本發(fā)明涉及的是一種利用谷電輔助蓄冷/蓄熱的地埋管地源熱泵系統(tǒng)(以下簡稱地源熱泵),主要用于熱負荷占優(yōu)的單供暖(兼顧供冷)系統(tǒng)的研究及其設(shè)計方法,屬于建筑環(huán)境與能源應(yīng)用專業(yè)工程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
近年來由于對建筑節(jié)能、CO2減排及改善大氣霧霾等環(huán)境問題的關(guān)注,利用可再生的淺層地?zé)崮艿牡卦礋岜眉夹g(shù)在建筑空調(diào)領(lǐng)域得到了迅速發(fā)展。其中的地埋管地源熱泵技術(shù)利用大地?zé)崛萘烤薮笄业叵聨r土體溫度相對穩(wěn)定的特性,通過閉環(huán)式地埋管換熱器夏季向巖土體釋放熱量、冬季從巖土體吸收熱量,通過地源熱泵實現(xiàn)對建筑物供冷供熱。我國的地源熱泵項目普遍趨于大型化,現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)了利用地源熱泵技術(shù)解決大型社區(qū)集中供熱的迫切需求,但也面臨埋管用地不足和地下冷熱不平衡等突出問題。例如,單一的地源熱泵系統(tǒng)應(yīng)用于以供熱為主要需求的北方住宅項目時,由于供暖季從巖土體中吸收的熱量常常大于供冷季向其釋放的熱量,長期來看系統(tǒng)從巖土體中的取熱量大于放熱量,會引起巖土體溫度逐年下降,導(dǎo)致系統(tǒng)冬季運行性能下降甚至無法正常供熱。上述問題常常導(dǎo)致地源熱泵在北方集中供熱的大型住宅項目中效率不佳甚至失效。目前針對由全年冷熱量不平衡引起的地源熱泵系統(tǒng)性能退化或失效問題進行了大量的研究,開發(fā)了多種地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)。以冷卻塔為輔助冷源的地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)已成功地應(yīng)用于夏季冷負荷占優(yōu)的項目。然而,對于冬季熱負荷占優(yōu)或單供暖的建筑,雖然已經(jīng)有了以太陽能、工業(yè)余熱、燃氣鍋爐為輔助熱源的地源熱泵復(fù)合系統(tǒng),但是由于種種技術(shù)經(jīng)濟條件的制約,這些復(fù)合系統(tǒng)未能大規(guī)模推廣應(yīng)用。要為我國北方的城鎮(zhèn)化提供新的供熱途徑,并靈活有效地解決應(yīng)用地源熱泵技術(shù)時地下巖土體全年冷熱量不平衡問題,必須尋求更符合現(xiàn)有資源條件和能源政策、穩(wěn)定且費用更低的輔助制熱方式及更經(jīng)濟的運行策略。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
為了解決現(xiàn)有地源熱泵技術(shù)在供暖為主的北方地區(qū)應(yīng)用的局限性,本發(fā)明將可再生的淺層地?zé)崮芎屠霉入姷碾娏π枨髠?cè)管理技術(shù)、蓄能技術(shù)相結(jié)合,提出了以地埋管地源熱泵為主要冷熱源,以谷電時段蓄積的熱量為輔助熱源,滿足以供暖為主的實際工程需求,或?qū)崿F(xiàn)采用地板輻射等末端形式的地源熱泵單供暖(適當(dāng)兼顧免費供冷)的技術(shù)應(yīng)用。