太阳能-地源热泵耦合式沼气池供暖系统及运行控制方法

摘要

本发明属于新能源开发应用领域，具体涉及一种太阳能-地源热泵耦合式沼气池供暖系统及其运行控制方法，根据太阳能集热器所能制备热水的温度梯度，结合热泵机组COP与蒸发器进水温度的关系曲线，将太阳能-地源热泵耦合式沼气池供暖系统划分为太阳能直接供暖、太阳能-地源热泵串联供暖、太阳能热泵供暖、地源热泵单独供暖、太阳能地下蓄热等五种运行模式。本发明充分的利用低品位的太阳能和地热能，显著的提高了热泵机组及系统的制热效率，能够长期高效稳定的为沼气发酵池供暖，具有长期的经济和环境效益。

主权项

一种太阳能‑地源热泵耦合式沼气池供暖系统，其特征在于：由太阳能集热系统、热泵系统、沼气池加温系统和太阳能地下蓄热系统组成，其中：太阳能集热系统包括太阳能全玻璃真空管集热器(6)、中转蓄热水箱(7)和集热器热水循环泵(9)，中转蓄热水箱第一出水口(7a)与集热器热水循环泵(9)的输入端相连，集热器热水循环泵(9)的输出端连接太阳能全玻璃真空管集热器(6)的输入端，太阳能全玻璃真空管集热器(6)的输出端连接中转蓄热水箱第一进水口(7b)，构成太阳能集热环路；热泵系统包括热泵主机(3)、U型地埋管换热器(23)、中转蓄热水箱(7)和热泵低温侧循环泵(12)，热泵主机蒸发器(4)出水口通过第二止回阀(22)后分为两路，一路通过第一电磁阀(14)与U型地埋管换热器(23)的进水管相连，U型地埋管换热器(23)的回水管通过电动三通阀(13)连接热泵低温侧循环泵(12)的输入端，热泵低温侧循环泵(12)的输出端连接热泵主机蒸发器(4)的进水口，构成热泵第一低温热源环路；另一路通过第二电磁阀(15)连接中转蓄热水箱第二出水口(7c)，中转蓄热水箱第二进水口(7d)通过电动三通阀(13)连接热泵低温侧循环泵(12)的输入端，构成热泵第二低温热源环路；沼气池加温系统包括发酵池(1)、盘管换热器(2)、热泵主机(3)、中转蓄热水箱(7)、第一加热循环泵(10)和第二加热循环泵(11)，盘管换热器(2)布置在发酵池(1)的四周池壁及池底，中转蓄热水箱第二出水口(7c)连接第一加热循环泵(10)的输入端，第一加热循环泵(10)的输出端通过第三电磁阀(16)连接盘管换热器(2)的进水口，盘管换热器(2)的出水口通过第四电磁阀(17)连接中转蓄热水箱第二进水口(7d)，构成第一加热环路；热泵主机冷凝器(5)的出水口通过第一止回阀(19)连接盘管换热器(2)的进水口，盘管换热器(2)的出水口通过第五电磁阀(18)连接第二加热循环泵(11)的输入端，第二加热循环泵(11)的输出端连接热泵主机冷凝器(5)的进水口，构成第二加热环路；中转蓄热水箱(7)第二出水口(7c)连接第二加热环泵(11)的输入端，第二加热循环泵(11)的输出端连接热泵主机冷凝器(5)的进水口，热泵主机冷凝器(5)的出水口连接盘管换热器(2)的进水口，盘管换热器(2)的出水口通过第四电磁阀(17)连接中转蓄热水箱(7)的第二进水口(7d)，构成第三加热环路；太阳能地下蓄热系统包括第一加热循环泵(10)、U型地埋管换热器(23)、中转蓄热水箱(7)，中转蓄热水箱第二出水口(7c)与第一加热循环泵(10)的输入端相连，第一加热循环泵(10)的输出端依次通过第七电磁阀(21)、第一电磁阀(14)与U型地埋管 换热器(23)的进水口相连，U型地埋管换热器(23)的出水口经过电动三通阀(13)接到中转蓄热水箱第二进水口(7d)，形成一个闭合的太阳能地下蓄热回路。