都安装太阳能-热泵，系统可获得很大热量，并大量的替代原煤，原煤替代量约30％-50％或更高。不仅大量节约了燃料，而且大量减少了二氧化碳等烟气的排放及灰渣的排放，既环保又节能。
文档编号F24D11/02GK101813335SQ20101010927
公开日2010年8月25日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者单秋洁, 张岩, 张迪川, 焦洋, 王新北, 苏壮强, 苗豫东, 陈坚, 魏欣 申请人:沈阳联美蓝天环保新能源有限公司;沈阳市地源热泵规划建设管理办公室