一種工業(yè)余熱與太陽能聯(lián)合的跨季節(jié)蓄熱、區(qū)域供熱系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種工業(yè)余熱與太陽能聯(lián)合的跨季節(jié)蓄熱、區(qū)域供熱系統(tǒng)，屬于區(qū)域供熱技術(shù)領(lǐng)域。該系統(tǒng)包括工業(yè)余熱回收裝置、太陽能集熱器、地埋管換熱器、低溫?zé)崴膳┒搜b置、連接管路、多組循環(huán)泵、多組閥門；工業(yè)余熱回收裝置分別與太陽能集熱器、地埋管換熱器、低溫?zé)崴膳┒搜b置通過閥門、循環(huán)泵以及連接管路串聯(lián)或并聯(lián)組成可切換的蓄熱、供熱回路。該系統(tǒng)通過跨季節(jié)蓄熱的方式，實現(xiàn)了夏熱冬用，提高了太陽能系統(tǒng)和工業(yè)余熱系統(tǒng)的全年利用率。同時，通過優(yōu)化系統(tǒng)取放熱流程，以提升地下土壤溫度品位而非向土壤平衡溫度補(bǔ)熱的方式，實現(xiàn)了依靠直接換熱提取土壤熱量，避免了使用熱泵造成能量品位的浪費(fèi)。
【專利說明】
一種工業(yè)余熱與太陽能聯(lián)合的跨季節(jié)蓄熱、區(qū)域供熱系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于區(qū)域供熱技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種工業(yè)余熱與太陽能聯(lián)合的跨季節(jié)蓄熱、區(qū)域供熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]區(qū)域供熱是指從城市集中熱源，以蒸汽或熱水為介質(zhì)，經(jīng)供熱管網(wǎng)向全市或其中某一地區(qū)的用戶供應(yīng)采暖和生活熱水的技術(shù)。太陽能作為一種可再生能源，具有取之不盡，用于不竭，清潔無污染的特點。如果能夠以太陽能為熱源，向區(qū)域供熱熱網(wǎng)提供熱量，將帶來可觀的節(jié)能和環(huán)保效益。然而太陽能資源自身的不穩(wěn)定性、不連續(xù)性和季節(jié)不平衡性限制了太陽能的規(guī)?；瘧?yīng)用。與之相似，工業(yè)余熱作為一種可在生能源，已經(jīng)被應(yīng)用于區(qū)域供熱領(lǐng)域。但是在夏季沒有供熱需求的情況下，工業(yè)余熱無法得到有效利用，只能通過冷卻塔排放到環(huán)境中，造成了設(shè)備的閑置和熱量的浪費(fèi)。
[0003]常規(guī)以土壤作為蓄熱體的系統(tǒng)形式通常采用向土壤的全年平衡溫度補(bǔ)熱的方式，蓄熱溫度品位較低，蓄存在土壤中的低品位熱量需要使用采用電力、高溫蒸汽等(如熱栗)高品位熱源提取，這造成了能量品位的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種工業(yè)余熱與太陽能聯(lián)合的跨季節(jié)蓄熱、區(qū)域供熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)實現(xiàn)了太陽能和工業(yè)余熱跨季節(jié)存儲，并將兩種熱源引入?yún)^(qū)域供熱系統(tǒng)，提高了蓄熱體熱源品位，提高了系統(tǒng)全年利用率。
[0005]本發(fā)明提出的一種工業(yè)余熱與太陽能聯(lián)合的跨季節(jié)蓄熱、區(qū)域供熱系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括工業(yè)余熱回收裝置、太陽能集熱器、地埋管換熱器、低溫?zé)崴膳┒搜b置、連接管路、多組循環(huán)栗、多組閥門；其中，工業(yè)余熱回收裝置，用于回收工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄不用的熱量;太陽能集熱器，用于收集太陽能;地埋管換熱器，用于將工業(yè)余熱和太陽能交換蓄存于地下土壤中；低溫?zé)崴膳┒搜b置，用于給用戶直接供熱;循環(huán)栗，用于循環(huán)連接管路內(nèi)熱媒水；閥門，用于切換系統(tǒng)運(yùn)行模式，調(diào)整熱源的連接方式及連接順序;工業(yè)余熱回收裝置分別與太陽能集熱器、地埋管換熱器、低溫?zé)崴膳┒搜b置通過閥門、循環(huán)栗以及連接管路串聯(lián)或并聯(lián)組成可切換的蓄熱、供熱回路。
