光伏直驱地源热泵供能蓄能系统的制作方法

本发明涉及地源热泵，特别涉及光伏直驱地源热泵供能蓄能系统。

背景技术：

1、现在随着经济的发展和人们生活水平的提高，公共建筑和住宅的供暖和空调已经成为普遍的要求。作为中国传统供热的燃煤锅炉不仅能源利用率低，而且还会给大气造成严重的污染，因此在一些城市中燃煤锅炉在被逐步淘汰，而燃油、燃气锅炉则运行费用很高。地源热泵就是一种在技术上和经济上都具有较大优势的解决供热和空调的替代方式。地源热泵是一种利用地下浅层地热资源既能供热又能制冷的高效节能环保型空调系统。地源热泵通过输入少量的高品位能源（电能），即可实现能量从低温热源向高温热源的转移。在冬季，把土壤中的热量“取”出来，提高温度后供给室内用于采暖；在夏季，把室内的热量“取”出来释放到土壤中去，并且常年能保证地下温度的均衡。地源热泵具有高效节能、稳定可靠、无环境污染、一机多用、维护费用低、使用寿命长等优点。

2、现有地源热泵一般通过市政电网供电，由于没有燃烧过程，对周围环境不会造成污染排放，如授权公告号为“cn104315629b”的发明公开了一种利用谷电辅助蓄冷/蓄热的地埋管地源热泵系统及方法，地埋管换热器、地源热泵机组构成冷/热源侧环路i ,地源热泵机组的蒸发器、换热器i的一次侧构成换热环路ii ,换热器i的二次侧与用户端形成环路iii；地源热泵机组的蒸发器、蓄能水箱构成蓄冷环路iv；蓄能水箱、换热器ii的一次侧构成放冷/放热环路v；换热器ii的二次侧与用户端形成环路vi；电加热装置和蓄能水箱构成热源侧环路vii；地源热泵机组的冷凝器和地暖管道构成用户侧环路viii。该系统充分利用浅层地热能、谷电、电蓄能技术，实现最经济的空调运行方式。该技术解决北方住宅项目地下岩土体冷热量不平衡问题，可作为单供暖地源热泵项目的补救措施。

3、尽管上述地源热泵系统能够充分利用浅层地热能、谷电、电蓄能技术，实现较经济的空调运行方式，但是该地源热泵通过市电供电，地源热泵长期工作仍需要消耗大量的市电电能，无法达到节能的效果。

技术实现思路

1、本发明提供光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，用以解决目前地源热泵长期工作仍需要消耗大量的市电电能，不利于节能的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明公开了光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，包括：光伏组件及储能电池，光伏组件与电力电子变换器电性连接，电力电子变换器与变频器电性连接，变频器与地源热泵机组连接，地源热泵机组设置出水管与进水管，出水管与进水管通过地埋换热管连通，地源热泵机组、出水管、地埋换热管、进水管连接成循环的闭合回路，储能电池通过储能双向变换器分别与电力电子变换器、变频器电性连接。

3、优选地，地埋换热管采用石墨烯高导热管材。

4、优选地，地埋换热管内设置换热介质，换热介质采用石墨烯纳米流体。

5、优选地，地埋换热管为u型管，地埋换热管中心设置固定箱，固定箱左右两侧分别与地埋换热管竖直段内壁固定连接。

6、优选地，固定箱上端设置开口，固定箱内滑动设置压板，压板下方设置固定板，固定板与固定箱内壁固定连接，压板下端前后两侧对称设置压杆，压杆下端依次贯穿固定板、固定箱底壁延伸至固定箱下方，压杆分别与固定板、固定箱贯穿位置滑动连接，压杆下端截面为等腰三角形且尖端朝下设置。

7、优选地，固定箱左右两侧均设置滑槽，滑槽内滑动设置摆动板，摆动板一端穿过滑槽与压板下表面铰接连接，摆动板另一端延伸至固定箱外部，压杆两侧对称设置弹簧杆，弹簧杆倾斜设置，弹簧杆一端与固定板上表面铰接连接，弹簧杆另一端与摆动板靠近压杆一侧铰接连接。

