一种多能源互补的园区冷热联供装置及其控制系统的制作方法

本技术属于能源供给，具体涉及的是一种多能源互补的园区冷热联供装置及其控制系统。

背景技术：

1、能源是社会经济发展进步的重要支柱，在能源需求日益增长的同时，环境污染、能源供需不平衡的问题不断加剧。目前，园区能源管理的状态主要体现为传统能源为主、清洁能源占比较低，且能源消费大，环境压力大。而解决这一现状的策略为优化能源结构，提升清洁能源占比，同时实现能源综合监管，高效精准实时能源调控。因此，对更广泛的清洁能源消纳模式、更高效的能源综合利用方法、更优化的能源系统调控手段的应用愈发迫切。

2、太阳能供暖技术正在快速发展，该技术可有效实现园区用能低碳性，太阳辐射强度高时，太阳能可为用户提供满足温度要求的热源，然而在太阳辐射强度低以及夜间时，则无法为用户提供充足的热能。空气源热泵冷暖两联供系统近年来逐渐成为南方冬季舒适供暖和夏季舒适供冷的重要方式，具有突出的节能、舒适的技术特点，但对于工业园区，用电高峰时段再加入过多的大功率电器，不仅需要使用高价电，而且会导致电压偏低，甚至影响园区各类设备的使用寿命。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种多能源互补的园区冷热联供装置及其控制系统，解决了太阳能供暖阴雨天及夜间出力不足、空气源热泵冷暖联供耗电量大且影响用电稳定等技术问题。

2、为了解决上述问题，本实用新型的技术方案为：一种多能源互补的园区冷热联供装置，其中：包括：太阳能集热系统、空气源热泵机组、水源热泵机组、集热水箱和恒温水箱；

3、所述太阳能集热系统和恒温水箱之间通过第一进水管和第一出水管连接形成第一回路，所述第一进水管两端分别与太阳能集热系统的出水端和恒温水箱的进水端连接，所述第一出水管两端分别与太阳能集热系统的进水端和恒温水箱的出水端连接；

4、所述太阳能集热系统和集热水箱之间通过第二进水管和第二出水管连接形成第二回路，所述第二进水管两端分别与太阳能集热系统的出水端和集热水箱的进水端连接，所述第二出水管两端分别与太阳能集热系统的进水端和集热水箱的出水端连接；

5、所述空气源热泵机组和恒温水箱之间通过第三进水管和第三出水管连接形成第三回路，所述第三进水管两端分别与空气源热泵机组的出水端和恒温水箱的进水端连接，所述第三出水管两端分别与空气源热泵机组的进水端和恒温水箱的出水端连接；

6、所述空气源热泵机组和集热水箱之间通过第四进水管和第四出水管连接形成第四回路，所述第四进水管两端分别与空气源热泵机组的出水端和集热水箱的进水端连接，所述第四出水管两端分别与空气源热泵机组的进水端和集热水箱的出水端连接；

7、所述水源热泵机组和恒温水箱之间通过第五进水管和第五出水管连接形成第五回路，所述第五进水管两端分别与水源热泵机组的出水端和恒温水箱的进水端连接，所述第五出水管两端分别与水源热泵机组的进水端和恒温水箱的出水端连接；

8、所述水源热泵机组和集热水箱之间通过第六进水管和第六出水管连接形成第六回路，所述第六进水管两端分别与水源热泵机组的出水端和集热水箱的进水端连接，所述第六出水管两端分别与水源热泵机组的进水端和集热水箱的出水端连接；

9、所述恒温水箱和园区冷热用户端之间通过第七进水管和第七出水管连接形成第七回路，所述第七进水管两端分别与恒温水箱的出水端和园区冷热用户端的进水端连接，所述第七出水管两端分别与恒温水箱的进水端和园区冷热用户端的出水端连接。

10、进一步，所述太阳能集热系统包括若干组并联连接的集热模块，所述集热模块为四组集热板串联形成。

11、进一步，所述空气源热泵机组为多组空气源热泵并联连接。

12、进一步，所述第一出水管、第二出水管、第三出水管、第五出水管、第六进水管、第六出水管、第七进水管上均设置有水循环泵。

13、进一步，所述第七进水管上设置有调节阀；所述第一进水管、第一出水管、第二进水管、第二出水管、第三进水管、第三出水管、第四进水管和第四出水管上均设置有电动球阀。

14、进一步，所述冷热联供装置还包括水处理硅丽晶罐，所述水处理硅丽晶罐分别通过连接水管与集热水箱和恒温水箱连接。

15、进一步，所述太阳能集热系统的进水端和出水端、水循环泵的进水端和出水端、水处理硅丽晶罐的进水端和出水端、连接水管上均设置有阀门。

16、一种多能源互补的园区冷热联供装置的控制系统，包括plc控制模块、温度采集模块、流量采集模块、执行模块和上位机控制系统；

17、所述温度采集模块包括太阳能集热系统温度传感器、空气源热泵机组出水温度传感器、集热水箱温度传感器、恒温水箱温度传感器、园区冷热用户端供回水温度传感器，所述温度采集模块的信号输出端分别与plc控制模块的信号输入端连接，所述温度采集模块将所采集到的各个温度信息发送至plc控制模块进行数据处理；

18、所述流量采集模块包括设于各个管道上的多组流量传感器，所述流量采集模块的信号输出端与plc控制模块的信号输入端连接，所述流量采集模块将所采集到的各个管道中的水流量信息发送至plc控制模块进行数据处理；