[0006]本發(fā)明的特點和有益效果為:
[0007]1、與采用煤、天然氣等一次能源提供熱源的常規(guī)采暖方式相比，該系統(tǒng)將太陽能和工業(yè)余熱聯(lián)合使用，相互補(bǔ)充，節(jié)約了一次能源，減少了二氧化碳及污染物排放；
[0008]2、與常規(guī)太陽能供熱和工業(yè)余熱供熱方式相比，該系統(tǒng)采用跨季節(jié)蓄熱的方式，利用土壤作為跨季節(jié)蓄熱體，將非采暖季的富余熱量蓄存至地下，并在采暖季提取出來用于建筑供熱，實現(xiàn)了太陽能和工業(yè)余熱的“夏熱冬用”，從而大大提高了太陽能集熱器、工業(yè)余熱回收裝置和地埋管換熱器的全年利用率，提高了系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性;同時，通過蓄熱體的調(diào)蓄作用和兩種熱源的相互補(bǔ)充，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，解決了太陽能不穩(wěn)定和不連續(xù)的問題；
[0009]3、與傳統(tǒng)的地源熱栗系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)通過梯級利用多種不同品位熱源，優(yōu)化了取放熱流程，將土壤溫度加熱到55°C左右，提高了地下土壤的溫度品位，并利用低溫?zé)崴膳┒搜b置的低溫回水，實現(xiàn)了通過直接換熱提取土壤熱量，避免了采用電力、高溫蒸汽等高品位熱源提取土壤中低品位熱量造成的熱量品位浪費(fèi)，從而降低了系統(tǒng)投資，提高了系統(tǒng)效率。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明實施例1結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本發(fā)明實施例2結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3是本發(fā)明實施例3結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4是本發(fā)明實施例4結(jié)構(gòu)流程不意圖；
[0014]圖中標(biāo)號:1_工業(yè)余熱回收裝置;2-太陽能集熱器;3-地埋管換熱器;4-低溫?zé)崴着┒搜b置;5-循環(huán)栗;6-循環(huán)栗;7-閥門；8-閥門；9-閥門；10-閥門；11-閥門；12-閥門；13-閥門；14-閥門；15-閥門；16-閥門；17-閥門；18-閥門；19-閥門；20-閥門；21-閥門；22-流量調(diào)節(jié)閥；23-流量調(diào)節(jié)閥；24-緩存水箱;25-循環(huán)栗。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】作進(jìn)一步說明:
[0016]—種工業(yè)余熱與太陽能聯(lián)合的跨季節(jié)蓄熱、區(qū)域供熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括工業(yè)余熱回收裝置、太陽能集熱器、地埋管換熱器、低溫?zé)崴膳┒搜b置、連接管路、多組循環(huán)栗、多組閥門；其中，工業(yè)余熱回收裝置，用于回收工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄不用的熱量;太陽能集熱器，用于收集太陽能;地埋管換熱器，用于將工業(yè)余熱和太陽能交換蓄存于地下土壤中；低溫?zé)崴膳┒搜b置，用于給用戶直接供熱;循環(huán)栗，用于循環(huán)連接管路內(nèi)熱媒水；閥門，用于切換系統(tǒng)運(yùn)行模式，調(diào)整熱源的連接方式及連接順序;工業(yè)余熱回收裝置分別與太陽能集熱器、地埋管換熱器、低溫?zé)崴膳┒搜b置通過閥門、循環(huán)栗以及連接管路串聯(lián)或并聯(lián)組成可切換的蓄熱、供熱回路。