8、优选地，进水管采用方形管，进水管竖直段内部设置除杂网，进水管竖直段还设置自动刮除组件，自动刮除组件用于刮除除杂网下表面堆积的杂质，自动刮除组件包括：刮板，刮板设置在除杂网下表面，刮板上表面与除杂网下表面滑动连接，进水管两侧分别设置第一方管与第二方管，第一方管一端通过第一连接孔与进水管连通，第一方管另一端设置第一封闭端，第一方管上端内壁滑动设置挡板，挡板一端与刮板侧壁连接，第二方管一端通过第二连接孔与进水管连通，第二方管另一端设置第二封闭端，第一连接孔与第二连接孔同心设置，第二方管内设置驱动机构，驱动机构用于驱动刮板沿除杂网下表面滑动，第二方管远离进水管一端下表面设置排污口，排污口处设置排污管。

9、优选地，驱动机构包括：密封板及若干固定块，固定块与第二方管内壁连接，固定块远离刮板一侧设置密封杆，密封杆长度小于第二方管长度，密封板设置在第二方管内，密封板与第二方管内壁密封滑动连接，密封板上设置若干密封孔，密封孔与密封杆一一对应，密封孔内壁与密封杆外壁滑动连接，密封板与刮板之间设置连接杆，连接杆一端与密封板侧壁连接，连接杆另一端与刮板远离挡板一侧连接，密封板远离连接杆一侧设置复位弹簧，复位弹簧一端与密封板侧壁连接，复位弹簧另一端与第二封闭端内壁连接。

10、优选地，刮板内设置若干通孔，通孔左右两端分别贯穿刮板左右两侧壁。

11、优选地，密封杆远离固定块一端设置为锥形，密封孔靠近固定块一端设置倒角。

12、本发明的技术方案具有以下优点：本发明提供了光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，涉及地源热泵领域，包括光伏组件及储能电池，光伏组件与电力电子变换器电性连接，电力电子变换器与变频器电性连接，变频器与地源热泵机组连接，地源热泵机组设置出水管与进水管，出水管与进水管通过地埋换热管连通，地源热泵机组、出水管、地埋换热管、进水管连接成循环的闭合回路，储能电池通过储能双向变换器分别与电力电子变换器、变频器电性连接。本发明中，通过光伏组件发电为地源热泵机组供电，减少了市电的使用，达到了节能效果，并且，光伏组件产生的多余电量由储能电池进行储能，夜间由储能电池优先为地源热泵机组供电，提高了光伏发电的利用率，减少了弃光现象，实现了可再生能源的高效利用，本系统通过光伏发电结合储能，自发自用，实现了低碳排放，助力双碳目标的实现。

13、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及说明书附图中所特别指出的装置来实现和获得。

14、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

技术特征：

1.光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，其特征在于，包括：光伏组件（1）及储能电池（2），光伏组件（1）与电力电子变换器（3）电性连接，电力电子变换器（3）与变频器（4）电性连接，变频器（4）与地源热泵机组（5）连接，地源热泵机组（5）设置出水管（6）与进水管（7），出水管（6）与进水管（7）通过地埋换热管（8）连通，地源热泵机组（5）、出水管（6）、地埋换热管（8）、进水管（7）连接成循环的闭合回路，储能电池（2）通过储能双向变换器（9）分别与电力电子变换器（3）、变频器（4）电性连接。

2.根据权利要求1所述的光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，其特征在于，地埋换热管（8）采用石墨烯高导热管材。

3.根据权利要求1所述的光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，其特征在于，地埋换热管（8）内设置换热介质，换热介质采用石墨烯纳米流体。

4.根据权利要求1所述的光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，其特征在于，地埋换热管（8）为u型管，地埋换热管（8）中心设置固定箱（10），固定箱（10）左右两侧分别与地埋换热管（8）竖直段内壁固定连接。

5.根据权利要求4所述的光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，其特征在于，固定箱（10）上端设置开口，固定箱（10）内滑动设置压板（11），压板（11）下方设置固定板（12），固定板（12）与固定箱（10）内壁固定连接，压板（11）下端前后两侧对称设置压杆（13），压杆（13）下端依次贯穿固定板（12）、固定箱（10）底壁延伸至固定箱（10）下方，压杆（13）分别与固定板（12）、固定箱（10）贯穿位置滑动连接，压杆（13）下端截面为等腰三角形且尖端朝下设置。

