中深层地源热泵与太阳能热电集成耦合系统的制作方法

本申请涉及能源综合利用，尤其涉及一种中深层地源热泵与太阳能热电集成耦合系统。

背景技术：

1、太阳能和地热作为可再生清洁能源，被广泛应用于供暖、供热、供电领域，大大降低了能源损耗，减少化石能源低效燃烧带来的环境污染。在光伏发电过程中，会产生大量废热。因此，可考虑如何充分利用废热，并将之与地热能有机结合起来，以实现优势互补，效益最大化。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本申请第一方面提出了一种中深层地源热泵与太阳能热电集成耦合系统，包括：

3、太阳能热电集成模块，用于进行光伏发电；

4、热泵机组，所述热泵机组与所述太阳能热电集成模块连接，其中，所述太阳能热电集成模块为所述热泵机组提供电能，所述热泵机组的冷凝器进水口与采暖用户侧的出水口连接，所述热泵机组的冷凝器出水口与所述采暖用户侧的进水口连接；

5、保温水箱，所述保温水箱与所述太阳能热电集成模块连接，用于回收所述太阳能热电集成模块在光伏发电过程中产生的余热，其中，所述保温水箱的地源水出水口与所述热泵机组的蒸发器进水口连接；

6、中深层地热换热器，用于吸取中深层地热，其中，所述中深层地热换热器的出水口通过第一管道与所述保温水箱的地源水进水口连接，所述第一管道上设有第一阀门，所述中深层地热换热器的出水口通过第二管道与所述热泵机组的蒸发器进水口连接，所述第二管道上设有第二阀门；

7、所述中深层地热换热器的进水口与所述热泵机组的蒸发器出水口连接。

8、在本申请一些实施例中，所述太阳能热电集成模块与电网连接。

9、在本申请一些实施例中，所述保温水箱还用于加热生活用水。

10、本申请第二方面提出了一种如前述第一方面所述的中深层地源热泵与太阳能热电集成耦合系统的控制方法，包括：

11、确定当前季节信息和所述保温水箱的水温；

12、根据所述当前季节信息和所述保温水箱的水温，控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述热泵机组，以利用所述中深层地热换热器所吸取中深层地热和/或所述保温水箱加热进入所述热泵机组的蒸发器进水口的地源水。

13、在本申请一些实施例中，所述当前季节信息包括采暖季和非采暖季；所述根据所述当前季节信息和所述保温水箱的水温，控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述热泵机组，以利用所述中深层地热换热器所吸取中深层地热和/或所述保温水箱加热进入所述热泵机组的蒸发器进水口的地源水，包括：在所述当前季节信息为采暖季时，控制所述热泵机组处于运行状态；当所述保温水箱中的水温小于第一阈值，关闭所述第一阀门，打开所述第二阀门，以利用所述中深层地热换热器所吸取的中深层地热加热进入所述热泵机组的蒸发器进水口的地源水，通过所述热泵机组为所述采暖用户侧供暖；或者，当所述保温水箱中的水温大于或等于所述第一阈值时，打开所述第一阀门，关闭所述第二阀门，以利用所述中深层地热换热器所吸取中深层地热和保温水箱加热进入所述热泵机组的蒸发器进水口的地源水，通过所述热泵机组为所述采暖用户侧供暖。

14、在本申请一些实施例中，所述根据所述当前季节信息和所述保温水箱的水温，控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述热泵机组，以利用所述中深层地热换热器所吸取中深层地热和/或所述保温水箱加热进入所述热泵机组的蒸发器进水口的地源水，包括：在所述当前季节信息为非采暖季时，控制所述热泵机组处于非运行状态；当所述保温水箱中的水温大于或等于第二阈值时，打开所述第一阀门，关闭所述第二阀门，以利用所述保温水箱加热进入所述热泵机组的蒸发器进水口的地源水，为地温补热。