[0017]上述系統(tǒng)還包括多組溫度傳感器、控制閥門開閉的控制器及電動執(zhí)行器，該多組溫度傳感器分別和工業(yè)余熱回收裝置、太陽能集熱器、地埋管換熱器、低溫?zé)崴膳┒搜b置連接，多組溫度傳感器和控制閥門開閉的控制器連接，控制閥門開閉的控制器和電動執(zhí)行器連接，電動執(zhí)行器分別和多組閥門連接。該溫度傳感器用于監(jiān)測熱回收裝置、太陽能集熱器、地埋管換熱器、低溫?zé)崴膳┒搜b置的進(jìn)出水溫度，并將該溫度數(shù)據(jù)傳送到控制閥門開閉的控制器;控制閥門開閉的控制器根據(jù)溫度傳感器傳送的溫度數(shù)據(jù)，確定需要開閉的閥門，并將開閉閥門的指令發(fā)送給電動執(zhí)行器;電動執(zhí)行器，執(zhí)行控制閥門開閉的控制器的指令，直接控制閥門的開閉。
[0018]本發(fā)明的工作原理在于:
[0019]本發(fā)明系統(tǒng)包括兩種運(yùn)行模式:蓄熱工況和供熱工況。在蓄熱工況下，該系統(tǒng)通過熱媒水的循環(huán)運(yùn)行，將工業(yè)余熱和太陽能通過地埋管換熱器蓄存在地下土壤中；在取熱/供熱工況下，該系統(tǒng)通過熱媒水的循環(huán)運(yùn)行，將蓄存在地下土壤中的熱量提取出來，并經(jīng)過太陽能和工業(yè)余熱的二次加熱，送至熱用戶側(cè)的低溫?zé)崴膳┒搜b置供熱。
[0020]本發(fā)明系統(tǒng)運(yùn)行包括三個不同的周期:預(yù)熱期、蓄熱期和供熱期。預(yù)熱期的時間周期為系統(tǒng)第一運(yùn)行年，此時，系統(tǒng)按照蓄熱工況運(yùn)行，將地下土壤溫度提升至55°C左右;預(yù)熱期結(jié)束后，該系統(tǒng)開始進(jìn)入蓄熱期與供熱期交替運(yùn)行的狀態(tài)。蓄熱期和供熱期的時間周期分別與該系統(tǒng)所在地的非采暖季和采暖季重合。在蓄熱期和供熱期，系統(tǒng)分別按照蓄熱工況和供熱工況運(yùn)行;具體如下:
[0021]在蓄熱期，本發(fā)明系統(tǒng)采用蓄熱工況運(yùn)行，即工業(yè)余熱回收裝置、太陽能集熱器、地埋管換熱器串聯(lián)連接，熱媒水先后通過工業(yè)余熱回收裝置和太陽能集熱器吸收熱量，隨后進(jìn)入地埋管換熱器，與地下土壤換熱，將吸收的熱量蓄存在地下土壤中；當(dāng)夜間及白天太陽能輻照較低時，通過調(diào)節(jié)閥門，關(guān)閉太陽能集熱器，打開太陽能集熱器的旁通管路閥門，熱媒水從工業(yè)余熱回收裝置流出后直接進(jìn)入地埋管換熱器，避免系統(tǒng)通過太陽能集熱器失熱。
[0022]在供熱期，本發(fā)明系統(tǒng)采用供熱工況運(yùn)行，利用用戶側(cè)低溫?zé)崴膳┒搜b置的回水回收土壤蓄熱量、太陽能和工業(yè)余熱，通過調(diào)節(jié)閥門，工業(yè)余熱回收裝置、太陽能集熱器、地埋管換熱器的連接方式為串聯(lián)或并聯(lián)；串聯(lián)方式:低溫?zé)崴┒瞬膳b置的回水首先通過地埋管換熱器，以直接換熱的方式提取在蓄熱期(非采暖季)蓄存于地下土壤中的熱量，隨后熱媒水進(jìn)入太陽能集熱器，吸收太陽能，如果太陽能集熱器的出水溫度滿足系統(tǒng)供熱溫度要求，則直接返回?zé)嵊脩魝?cè)的低溫?zé)崴膳┒搜b置供熱，如果溫度不滿足供熱要求，則熱媒水進(jìn)入工業(yè)余熱回收裝置，吸收工業(yè)余熱后返回用戶側(cè)低溫?zé)崴膳┒搜b置供熱;并聯(lián)方式:低溫?zé)崴膳┒搜b置的回水分為兩部分，一部分依次通過地埋管換熱器和太陽能集熱器吸收熱量，另一部分進(jìn)入工業(yè)余熱回收裝置吸收熱量，兩部分熱水吸熱后匯合返回低溫?zé)崴膳┒搜b置供熱。
[0023]本發(fā)明所述系統(tǒng)各部件的功能及具體實現(xiàn)方式分別說明如下:
[0024]所述工業(yè)余熱回收裝置是指用于回收本在工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄不用的熱量的裝置，包括各種類型的熱交換器，采用常規(guī)產(chǎn)品即可。
[0025]所述低溫?zé)崴膳┒搜b置是指能夠以較低的供回水溫度，滿足建筑采暖需求的末端裝置，包括:1.供暖輻射地板、2.毛細(xì)管輻射供暖裝飾板、3.毛細(xì)管自然對流散熱器;采用常規(guī)產(chǎn)品即可。
[0026]所述的太陽能集熱器，用于收集太陽能，采用常規(guī)產(chǎn)品即可。
[0027]所述的地埋管換熱器，用于將工業(yè)余熱和太陽能交換蓄存于地下土壤中，包括U形管式地埋管換熱器、套管式地埋管換熱器、水平管式地埋管換熱器及其他各種形式的用于循環(huán)液體工質(zhì)與地下土壤換熱的換熱器，換熱器材質(zhì)可采用PE-RT材質(zhì)或常規(guī)PE材質(zhì)。
[0028]所述的循環(huán)栗，用于循環(huán)連接管路內(nèi)熱媒水，采用常規(guī)產(chǎn)品即可。
[0029]所述的閥門，調(diào)整其開閉組合方式，可以切換系統(tǒng)運(yùn)行模式，調(diào)整熱源的連接方式及連接順序，實現(xiàn)熱量的梯級利用；閥門包括截止閥和流量調(diào)節(jié)閥，均采用常規(guī)產(chǎn)品即可。
[0030]所述的緩存水箱，用于短期存儲系統(tǒng)內(nèi)富余熱量，采用常規(guī)產(chǎn)品即可。
[0031]所述的溫度傳感器，用于監(jiān)測熱回收裝置、太陽能集熱器、地埋管換熱器、低溫?zé)崴膳┒搜b置的進(jìn)出水溫度，并將該溫度數(shù)據(jù)傳送到控制閥門開閉的控制器，采用常規(guī)產(chǎn)品即可。
[0032]所述的控制閥門開閉的控制器，控制閥門開閉的控制器根據(jù)溫度傳感器傳送的溫度數(shù)據(jù)，確定需要開閉的閥門，并將開閉閥門的指令發(fā)送給電動執(zhí)行器，可使用可編程控制器或單片機(jī)控制器，采用常規(guī)產(chǎn)品即可。
[0033]所述的電動執(zhí)行器，接收控制閥門開閉的控制器的指令，直接控制閥門的開閉，可使用部分回轉(zhuǎn)式電動執(zhí)行器或多回轉(zhuǎn)式電動執(zhí)行器，采用常規(guī)產(chǎn)品即可。
[0034]實施例1
[0035]本發(fā)明的工業(yè)余熱與太陽能聯(lián)合的跨季節(jié)蓄熱/區(qū)域供熱系統(tǒng)實施例1結(jié)構(gòu)如圖1所示，該系統(tǒng)由工業(yè)余熱回收裝置1、太陽能集熱器2、地埋管換熱器3、低溫?zé)崴膳┒搜b置4、循環(huán)栗5、循環(huán)栗6、閥門7-21、連接管路、四組溫度傳感器(圖中未示出)、控制閥門開閉的控制器及電動執(zhí)行器(圖中未示出)組成;其中，工業(yè)余熱回收裝置I的出水口通過連接管路與并聯(lián)的閥門7和循環(huán)栗5的一端相連，并聯(lián)的閥門7和循環(huán)栗5的另一端依次與閥門18、閥門16、閥門8和閥門12的一端相連;工業(yè)余熱回收裝置I的進(jìn)水口通過連接管路與閥門19的一端連接，閥門19的另一端依次與閥門17、閥門9和閥門13的一端相連；閥門18的另一端和閥門17的另一端相連后通過循環(huán)栗6連接至低溫?zé)崴膳┒搜b置4的進(jìn)水口，閥門16的另一端直接連接至低溫?zé)崴膳┒搜b置4的出水口；閥門8的另一端與閥門20-1的一端相連，同時通過閥門10與閥門13的另一端相連、通過閥門14與閥門20-2的一端相連，閥門20-1的另一端和閥門20-2的另一端分別連接至太陽能集熱器2的進(jìn)水口和出水口；閥門9的另一端通過閥門11與閥門12的另一端相連，同時閥門9的另一端與閥門20-2的一端相連，閥門12的另一端通過閥門15與閥門13的另一端相連，且閥門21-1的一端和閥門21-2的一端也分別連接在閥門15的兩端，閥門21-1的另一端和閥門21-2的另一端分別連接至地埋管換熱器3的入水口和出水口；工業(yè)余熱回收裝置I的出水口和進(jìn)水口還與熱水用戶側(cè)進(jìn)水口和出水口相連；四組溫度傳感器分別和工業(yè)余熱回收裝置1、太陽能集熱器2、地埋管換熱器3、低溫?zé)崴膳┒搜b置4連接，四組溫度傳感器和控制閥門開閉的控制器連接，控制閥門開閉的控制器和電動執(zhí)行器連接，電動執(zhí)行器分別和閥門7-21連接。
