一种基于热泵技术的分布式能源供应系统的制作方法

本实用新型属于能源供应技术领域，特别涉及一种基于热泵技术的分布式能源供应系统。

背景技术：

随着生活水平的提高及工业现代化的发展，家用、商用以及工业用热水需求量越来越大。在强化节能环保和可持续发展的当代，高效利用太阳能、地热能、空气能等绿色能源是解决生活热水高能耗问题的有效途径之一。热泵技术仅消耗较少的电能，将低品位的能量升级、增值并供生产或生活使用；同时热泵系统免去了燃烧过程，避免了排烟等造成的污染，既节能又环保。

热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，也是全世界倍受关注的新能源技术，通常是先从自然界的空气、水或土壤中获取低品位热能，经过电力做功，然后再向人们提供可被利用的高品位热能；热泵分为空气源热泵，水源热泵，地源热泵，双源热泵(水源热泵和空气源热泵结合)等。

分布式能源系统是一种将制冷、供热(采暖和供热水)及发电过程一体化的多联产系统，实现能源的梯级利用，目的在于提高能源利用效率，减少碳化物及有害气体的排放。

随着人们生活质量的提高，越来越多的人在选择出去旅游，而在旅游时不可避免的会选择更加舒适的酒店居住。目前，酒店大多采用的是市电，部分采用太阳能发电技术，但是若仅采用市电，会花费大量的电费，若采用太阳能发电技术，在天气不好的时候，供电效果差，会产生供电不足的情况。

技术实现要素：

针对上述问题，本实用新型提供一种新的基于热泵技术的分布式能源供应系统，该基于热泵技术的分布式能源供应系统采用太阳能和高品位热能联合发电，供电效果好，且有效提高了能源的利用率。

本实用新型具体技术方案如下：

本实用新型提供一种基于热泵技术的分布式能源供应系统，包括空气源热泵机组、水源热泵机组、储能水箱、太阳能电池板、电能转换器以及蓄电池，所述空气源热泵机组和水源热泵机组均连接储能水箱，储能水箱分别连接自来水给水管路、生活供水管路以及供暖管路，所述储能水箱和太阳能电池板均连接电能转换器，所述电能转换器连接蓄电池，所述蓄电池分别连接空气源热泵机组、水源热泵机组以及电力供应管线。

进一步的改进，所述分布式能源供应系统还包括集水箱，所述集水箱分别连接热水排放管路、生活供水管路、供暖管路、空气源热泵机组和水源热泵机组，且所述集水箱连接电能转换器。

进一步的改进，所述分布式能源供应系统还包括出风设备，所述出风设备分别连接空气源热泵机组和蓄电池，且所述出风设备通过供水管道和回水管道连接空气源热泵机组，所述供水管道和回水管道上分别设有第一电磁阀和第二电磁阀。

进一步的改进，所述储能水箱和所述集水箱的结构一致，均包括内水箱和套设于所述内水箱外的外水箱，所述内水箱内通过第一隔板和第二隔板自下至上依次被分隔成低温区、中温区以及高温区，所述外水箱与所述内水箱之间通过第三隔板被分隔成供暖区和发电区，所述高温区和所述供暖区通过第一管道连接，所述供暖区和所述发电区通过第二管道连接，所述第一管道上和所述第二管道上分别设有第三电磁阀和第四电磁阀。

进一步的改进，所述低温区通过第一循环管道连接空气源热泵机组，所述中温区分别通过第二循环管道和第三循环管道连接空气源热泵机组和水源热泵机组，所述高温区、供暖区和发电区分别通过第四循环管道、第五循环管道和第六循环管道连接热源热泵机组。

进一步的改进，所述第一循环管道、第二循环管道、第三循环管道、第四循环管道、第五循环管道和第六循环管道上分别设有第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、第四循环泵、第五循环泵以及第六循环泵，且第一循环管道、第二循环管道、第三循环管道、第四循环管道、第五循环管道和第六循环管道上分别设有第一循环阀门、第二循环阀门、第三循环阀门、第四循环阀门、第五循环阀门和第六循环阀门。