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種利用谷電輔助蓄冷/蓄熱的地埋管地源熱泵系統(tǒng),包括地埋管換熱器、地源熱泵機組和電加熱裝置、蓄能水箱,所述的地埋管換熱器、地源熱泵機組的蒸發(fā)器/冷凝器構(gòu)成冷/熱源側(cè)環(huán)路I,所述的地源熱泵機組的蒸發(fā)器、換熱器I的一次側(cè)構(gòu)成中間換熱環(huán)路II,所述的換熱器I的二次側(cè)與用戶端形成用戶側(cè)環(huán)路III;地源熱泵機組的蒸發(fā)器、蓄能水箱的構(gòu)成蓄冷環(huán)路IV;蓄能水箱、換熱器II的一次側(cè)構(gòu)成放冷/放熱環(huán)路V;換熱器II的二次側(cè)與用戶端形成循環(huán)環(huán)路VI;所述的電加熱裝置和蓄能水箱構(gòu)成熱源側(cè)環(huán)路VII;所述的地源熱泵機組的冷凝器和地暖管道構(gòu)成用戶側(cè)環(huán)路VIII;所述的循環(huán)環(huán)路I、II、III、IV、V、VI、VII、VIII上均設(shè)有控制其開斷的閥門。所述的地埋管換熱器串聯(lián)循環(huán)泵后,與地源熱泵機組的冷凝器/蒸發(fā)器入口連通;地源熱泵機組的冷凝器/蒸發(fā)器出口通過管道回到地埋管換熱器,形成了冷/熱源側(cè)環(huán)路I。地源熱泵機組的出口還通過管路串聯(lián)第三閥門、循環(huán)泵后,經(jīng)過換熱器I的一次側(cè)后,串接第四閥門返回到地埋管換熱器,形成中間換熱環(huán)路II;換熱器I的二次側(cè)與用戶側(cè)的第五閥門、循環(huán)泵、地暖管道、第六閥門串聯(lián)形成用戶側(cè)環(huán)路III。所述的地源熱泵機組的蒸發(fā)器串聯(lián)第七閥門、第八閥門、中間循環(huán)泵后,與蓄能水箱的構(gòu)成蓄冷環(huán)路IV。所述的蓄能水箱串聯(lián)循環(huán)泵后,與換熱器II的一次側(cè)形成放冷/放熱環(huán)路V,換熱器II的二次側(cè)位于用戶側(cè),且通過管路串聯(lián)第十一閥門、第十二閥門后與用戶側(cè)的地暖管道形成用戶側(cè)環(huán)路VI。所述的電加熱裝置串聯(lián)一次側(cè)循環(huán)泵、第九閥門、第十閥門后,和蓄能水箱構(gòu)成熱源側(cè)環(huán)路VII。所述的地源熱泵機組的冷凝器串聯(lián)第一閥門、第二閥門、用戶側(cè)循環(huán)泵后,和地暖管道構(gòu)成用戶側(cè)環(huán)路VIII。所述的換熱器I、換熱器II位于用戶側(cè)的二次側(cè),其回到二次側(cè)的連接管路與高位水箱III或定壓補水裝置連通,用于系統(tǒng)定壓補水。所述的循環(huán)環(huán)路I、II、III、IV、V、VI、VII、VIII上均設(shè)有溫度傳感器、流量傳感器和循環(huán)泵。一種谷電輔熱地源熱泵蓄熱蓄冷系統(tǒng)的控制方法,如下:采暖季:晚上低谷時段,由電加熱裝置承擔(dān)全天或部分熱負荷,第九閥門、第十閥門、第十一閥門、第十二閥門開啟,系統(tǒng)邊蓄邊供熱;白天用電高峰及平段,通過蓄能水箱放熱,第十一閥門、第十二閥門開啟,系統(tǒng)處于放熱階段;某些嚴寒天氣,夜間蓄熱量不足時,白天第一閥門、第二閥門、第十一閥門、第十二閥門開啟,地源熱泵系統(tǒng)與電蓄能放熱系統(tǒng)同時運行。供冷季:冷負荷需求量小或無冷負荷需求時,第三閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門開啟,使用熱泵機組直接供冷;晚上低谷時段,由熱泵機組承擔(dān)全天或部分冷負荷,第七閥門、第八閥門、第十一閥門、第十二閥門開啟,系統(tǒng)邊蓄邊供冷;白天用電高峰及平段,通過蓄能水箱放冷,第十一閥門、第十二閥門開啟,系統(tǒng)處于放冷階段;某些嚴熱天氣,夜間蓄冷量不足時,白天第三閥門、第四閥門、第五閥門、第六閥門、第十一閥門、第十二閥門開啟,地源熱泵系統(tǒng)與電蓄能放冷系統(tǒng)同時運行。