[0036]本實施例1系統(tǒng)運(yùn)行模式分為蓄熱工況和供熱工況，第一運(yùn)行年為預(yù)熱期，系統(tǒng)按照蓄熱工況運(yùn)行，之后系統(tǒng)交替按照供熱工況和蓄熱工況運(yùn)行，供熱和蓄熱工況的運(yùn)行時間分別與系統(tǒng)所在地的采暖季和非采暖季重合。當(dāng)系統(tǒng)以蓄熱工況運(yùn)行時，循環(huán)栗5開啟，循環(huán)栗6關(guān)閉，閥門7、9、10、12、16、17、18關(guān)閉，閥門8、11、13、19開啟；此時工業(yè)余熱回收裝置1、太陽能集熱器2、地埋管換熱器3處于串聯(lián)連接模式，并且熱媒水經(jīng)過工業(yè)余熱回收裝置I加熱后，先進(jìn)入太陽能集熱器2吸收太陽能，再進(jìn)入地埋管換熱器3將熱量交換至地下土壤中。閥門14、15、20、21的開閉根據(jù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)決定，夜間或陰天太陽能集熱器2出水溫度低于其進(jìn)水溫度時關(guān)閉閥門20，打開閥門14，其他時間關(guān)閉閥門14，打開閥門20;當(dāng)太陽能集熱器2出水溫度超過地埋管換熱器管材承受溫度能力上限時，打開閥門15，關(guān)閉閥門21，調(diào)節(jié)工業(yè)余熱回收裝置降低其出水溫度，從而降低太陽能集熱器2的進(jìn)水溫度，以降低太陽能集熱器2的出水溫度，待太陽能集熱器2出水溫度降低至地埋管換熱器管材承受溫度能力上限以下后，重新打開閥門21，關(guān)閉閥門15;他時間關(guān)閉閥門15，打開閥門21。
[0037]當(dāng)系統(tǒng)以供熱工況運(yùn)行時，系統(tǒng)利用低溫?zé)崴膳┒搜b置4的回水提取土壤蓄熱量、太陽能和工業(yè)余熱，并通過切換閥門的開閉組合，調(diào)整熱源的利用順序，低溫?zé)崴膳┒搜b置4的低溫回水首先經(jīng)過地埋管換熱器3提取土壤內(nèi)蓄存的熱量，之后經(jīng)過太陽能集熱器2吸收熱量，如果太陽能集熱器2出口水溫滿足供熱溫度需求，則熱媒水直接返回到低溫?zé)崴膳┒搜b置4放熱；如果太陽能集熱器2出口水溫不滿足供熱溫度要求，則熱媒水進(jìn)入工業(yè)余熱回收裝置I繼續(xù)加熱，之后返回低溫?zé)崴膳┒搜b置4放熱。循環(huán)栗及閥門的開關(guān)情況為:循環(huán)栗5關(guān)閉，循環(huán)栗6開啟，閥門8、11、13、15關(guān)閉，閥門7、9、1、12、16、21開啟，閥門14、17、18、19、20的開關(guān)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)決定，夜間或陰天太陽能集熱器2出水溫度低于其進(jìn)水溫度關(guān)閉閥門20，打開閥門14，其他時間關(guān)閉閥門14，打開閥門20;當(dāng)太陽能集熱器2出口水溫滿足供熱溫度需求時，開啟閥門17，關(guān)閉閥門18、19;當(dāng)太陽能集熱器2出口水溫不滿足供熱溫度需求時，開啟閥門18、19，關(guān)閉閥門17。
[0038]實施例2
[0039]本發(fā)明的工業(yè)余熱與太陽能聯(lián)合的跨季節(jié)蓄熱/區(qū)域供熱系統(tǒng)實施例2結(jié)構(gòu)如圖2所示，該系統(tǒng)由工業(yè)余熱回收裝置1、太陽能集熱器2、地埋管換熱器3、低溫?zé)崴膳┒搜b置4、循環(huán)栗5、循環(huán)栗6、閥門7-23、連接管路及四組溫度傳感器(圖中未示出)、控制閥門開閉的控制器及電動執(zhí)行器(圖中未示出)組成，其中，工業(yè)余熱回收裝置I出水口通過連接管路與并聯(lián)的閥門7和循環(huán)栗5的一端口相連，并聯(lián)的閥門7和循環(huán)栗5的另一端口與閥門18—端連接，同時與閥門16的一端連接，閥門18的另一端依次與閥門22、閥門8和閥門12的一端相連;工業(yè)余熱回收裝置I