进一步的改进，所述低温区、中温区、高温区、供暖区以及发电区分别设有第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器以及第五温度传感器。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供一种新的基于热泵技术的分布式能源供应系统，该基于热泵技术的分布式能源供应系统采用太阳能和高品位热能联合发电；工作时，空气源热泵机组和水源热泵机组依次将储能水箱中的低温水加热成高温水，提供高品位热能，电能转换器将太阳能电池板采集的太阳能和储能水箱提供的高品位热能转换成电能，给空气源热泵机组、水源热泵机组以及其它电器供电，供电效果好，且有效提高了能源的利用率，适于广泛推广使用。

附图说明

图1为实施例1基于热泵技术的分布式能源供应系统的结构示意

图2为实施例2基于热泵技术的分布式能源供应系统的结构示意

图3为实施例3基于热泵技术的分布式能源供应系统的结构示意

图4为实施例4储能水箱的剖视图；

图5为实施例5基于热泵技术的分布式能源供应系统的结构示意

图6为实施例6基于热泵技术的分布式能源供应系统的结构示意

图7为实施例7储能水箱的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

本实用新型实施例1提供一种基于热泵技术的分布式能源供应系统，如图1所示，包括空气源热泵机组1、水源热泵机组2、储能水箱3、太阳能电池板4、电能转换器5以及蓄电池6，所述空气源热泵机组1和水源热泵机组2均连接储能水箱3，储能水箱3分别连接自来水给水管路7、生活供水管路8以及供暖管路9，所述储能水箱3和太阳能电池板4均连接电能转换器5，所述电能转换器5连接蓄电池6，所述蓄电池6分别连接空气源热泵机组1、水源热泵机组2以及电力供应管线10。

本实用新型提供一种新的基于热泵技术的分布式能源供应系统，该基于热泵技术的分布式能源供应系统采用太阳能和高品位热能联合发电；工作时，空气源热泵机组和水源热泵机组依次将储能水箱中的低温水加热成高温水，提供高品位热能，电能转换器将太阳能电池板采集的太阳能和储能水箱提供的高品位热能转换成电能，给空气源热泵机组、水源热泵机组以及其它电器供电，供电效果好，且有效提高了能源的利用率，适于广泛推广使用。

本实用新型中空气源热泵机组将储能水箱中的水加热到低品位热能(一般为15-30℃)，接着热源热泵机组将低品位热能加热到高品位热能(一般为45-65℃或者65℃以上)用于供应生活热水、供暖，将60℃以上的高品位热能用来供电。

实施例2

本实用新型实施例2提供的基于热泵技术的分布式能源供应系统与实施例1基本相同，不同的是，如图2所示，所述分布式能源供应系统还包括集水箱11，所述集水箱11分别连接热水排放管路12、生活供水管路8、供暖管路9、空气源热泵机组1和水源热泵机组2，且所述集水箱11连接电能转换器5。

本实用新型中设置集水箱用来回收用户末端排放掉的热水，将回收的热水通过空气源热泵机组和水源热泵机组将集水箱中的热水加热到45-65℃或65℃以上，供生活用水、供暖使用，且可以仅供部分生活用水使用，根据实际情况而定，60℃以上的高品位热能用来供电，将；该设置采用空气源热泵机组和水源热泵机组依次加热储能水箱和集水箱中的水，节省能源的使用，且采用集水箱回收的废水供生活用水、供暖和发电使用，不仅节约了水资源，还节省了电能的使用，减少了资源的浪费，大大提高了加热效率。