19、所述执行模块包括水循环泵、电动球阀和调节阀，所述执行模块的输入端与所述plc控制模块的信号输出端连接，所述plc控制模块对执行模块的开关信息进行采集并且所述执行模块接受plc控制模块发送的执行信号并进行启停和开关指令；

20、所述plc控制模块和上位机控制系统之间电气连接。

21、与现有技术相比，本实用新型的工作过程和有益效果：

22、本实用新型采用通过太阳能集热系统、空气源热泵机组、水源热泵机组、集热水箱、恒温水箱和园区冷热用户端之间的连接形成七个回路，七个回路的通断根据实际情况实现冬季供暖的四种模式和夏季制冷的两种模式：

23、冬季供暖一模式：第一回路+第七回路组合为冬季供暖一模式，即太阳能集热系统——恒温水箱——园区热用户端，当太阳能集热系统温度传感器检测到太阳能集热系统的出水温度高于设定的园区热用户端的进水温度时，将信号传输给plc控制模块，plc控制模块控制第一进水管、第一出水管和第七进水管上的水循环泵、调节阀和电动球阀开启，将太阳能集热系统中的热水直接进入恒温水箱中，然后进入园区热用户端进行取暖；

24、冬季供暖二模式：第二回路+第五回路+第六回路+第七回路组合为冬季供暖二模式，即太阳能集热系统——集热水箱——水源热泵——恒温水箱——园区热用户端，当太阳辐照强度低时，太阳能集热系统温度传感器检测到太阳能集热系统的出水温度无法达到设定的出水温度，将信号传输给plc控制模块，plc控制模块控制第二进水管、第二出水管、第五出水管、第六出水管、第七进水管上的水循环泵、调节阀和电动球阀以及水源热泵机组均开启，太阳能集热系统的出水进入集热水箱中，水源热泵机组以其高能效比特征在集热水箱与恒温水箱中进行热交换，快速将集热水箱中水的热量转移至恒温水箱中实现二次加热，恒温水箱的另一侧与园区热用户端连接，集热水箱中水的热量被吸收后，第二出水管上的水循环泵将水送至太阳能集热系统再次进行加热；

25、冬季供暖三模式：第三回路+第七回路组合为冬季供暖三模式，即空气源热泵机组——恒温水箱——园区热用户端，当没有太阳辐照或太阳能出力不足时，空气源热泵机组开始工作，若空气源热泵机组出水温度传感器检测到空气源热泵机组的出水温度能达到设定温度值时，将信号传输给plc控制模块，plc控制模块控制第三进水管、第三出水管和第七进水管上的水循环泵、调节阀和电动球阀以及空气源热泵机组开启，将空气源热泵机组中加热后的热水直接进入恒温水箱中，然后进入园区热用户端进行取暖；

26、冬季供暖四模式：第四回路+第五回路+第六回路+第七回路组合为冬季供暖四模式，即空气源热泵机组——集热水箱——水源热泵——恒温水箱——园区热用户端，当没有太阳辐照，且空气源热泵机组出水温度传感器检测到空气源热泵机组的出水温度无法达到设定温度时，将信号传输给plc控制模块，plc控制模块控制第四进水管、第四出水管、第五出水管、第六出水管、第七进水管上的水循环泵、调节阀和电动球阀以及水源热泵机组、空气源热泵机组均开启，空气源热泵机组的出水进入集热水箱中，水源热泵机组以其高能效比特征在集热水箱与恒温水箱中进行热交换，快速将集热水箱中水的热量转移至恒温水箱中实现二次加热，恒温水箱的另一侧与园区热用户端连接，集热水箱中水的热量被吸收后，第四出水管上的水循环泵将水送至空气源热泵机组进行加热。

27、夏季制冷时空气源热泵机组为冷源：

28、夏季制冷一模式：第三回路+第七回路组合为夏季制冷一模式，即空气源热泵机组——恒温水箱——园区冷用户端，空气源热泵机组出水温度传感器检测到空气源热泵机组的出水温度低于设定的园区冷用户端的进水温度时，将信号传输给plc控制模块，plc控制模块控制第三进水管、第三进水管和第七进水管上的水循环泵、调节阀和电动球阀以及空气源热泵机组开启，将空气源热泵机组中的冷水出水直接进入恒温水箱中，然后进入园区冷用户端进行制冷；

29、夏季制冷二模式：第四回路+第五回路+第六回路+第七回路组合为夏季制冷二模式，即空气源热泵机组——集热水箱——水源热泵——恒温水箱——园区冷用户端，空气源热泵机组出水温度传感器检测到空气源热泵机组的出水温度高于设定的冷用户的进水温度时，将信号传输给plc控制模块，plc控制模块控制第四进水管、第四出水管、第五出水管、第六出水管、第七进水管上的水循环泵、调节阀和电动球阀以及水源热泵机组、空气源热泵机组均开启，空气源热泵机组的出水进入集热水箱中，水源热泵机组以其高能效比特征在集热水箱与恒温水箱中进行热交换，快速对恒温水箱中的水进行二次降温，恒温水箱的另一侧与园区冷用户端连接，集热水箱中水被加热后，第四出水管上的水循环泵将水送至空气源热泵机组进行制冷。

30、本实用新型利用太阳能、空气能等绿色能源对园区进行能源(暖、冷)供给，同时通过控制系统对其进行控制，实现在不同气候条件和时段下不同能源的高效互补，日间太阳能出力以降低空气源热泵的耗电量，夜间及阴雨天空气源热泵出力以弥补太阳能出力不足的缺点，最终实现能源安全、清洁、高效、低碳利用，全面提升能源品质。