的進(jìn)水口通過連接管路與閥門23的一端連接，同時與閥門19的一端連接，閥門19的另一端依次與閥門17、閥門9和閥門13的一端相連；閥門16的另一端和閥門17的另一端相連后通過循環(huán)栗6連接至低溫?zé)崴膳┒搜b置4的進(jìn)水口，閥門23的另一端和閥門22的另一端相連后直接連接至低溫?zé)崴膳┒搜b置4的出水口；閥門8的另一端與閥門20-1的一端相連，同時通過閥門10與閥門13的另一端相連、通過閥門14與閥門20-2的一端相連，閥門20-1的另一端和閥門20-2的另一端分別連接至太陽能集熱器2的進(jìn)水口和出水口；閥門9的另一端通過閥門11與閥門12的另一端相連，同時閥門9的另一端與閥門20-2的一端相連，閥門12的另一端通過閥門15與閥門13的另一端相連，且閥門21-1的一端和閥門21-2的一端也分別連接在閥門15的兩端，閥門21-1的另一端和閥門21-2的另一端分別連接至地埋管換熱器3的進(jìn)水口和出水口；工業(yè)余熱回收裝置I的出水口和入水口還分別與熱水用戶側(cè)進(jìn)水口和出水口相連；四組溫度傳感器分別和工業(yè)余熱回收裝置1、太陽能集熱器2、地埋管換熱器3、低溫?zé)崴膳┒搜b置4連接，四組溫度傳感器和控制閥門開閉的控制器連接，控制閥門開閉的控制器和電動執(zhí)行器連接，電動執(zhí)行器分別和閥門7-21連接。
[0040]本實施例2系統(tǒng)以蓄熱工況運(yùn)行時，閥門7、9、10、12、16、17、22、23關(guān)閉，閥門8、11、13、18、19開啟，閥門14、15、2 O、21的控制方法與實施例1相同。
[0041]當(dāng)系統(tǒng)處于供熱工況運(yùn)行時，循環(huán)栗及閥門的開關(guān)情況為:循環(huán)栗5關(guān)閉，循環(huán)栗6開啟，閥門8、11、13、15、18、19關(guān)閉，7、9、10、12、16、17、21、22、23開啟，閥門14與閥門20的控制方法與實施例1相同。此時，工業(yè)余熱回收裝置I與太陽能集熱器2—地埋管換熱器3并聯(lián)連接，低溫?zé)崴膳┒搜b置4的低溫回水分為兩部分，一部分首先經(jīng)過地埋管換熱器3提取土壤內(nèi)的蓄熱量，之后經(jīng)過太陽能集熱器2吸收熱量，另一部分進(jìn)入工業(yè)余熱回收裝置I，吸收工業(yè)余熱，之后兩部分液體混合，返回低溫?zé)崴膳┒搜b置4供熱，通過流量閥22，23調(diào)整進(jìn)入太陽能集熱器2-地埋管換熱器3支路和工業(yè)余熱回收裝置4支路的流量比例。其余均與實施例1相同。
[0042]實施例3
[0043]本發(fā)明的工業(yè)余熱與太陽能聯(lián)合的跨季節(jié)蓄熱/區(qū)域供熱系統(tǒng)實施例3結(jié)構(gòu)如圖3所示，本實施例的結(jié)構(gòu)與實施例1基本相同，區(qū)別之處在于，在實施例1的組成部件的基礎(chǔ)上還包括緩存水箱24和循環(huán)栗25，其中，緩存水箱(24)的第一出水口、第二進(jìn)水口分別與低溫?zé)崴膳┒搜b置(4)的進(jìn)水口、出水口相連，緩存水箱(24)的第一進(jìn)水口與第二循環(huán)栗(6)相連，第二出水口與第十閥門(16)相連，第三循環(huán)栗(25)連接在緩存水箱(24)的第一出水口與低溫?zé)崴膳┒搜b置(4)的進(jìn)水口之間。
[0044]當(dāng)系統(tǒng)處于供熱工況運(yùn)行時，使用緩存水箱24短期存儲系統(tǒng)富余熱量，開啟循環(huán)栗25，將熱量送至低溫?zé)崴膳┒搜b置4供熱。其余工作原理與實施例1相同。
[0045]實施例4
[0046]本發(fā)明的工業(yè)余熱與太陽能聯(lián)合的跨季節(jié)蓄熱/區(qū)域供熱系統(tǒng)實施例4結(jié)構(gòu)如圖4所示，本實施例的結(jié)構(gòu)與實施例2基本相同，區(qū)別之處在于，在實施例2的組成部件的基礎(chǔ)上還包括緩存水箱24和循環(huán)栗25，其中，緩存水箱(24)的第一出水口、第二進(jìn)水口分別與低溫?zé)崴膳┒搜b置(4)的進(jìn)水口、出水口相連，緩存水箱(24)的第一進(jìn)水口與第二循環(huán)栗