6.根据权利要求5所述的光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，其特征在于，固定箱（10）左右两侧均设置滑槽（14），滑槽（14）内滑动设置摆动板（15），摆动板（15）一端穿过滑槽（14）与压板（11）下表面铰接连接，摆动板（15）另一端延伸至固定箱（10）外部，压杆（13）两侧对称设置弹簧杆（16），弹簧杆（16）倾斜设置，弹簧杆（16）一端与固定板（12）上表面铰接连接，弹簧杆（16）另一端与摆动板（15）靠近压杆（13）一侧铰接连接。

7.根据权利要求1所述的光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，其特征在于，进水管（7）采用方形管，进水管（7）竖直段内部设置除杂网（17），进水管（7）竖直段还设置自动刮除组件，自动刮除组件用于刮除除杂网（17）下表面堆积的杂质，自动刮除组件包括：刮板（18），刮板（18）设置在除杂网（17）下表面，刮板（18）上表面与除杂网（17）下表面滑动连接，进水管（7）两侧分别设置第一方管（19）与第二方管（20），第一方管（19）一端通过第一连接孔与进水管（7）连通，第一方管（19）另一端设置第一封闭端，第一方管（19）上端内壁滑动设置挡板（21），挡板（21）一端与刮板（18）侧壁连接，第二方管（20）一端通过第二连接孔与进水管（7）连通，第二方管（20）另一端设置第二封闭端，第一连接孔与第二连接孔同心设置，第二方管（20）内设置驱动机构，驱动机构用于驱动刮板（18）沿除杂网（17）下表面滑动，第二方管（20）远离进水管（7）一端下表面设置排污口（22），排污口（22）处设置排污管（23）。

8.根据权利要求7所述的光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，其特征在于，驱动机构包括：密封板（24）及若干固定块（25），固定块（25）与第二方管（20）内壁连接，固定块（25）远离刮板（18）一侧设置密封杆（26），密封杆（26）长度小于第二方管（20）长度，密封板（24）设置在第二方管（20）内，密封板（24）与第二方管（20）内壁密封滑动连接，密封板（24）上设置若干密封孔（27），密封孔（27）与密封杆（26）一一对应，密封孔（27）内壁与密封杆（26）外壁滑动连接，密封板（24）与刮板（18）之间设置连接杆（28），连接杆（28）一端与密封板（24）侧壁连接，连接杆（28）另一端与刮板（18）远离挡板（21）一侧连接，密封板（24）远离连接杆（28）一侧设置复位弹簧（29），复位弹簧（29）一端与密封板（24）侧壁连接，复位弹簧（29）另一端与第二封闭端内壁连接。

9.根据权利要求8所述的光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，其特征在于，刮板（18）内设置若干通孔，通孔左右两端分别贯穿刮板（18）左右两侧壁。

10.根据权利要求8所述的光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，其特征在于，密封杆（26）远离固定块（25）一端设置为锥形，密封孔（27）靠近固定块（25）一端设置倒角。

技术总结
本发明提供了光伏直驱地源热泵供能蓄能系统，涉及地源热泵领域，包括光伏组件及储能电池，光伏组件与电力电子变换器电性连接，电力电子变换器与变频器电性连接，变频器与地源热泵机组连接，地源热泵机组设置出水管与进水管，出水管与进水管通过地埋换热管连通，地源热泵机组、出水管、地埋换热管、进水管连接成循环的闭合回路，储能电池通过储能双向变换器分别与电力电子变换器、变频器电性连接。本发明中，通过光伏组件发电为地源热泵机组供电，减少了市电的使用，达到了节能效果，光伏组件产生的多余电量由储能电池进行储能，夜间由储能电池优先为地源热泵机组供电，减少了弃光现象，提高了光伏发电的利用率，实现了太阳能的高效利用。

技术研发人员：王国良,刘兵,刘泽康
受保护的技术使用者：河北博纳德能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13