本發(fā)明的有益效果如下:1)可有效解決在華北的住宅建筑中應(yīng)用地源熱泵技術(shù)時遇到的地下全年冷熱量不平衡的瓶頸問題,充分利用可再生能源,不需燃氣鍋爐做備用熱源,有助于廢除燃煤鍋爐房,可向不具備市政管網(wǎng)集中供熱條件的區(qū)域提供節(jié)經(jīng)濟可靠的冬季供暖,為我國的可持續(xù)發(fā)展和城鎮(zhèn)化建設(shè)做出貢獻。2)積極響應(yīng)電力需求側(cè)管理相關(guān)政策,充分利用夜間谷電作為地源熱泵的輔助熱源,利用谷電蓄能技術(shù)實現(xiàn)更經(jīng)濟的系統(tǒng)運行方式。同時可有效提高電網(wǎng)的供電效率,將系統(tǒng)所服務(wù)建筑物的用電效率提升5~10%,實現(xiàn)新型供熱系統(tǒng)的經(jīng)濟效益和社會效益的高度統(tǒng)一。3)利用谷電蓄能技術(shù),可按一定比例的冬季熱負荷進行地埋管換熱器設(shè)計計算及熱泵機組配置,減少了埋管量及裝機容量,系統(tǒng)初投資較傳統(tǒng)地源熱泵系統(tǒng)顯著降低。白天用電高峰段及平段可以僅運行循環(huán)泵,由蓄能系統(tǒng)承擔(dān)全部負荷,極端天氣時則同時運行蓄能系統(tǒng)與地源熱泵系統(tǒng).由于谷電電價約為高峰電價的1/3,該系統(tǒng)的總體供冷/供熱費用亦明顯降低。4)考慮設(shè)置板式換熱器進行間接換熱,以便于水蓄能系統(tǒng)水力調(diào)節(jié)和溫度調(diào)節(jié),避免供水溫度過低造成地板結(jié)露、防止采用閉式蓄能水箱時水箱承壓過高或采用開式水箱時回水的重力勢能損失。6)該技術(shù)可緩解地下冷熱不平衡問題,也可用作某些供暖效果不佳的地源熱泵系統(tǒng)、尤其是單供暖地源熱泵項目的補救措施。附圖說明圖1谷電輔助蓄冷/蓄熱地源熱泵系統(tǒng)流程圖圖中:1地源熱泵機組,2電加熱裝置,3蓄能(蓄冷/蓄熱)水箱,4地暖管道,5地埋管換熱器,7-1板式換熱器I,7-2板式換熱器II,8-1高位水箱(或定壓補水裝置)I,8-2高位水箱(或定壓補水裝置)II,8-3高位水箱(或定壓補水裝置)III,V1-V12閥門。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行詳細說明:本發(fā)明主要涉及嚴寒和寒冷地區(qū)(尤其是CDD26≤90的寒冷(A)區(qū)),地源熱泵承擔(dān)全部夏季制冷負荷和部分冬季供熱負荷,以谷電時段電鍋爐通過蓄能水箱蓄積的熱量作為輔助熱源,滿足建筑供熱需求的地源熱泵復(fù)合系統(tǒng)的地埋管配置、裝機容量及蓄能水箱配置、地下巖土體全年冷熱平衡問題研究及其優(yōu)化設(shè)計方法。該系統(tǒng)可充分利用可再生能源和夜間谷電,能夠穩(wěn)定高效地用于建筑物冬季供暖和夏季“免費供冷”,有效解決以供暖為主的北方住宅項目的地下巖土體全年冷熱量不平衡問題。并結(jié)合電蓄能技術(shù),實現(xiàn)最經(jīng)濟的空調(diào)運行方式。本發(fā)明主要研究內(nèi)容是根據(jù)具體的建筑負荷動態(tài)模擬結(jié)果及現(xiàn)場可放置蓄能水箱的空間條件,對系統(tǒng)主要部分(熱泵、谷電時段運行的電鍋爐、蓄能水箱、地埋管)的配置和運行策略進行研究,以地下巖土體的長期動態(tài)冷熱平衡和系統(tǒng)運行費用最低為優(yōu)化目標(biāo)。