(6)相連，第二出水口與并聯(lián)的第十八閥門(22)、第十九閥門(23)相連，第三循環(huán)栗(25)連接在緩存水箱(24)的第一出水口與低溫?zé)崴膳┒搜b置(4)的進(jìn)水口之間。
[0047]當(dāng)系統(tǒng)處于供熱工況運(yùn)行時，使用緩存水箱24短期存儲系統(tǒng)富余熱量，開啟循環(huán)栗25，將熱量送至低溫?zé)崴膳┒搜b置4供熱。其余工作原理與實施例2相同。
【主權(quán)項】
1.一種工業(yè)余熱與太陽能聯(lián)合的跨季節(jié)蓄熱、區(qū)域供熱系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)組成部件包括工業(yè)余熱回收裝置、太陽能集熱器、地埋管換熱器、低溫?zé)崴膳┒搜b置、連接管路、多組循環(huán)栗、多組閥門；其中，工業(yè)余熱回收裝置，用于回收工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢棄不用的熱量;太陽能集熱器，用于收集太陽能；地埋管換熱器，用于將工業(yè)余熱和太陽能轉(zhuǎn)換蓄存于地下土壤中；低溫?zé)崴膳┒搜b置，用于給用戶直接供熱;循環(huán)栗，用于循環(huán)連接管路內(nèi)熱媒水；閥門，用于切換系統(tǒng)運(yùn)行模式，調(diào)整熱源的連接方式及連接順序;工業(yè)余熱回收裝置分別與太陽能集熱器、地埋管換熱器、低溫?zé)崴膳┒搜b置通過閥門、循環(huán)栗以及連接管路串聯(lián)或并聯(lián)組成可切換的蓄熱、供熱回路。2.如權(quán)利要求1所述的跨季節(jié)蓄熱、區(qū)域供熱系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括多組溫度傳感器、控制閥門開閉的控制器及電動執(zhí)行器，多組溫度傳感器分別和工業(yè)余熱回收裝置、太陽能集熱器、地埋管換熱器、低溫?zé)崴膳┒搜b置連接，多組溫度傳感器和控制閥門開閉的控制器連接，控制閥門開閉的控制器和電動執(zhí)行器連接，電動執(zhí)行器分別和多組閥門連接;溫度傳感器用于監(jiān)測熱回收裝置、太陽能集熱器、地埋管換熱器、低溫?zé)崴膳┒搜b置的進(jìn)出水溫度，并將該溫度數(shù)據(jù)傳送到控制閥門開閉的控制器;控制閥門開閉的控制器根據(jù)溫度傳感器傳送的溫度數(shù)據(jù)，確定需要開閉的閥門，并將開閉閥門的指令發(fā)送給電動執(zhí)行器;電動執(zhí)行器，執(zhí)行控制閥門開閉的控制器的指令，直接控制閥門的開閉。3.如權(quán)利要求1所述的跨季節(jié)蓄熱、區(qū)域供熱系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)各組成部件的連接關(guān)系為:工業(yè)余熱回收裝置(I)出水口通過連接管路與并聯(lián)的第一閥門(7)和第一循環(huán)栗(5)的一端相連，并聯(lián)的第一閥門(7)和第一循環(huán)栗(5)的另一端依次與第十二閥門(18)、第十閥門(16)、第二閥門(8)和第六閥門(12)的一端相連;工業(yè)余熱回收裝置(I)的進(jìn)水口通過連接管路與第十三閥門(19)的一端相連，第十三閥門(19)的另一端依次與第十一閥門(17)、第三閥門(9)和第七閥門(13)的一端相連；第十二閥門(18)的另一端和第十一閥門(17)的另一端相連后通過第二循環(huán)栗(6)連接至低溫?zé)崴膳┒搜b置(4)的進(jìn)水口，第十閥門(16)的另一端直接連接至低溫?zé)崴膳┒搜b置(4)的出水口；第二閥門(8)的另一端與第十四閥門(20-1)的一端相連，同時通過第四閥門(10)與第七閥門(13)的另一端相連、通過第八閥門(14)與第十五閥門(20-2)的一端相連，第十四閥門(20-1)的另一端和第十五閥門(20-2)的另一端分別連接至太陽能集熱器(2)的進(jìn)水口和出水口；第三閥門(9)的另一端通過第五閥門(11)與第六閥門(12)的另一端相連，同時第三閥門(9)的另一端與第十五閥門(20-2)的一端相連，第六閥門(12)的另一端通過第九閥門(15)與第七閥門(13)的另一端相連，且第十六閥門(21-1)的一端和第十七閥門(21-2)的一端也分別連接在第九閥門(15)的兩端，第十六閥門(21-1)的另一端和第十七閥門(21-2)的另一端分別連接至地埋管換熱器(3)的進(jìn)水口和出水口；工業(yè)余熱回收裝置(I)的出水口和進(jìn)水口還與熱水用戶側(cè)進(jìn)水口和出水口相連。