15、在本申请一些实施例中，所述方法还包括：控制所述太阳能热电集成模块所产生的电能为所述热泵机组供电，并将所述太阳能热电集成模块所产生的电能剩余部分提供给电网。

16、本申请第三方面提出了一种如前述第一方面所述的中深层地源热泵与太阳能热电集成耦合系统的控制装置，包括：确定模块，用于确定当前季节信息和所述保温水箱的水温；

17、控制模块，用于根据所述当前季节信息和所述保温水箱的水温，控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述热泵机组，以利用所述中深层地热换热器所吸取中深层地热和/或所述保温水箱加热进入所述热泵机组的蒸发器进水口的地源水。

18、在本申请一些实施例中，所述当前季节信息包括采暖季和非采暖季；所述控制模块具体用于：在所述当前季节信息为采暖季时，控制所述热泵机组运行；当所述保温水箱中的水温小于第一阈值，关闭所述第一阀门，打开所述第二阀门，以利用所述中深层地热换热器所吸取中深层地热加热进入所述热泵机组的蒸发器进水口的地源水，通过所述热泵机组为所述采暖用户侧供暖；或者，当所述保温水箱中的水温大于或等于所述第一阈值时，打开所述第一阀门，关闭所述第二阀门，以利用所述中深层地热换热器所吸取中深层地热和保温水箱加热进入所述热泵机组的蒸发器进水口的地源水，通过所述热泵机组为所述采暖用户侧供暖。

19、在本申请一些实施例中，所述控制模块具体用于：在所述当前季节信息为非采暖季时，控制所述热泵机组处于非运行状态；当所述保温水箱中的水温大于或等于第二阈值时，打开所述第一阀门，关闭所述第二阀门，以利用所述保温水箱加热进入所述热泵机组的蒸发器进水口的地源水，为地温补热。

20、本申请第四方面提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如前述第一方面所述的方法。

21、本申请提出的中深层地源热泵与太阳能热电集成耦合系统，可通过太阳能热电集成模块为热泵机组提供电能，降低热泵机组的运行成本。此外，还提高了系统安全性，适用于寒冷地区的清洁供暖场景。本申请将光伏、光热和清洁供暖技术有机结合起来，实现优势互补，效益最大化。

22、本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种中深层地源热泵与太阳能热电集成耦合系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述太阳能热电集成模块与电网连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述保温水箱还用于加热生活用水。

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的中深层地源热泵与太阳能热电集成耦合系统的控制方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述当前季节信息包括采暖季和非采暖季；所述根据所述当前季节信息和所述保温水箱的水温，控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述热泵机组，以利用所述中深层地热换热器所吸取中深层地热和/或所述保温水箱加热进入所述热泵机组的蒸发器进水口的地源水，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前季节信息和所述保温水箱的水温，控制所述第一阀门、所述第二阀门和所述热泵机组，以利用所述中深层地热换热器所吸取中深层地热和/或所述保温水箱加热进入所述热泵机组的蒸发器进水口的地源水，包括：

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种如权利要求1-3中任一项所述的中深层地源热泵与太阳能热电集成耦合系统的控制装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述当前季节信息包括采暖季和非采暖季；所述控制模块具体用于：

10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求4-7中任一所述的方法。

技术总结
本申请提出一种中深层地源热泵与太阳能热电集成耦合系统，涉及能源综合利用技术领域。其中，系统包括：太阳能热电集成模块；热泵机组；太阳能热电集成模块为热泵机组提供电能；保温水箱，用于回收光伏发电过程中产生的余热；保温水箱与热泵机组连接；中深层地热换热器，用于吸取中深层地热，中深层地热换热器的出水口通过第一管道与保温水箱的地源水进水口连接，第一管道上设有第一阀门，中深层地热换热器的出水口通过第二管道与热泵机组的蒸发器进水口连接，第二管道上设有第二阀门；中深层地热换热器与热泵机组连接。本申请提出的系统将光伏、光热和清洁供暖技术有机结合起来，实现优势互补，效益最大化，且适用于寒冷地区的清洁供暖场景。

技术研发人员：杨松,张栋顺,王长山,何昭仁,全恒立,屠学伟,赵丽娜
受保护的技术使用者：国核电力规划设计研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15