实施例3

本实用新型实施例3提供的基于热泵技术的分布式能源供应系统与实施例2基本相同，不同的是，如图3所示，所述分布式能源供应系统还包括出风设备13，所述出风设备13分别连接空气源热泵机组1和蓄电池6，且所述出风设备13通过供水管道14和回水管道15连接空气源热泵机组1，所述供水管道14和回水管道15上分别设有第一电磁阀16和第二电磁阀17。

本实用新型中设置出风设备用来室内的制冷和供暖，相当于空调使用，在夏天需要制冷时，空气源热泵机组与出风设备进行制冷工况，空气源热泵机组的可以通过出风设备吸入的热空气对储能水箱或者集水箱中的水进行加热，减少了电能的使用，接着水源热泵机组继续对储能水箱或者集水箱中的热水进行加热，储能水箱或者集水箱提供生活热水以及高品位电能，在冬天供暖时，空气源热泵机组可以将储能水箱或者集水箱中的热能通过出风设备吹入室内进行供暖；通过第一电磁阀和第二电磁阀来进一步控制该设备制冷和供暖的使用。

实施例4

本实用新型实施例4提供的基于热泵技术的分布式能源供应系统与实施例3基本相同，不同的是，如图4所示，所述储能水箱3和所述集水箱11的结构一致，均包括内水箱18和套设于所述内水箱18外的外水箱19，所述内水箱18内通过第一隔板21和第二隔板22自下至上依次被分隔成低温区23、中温区24以及高温区25，所述外水箱19与所述内水箱18之间通过第三隔板26被分隔成供暖区27和发电区28，所述高温区25和所述供暖区27通过第一管道29连接，所述供暖区27和所述发电区28通过第二管道30连接，所述第一管道29上和所述第二管道30上分别设有第三电磁阀31和第四电磁阀32。

本实用新型中储能水箱和集水箱的内部结构是一样的，附图4以储能水箱为例，都分为低温区、中温区、高温区、供暖区和发电区，低温区用来制冷，中温区的水温在15-30℃，用来供应部分生活用水，高温区的用来供应部分生活用水，温度在45-65℃，供暖区用来对建筑进行供暖，温度在50℃以上，发电区用来发电，温度在60℃以上；将储能水箱和集水箱分为多个区，使用更加方便，更加节省能源，有效提高了能源的利用率。

本实用新型中空气源热泵机组将低温区的水加热供中温区使用，水源热泵机组将中温区的水加热分别供高温区、供暖区和发电区使用，也可以将高温区或者供暖区的水加热供发电区使用，各区域与空气源热泵机组以及水源热泵机组的循环，可以更加快速的加热到指定的温度，更加节能能源的使用。

本实用新型中通过第三电磁阀和第四电磁阀来分别控制高温区和供暖区的连通以及供暖区和发电区的连通；当高温区的温度低于预定温度时，将高温区与供暖区连通，二者的温度中和，达到预定温度，当中和后的温度还是低于预定温度时，利用水源热泵机组进行加热，这样可以节约能源的使用，供暖区与发电区的使用与之相同；还可以将高温区、供暖区以及发电区三个区域连通，进而通过水源热泵机组加热到预定温度，可以有效提高能源的利用率。

本实用新型中套接连接的内水箱与外水箱的上部以及下部相固定连接，或者内水箱与外水箱之间通过螺栓等固定连接，且外水箱和内水箱均与自来水给水管路或者热水排放管路连通；且在集水箱中可以不设置低温区。

实施例5

本实用新型实施例5提供的基于热泵技术的分布式能源供应系统与实施例4基本相同，不同的是，如图5所示，所述低温区23通过第一循环管道33连接空气源热泵机组1，所述中温区24分别通过第二循环管道34和第三循环管道35连接空气源热泵机组1和水源热泵机组2，所述高温区25、供暖区27和发电区28分别通过第四循环管道36、第五循环管道37和第六循环管道38连接热源热泵机组。