4.如權(quán)利要求1所述的跨季節(jié)蓄熱、區(qū)域供熱系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)各組成部件的連接關(guān)系為:工業(yè)余熱回收裝置(I)出水口通過連接管路與并聯(lián)的第一閥門(7)和第一循環(huán)栗(5)的一端口相連，并聯(lián)的第一閥門(7)和第一循環(huán)栗(5)的另一端口與第十二閥門(18)一端連接，同時與第十閥門(16)的一端連接，第十二閥門(18)的另一端依次與第十八閥門(22)、第二閥門(8)和第六閥門(12)的一端相連;工業(yè)余熱回收裝置(I)的進(jìn)水口通過連接管路與第十九閥門(23)的一端連接，同時與第十三閥門(I9)的一端連接，第十三閥門(I9)的另一端依次與第十一閥門(17)、第三閥門(9)和第七閥門(13)的一端相連;第十閥門(16)的另一端和第十一閥門(17)的另一端相連后通過第二循環(huán)栗(6)連接至低溫?zé)崴膳┒搜b置(4)的進(jìn)水口，第十九閥門(23)的另一端和第十八閥門(22)的另一端相連后直接連接至低溫?zé)崴膳┒搜b置(4)的出水口；第二閥門(8)的另一端與第十四閥門(20-1)的一端相連，同時通過第四閥門(10)與第七閥門(13)的另一端相連、通過第八閥門(14)與第十五閥門(20-2)的一端相連，第十四閥門(20-1)的另一端和第十五閥門(20-2)的另一端分別連接至太陽能集熱器2的進(jìn)水口和出水口；第三閥門(9)的另一端通過第五閥門(11)與第六閥門(12)的另一端相連，同時第三閥門(9)的另一端與第十五閥門(20-2)的一端相連，第六閥門(12)的另一端通過第九閥門(15)與第七閥門(13)的另一端相連，且第十六閥門(21-1)的一端和第十七閥門(21-2)的一端也分別連接在第九閥門(15)的兩端，第十六閥門(21-1)的另一端和第十七閥門(21-2)的另一端分別連接至地埋管換熱器(3)的進(jìn)水口和出水口；工業(yè)余熱回收裝置(I)的出水口和進(jìn)水口還與熱水用戶側(cè)進(jìn)水口和出水口相連。5.如權(quán)利要求3所述的跨季節(jié)蓄熱、區(qū)域供熱系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括緩存水箱(24)和第三循環(huán)栗(25)，其中，緩存水箱(24)的第一出水口、第二進(jìn)水口分別與低溫?zé)崴膳┒搜b置(4)的進(jìn)水口、出水口相連，緩存水箱(24)的第一進(jìn)水口與第二循環(huán)栗(6)相連，第二出水口與第十閥門(I6)相連，第三循環(huán)栗(25)連接在緩存水箱(24)的第一出水口與低溫?zé)崴膳┒搜b置(4)的進(jìn)水口之間。6.如權(quán)利要求4所述的跨季節(jié)蓄熱、區(qū)域供熱系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括緩存水箱(24)和第三循環(huán)栗(25)，其中，緩存水箱(24)的第一出水口、第二進(jìn)水口分別與低溫?zé)崴膳┒搜b置(4)的進(jìn)水口、出水口相連，緩存水箱(24)的第一進(jìn)水口與第二循環(huán)栗(6)相連，第二出水口與并聯(lián)的第十八閥門(22)、第十九閥門(23)相連，第三循環(huán)栗(25)連接在緩存水箱(24)的第一出水口與低溫?zé)崴膳┒搜b置(4)的進(jìn)水口之間。
【文檔編號】F24D19/10GK106091080SQ201610486925
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】楊旭東, 江億, 郭放, 夏建軍, 劉富軍, 宿穎波
【申請人】清華大學(xué)