地-光耦合的可再生能源供暖系统的制作方法

本发明属于清洁供暖，尤其涉及可再生能源供暖系统。

背景技术：

1、太阳能资源作为分布广泛、储备丰富的可再生能源，由于其极易获取的特点，近年来受到广泛关注和应用，但是由于受到天气条件及昼夜限制，导致太阳能供暖功率不稳定；地热资源同样在地下储备丰富，供能稳定性较好，但深度地热资源开采难度较大，浅层地热温度又偏低，直接利用效果不佳。针对两种可再生能源各自存在的局限性，多能互补的耦合式供暖系统受到普遍关注。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种地-光耦合的可再生能源供暖系统，将有机朗肯循环与循环水泵与地源循环泵耦合，两热泵之间的输入与输出功率依据用户侧热负荷调节，提高集热效率与太阳能利用率，能够适应用户侧波动多变的热负荷，降低碳排放。

2、本发明采用如下技术方案：一种地-光耦合的可再生能源供暖系统，其特征是，包括有机朗肯循环管路、驱动热源旁路、压缩式热泵循环管路、吸收式热泵循环管路、热网回水管路；

3、其中有机朗肯循环管路包含依次管路连接的有机工质循环泵、太阳能集热器、透平膨胀机、凝汽器、循环缓冲罐；由第一截止阀、第一调节阀、第二截止阀组成的驱动热源旁路，内部循环为沸点低的有机工质；

4、其中压缩式热泵循环管路包含进出口依次管路连接的蒸发器、压缩机、第二冷凝器、第三膨胀阀，蒸发器的循环水侧进出口与凝汽器的循环水侧进出口相连；透平膨胀机通过连接轴带动压缩机转动；

5、其中吸收式热泵循环管路包含发生器、第一膨胀阀、换热器、吸收器、换热器、溴化锂溶液泵；溴化锂溶液泵的出口管路与发生器溴化锂溶液入口连接，发生器的溴化锂溶液出口管路通过第一膨胀阀与换热器的高温侧入口连接，换热器高温侧出口与吸收器的溴化锂溶液入口连接，吸收器的溴化锂稀溶液出口与换热器的低温侧入口连接，换热器的低温侧出口与溴化锂溶液泵的入口连接；发生器的水蒸气侧出口连接第一冷凝器的水蒸气侧入口，第一冷凝器的水蒸气侧出口连接第二膨胀阀的进出口后连接至第一蒸发器的水蒸气侧进口，然后连接至吸收器的水蒸气侧进口；

6、其中热网回水管路分两支路：一路与第二冷凝器的热网水侧进出口连接，另一路依次与吸收器和第一冷凝器的热网水侧进出口连接，各支路上都设置进出口截止阀或调节阀，两支路汇合至母管后供至热用户。

7、进一步地，由凝汽器的循环水进出口、第二蒸发器的循环水进出口、循环水泵管路连接组成循环水管路。

8、进一步地，蒸发器的地源循环侧进出口与埋地换热管的进出口连接构成闭式环路，环路上设置地源循环泵。

9、进一步地，在第二冷凝器热水出口侧和热网水侧进口管路上设有第四截止阀。

10、进一步地，在第二冷凝器热水出口侧和热网水侧回水管路上设有第三截止阀、第二调节阀。

11、进一步地，在吸收器的水蒸气侧出口和热网水侧回水管路上设有第五截止阀、第三调节阀。

12、对比现有技术，本发明具有以下优点：

13、(1)利用有机朗肯循环使太阳能在低温条件下转化为功，驱动压缩式热泵回收循环冷端余热供暖，相较于太阳能直接供暖具有更高循环温差，提高集热效率与太阳能利用率；

14、(2)使吸收式地源热泵与压缩式热泵耦合，有机工质驱动热泵供暖，提高系统供热能力与调节灵活性，能够适应用户侧波动多变的热负荷；

15、(3)以地热能作为热泵低温热源，缩小热泵工作高低温热源温差，提高热泵cop，同时利用清洁能源参与供暖，降低过程碳排放；

16、(4)以有机朗肯循环直接带动压缩机驱动热泵循环，机械功直接传递，相较于电驱动降低能量转化损失，提高能源利用率。

技术特征：

1.一种地-光耦合的可再生能源供暖系统，其特征是，包括有机朗肯循环管路、驱动热源旁路、压缩式热泵循环管路、吸收式热泵循环管路、热网回水管路；

2.如权利要求1所述的地-光耦合的可再生能源供暖系统，其特征是由凝汽器(4)的循环水进出口、第二蒸发器(18)的循环水进出口、循环水泵(22)管路连接组成循环水管路。

3.如权利要求1所述的地-光耦合的可再生能源供暖系统，其特征是蒸发器(15)的地源循环侧进出口与埋地换热管(17)的进出口连接构成闭式环路，环路上设置地源循环泵(16)。

4.如权利要求1所述的地-光耦合的可再生能源供暖系统，其特征是在第二冷凝器(20)热水出口侧和热网水侧进口管路上设有第四截止阀(26)。

5.如权利要求1所述的地-光耦合的可再生能源供暖系统，其特征是在第二冷凝器(20)热水出口侧和热网水侧回水管路上设有第三截止阀(24)、第二调节阀(25)。

6.如权利要求1所述的地-光耦合的可再生能源供暖系统，其特征是在吸收器(10)的水蒸气侧出口和热网水侧回水管路上设有第五截止阀(27)、第三调节阀(28)。

技术总结
本发明公开了一种地‑光耦合的可再生能源供暖系统，将有机朗肯循环与循环水泵与地源循环耦合，以太阳能驱动的朗肯循环产生的机械功带动压缩式热泵的压缩机直接供热，过程中回收朗肯循环冷端余热，以循环有机工质作为吸收式热泵驱动热源，回收地热能参与供暖。两热泵之间的输入与输出功率依据用户侧热负荷调节，提高集热效率与太阳能利用率，能够适应用户侧波动多变的热负荷，降低碳排放。

技术研发人员：杨大锚,刘钊,刘磊,王卓,张景旭,李国福,李雪松,刘绅,孙静,程文,魏博远
受保护的技术使用者：华能铜川照金煤电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17