本实用新型中第一循环管道到第一六循环管道均为连接管道，各循环管道均由供水管和回水管组成(属现有技术，图中未显示)，该循环管道可以使得管道中的水流双向流通，便于制冷和供暖的使用。

实施例6

本实用新型实施例6提供的基于热泵技术的分布式能源供应系统与实施例5基本相同，不同的是，如图6所示，所述第一循环管道33、第二循环管道34、第三循环管道35、第四循环管道36、第五循环管道37和第六循环管道38上分别设有第一循环泵39、第二循环泵40、第三循环泵41、第四循环泵42、第五循环泵43以及第六循环泵44，且第一循环管道33、第二循环管道34、第三循环管道35、第四循环管道36、第五循环管道37和第六循环管道38上分别设有第一循环阀门45、第二循环阀门46、第三循环阀门47、第四循环阀门48、第五循环阀门49和第六循环阀门50。

本实用新型中通过循环泵来控制各循环管道中水流的流动方向，其中循环泵设于循环管道的回水管上，供水管和回水管上均设有循环阀门，通过循环阀门来控制各回路的开合；

空气源热泵机组和出风设备通过组成一循环回路，相当于空调对室内制冷制热，当采用这一回路时，打开第一电磁阀、第二电磁阀，其余循环阀门和循环泵均关闭，且水源热泵机组也关闭；

空气源热泵机组、出风设备和低温区组成一循环回路，可以实现制冷制热，当采用这一回路时，打开第一电磁阀、第二电磁阀、第一循环泵以及第一循环阀门，其余循环阀门和循环泵均关闭，且水源热泵机组也关闭；

空气源热泵机组、出风设备、低温区和中温区组成一循环回路，可以实现制冷制热，向集水箱提供低品位热能，提供部分生活用水，当采用这一回路时，打开第一电磁阀、第二电磁阀、第一循环泵、第二循环泵、第一循环阀门以及第二循环阀门，其余循环阀门和循环泵均关闭，且水源热泵机组也关闭；

水源热泵机组、中温区和高温区组成一循环回路，将低品位热能转换成高品位热能，实现提供部分生活用水，当采用这一回路时，打开第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、第四循环泵、第一循环阀门、第二循环阀门、第三循环阀门以及第四循环阀门，其余循环阀门和循环泵均关闭；

水源热泵机组和供暖区组成一循环回路，将低品位热能转换成高品位热能，实现供暖，当采用这一回路时，打开第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、第五循环泵、第一循环阀门、第二循环阀门、第三循环阀门以及第五循环阀门，其余循环阀门和循环泵均关闭；

水源热泵机组和发电区组成一循环回路，将低品位热能转换成高品位热能，实现高品位热能供电，当采用这一回路时，打开第一循环泵、第二循环泵、第三循环泵、第六循环泵、第一循环阀门、第二循环阀门、第三循环阀门以及第六循环阀门，其余循环阀门和循环泵均关闭；

水源热泵机组、储能水箱和集水箱组成一循环回路，将低品位热能转换成高品位热能，实现供暖、提供生活用水以及高品位热能供电；当采用这一回路时，将第一电磁阀和第二电磁阀关闭，其余循环阀门和循环泵全打开。

实施例7

本实用新型实施例7提供的基于热泵技术的分布式能源供应系统与实施例6基本相同，不同的是，如图7所示，所述低温区23、中温区24、高温区25、供暖区27以及发电区28分别设有第一温度传感器51、第二温度传感器52、第三温度传感器53、第四温度传感器54以及第五温度传感器55。

本实用新型中设置第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器以及第五，温度传感器来实时监测低温区、中温区、高温区、供暖区以及发电区的温度，当某一区的温度达不到阈值时，对应的空气源热泵机组或热源热泵机组开始工作。

以上实施例中未具体限定或者描述的技术特征均为常规技术手段，任意可以实现上述功能的技术手段均可以使用，本领域技术人员本应不会被此困惑。以上所述实施例仅仅是本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。