通過改變運行策略,計算其系統(tǒng)初投資及運行費用,確定最經(jīng)濟的運行方式;若項目具備足夠的供電能力、可放置蓄能水箱的空間條件或技術(shù)經(jīng)濟合理的情況時,匹配設(shè)置蓄能水箱,盡量使用谷電蓄能,用于全天的供熱/供冷。具體的設(shè)計方法如下:1、谷電輔熱地源熱泵系統(tǒng)設(shè)計首先,計算建筑的逐時冷熱負荷。可采用成熟的DEST軟件模擬。其次,針對具體項目,計算不同的建筑負荷(供冷/供熱量)時地埋管換熱器的運行參數(shù),從而得到通過“免費供冷”的方式所能夠向地下補充的熱量。第三,研究大型地埋管換熱器傳熱機理,建立較為準(zhǔn)確的地下傳熱模型,結(jié)合實際運行效果,對地埋管專業(yè)設(shè)計軟件進行優(yōu)化升級。結(jié)合巖土熱物性參數(shù),通過模擬軟件進行10~20年的地下冷熱平衡分析。第四,通過專業(yè)軟件,確定最佳的埋管形式及間距。第五,對同一建筑物選用能滿足用戶使用需求的配比方案,調(diào)整地源熱泵負荷系統(tǒng)的地?zé)釗Q熱器、熱泵機組、輔助電鍋爐、蓄能水箱的配置,盡量滿足全年地下冷熱平衡,并進行全年逐時運行能耗模擬。通過與單一地源熱泵系統(tǒng)和常規(guī)空調(diào)系統(tǒng)的初投資及運行費用比較,確定最佳技術(shù)方案。最后,確定系統(tǒng)運行控制策略。供暖季的白天(用電高峰時段)及平時時段主要由蓄熱系統(tǒng)和/或地源熱泵系統(tǒng)承擔(dān)熱負荷,夜間谷電時段主要運行電鍋爐通過蓄能水箱蓄熱。確定電鍋爐、地?zé)釗Q熱器所能夠承擔(dān)的熱負荷、埋管間距等參數(shù)。在滿足地下巖土體熱平衡的前提下,經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較,確定最佳運行策略,盡量減少設(shè)備的裝機容量。最終形成的實施方案如圖1所示,地埋管換熱器串聯(lián)循環(huán)泵后,與地源熱泵機組的冷凝器/蒸發(fā)器入口連通;地源熱泵機組的冷凝器/蒸發(fā)器出口通過管道回到地埋管換熱器,形成了冷/熱源側(cè)環(huán)路I。地源熱泵機組1的出口還通過管路串聯(lián)第三閥門、循環(huán)泵后,經(jīng)過板式換熱器I的一次側(cè)后,串接第四閥門返回到地源熱泵機組1,形成中間換熱環(huán)路II;換熱器I的二次側(cè)與用戶側(cè)的第五閥門V5、循環(huán)泵、地暖管道、第六閥門v6串聯(lián)形成用戶側(cè)環(huán)路III。地源熱泵機組1的蒸發(fā)器串聯(lián)第七閥門V7、第八閥門V8、中間循環(huán)泵后,與蓄冷/蓄能水箱3的構(gòu)成蓄冷環(huán)路IV。蓄能水箱13串聯(lián)循環(huán)泵后,與板式換熱器II的一次側(cè)形成放冷/放熱環(huán)路V,板式換熱器II的二次側(cè)位于用戶側(cè),且通過管路串聯(lián)第十一閥門V11、第十二閥門V12后與用戶側(cè)的地暖管道形成用戶側(cè)環(huán)路VI。電加熱裝置串聯(lián)一次側(cè)循環(huán)泵、第九閥門V9、第十閥門V10后,和蓄能水箱3構(gòu)成熱源側(cè)環(huán)路VII。地源熱泵機組的冷凝器串聯(lián)第一閥門V1、第二閥門V2、用戶側(cè)循環(huán)泵后,和地暖管道構(gòu)成用戶側(cè)環(huán)路VIII。板式換熱器I7-1、板式換熱器II7-2位于用戶側(cè)的二次側(cè),其回到二次側(cè)的連接管路與高位水箱III或定壓補水裝置連通,用于系統(tǒng)定壓補水。循環(huán)環(huán)路I、II、III、IV、V、VI、VII、VIII上均設(shè)有溫度傳感器、流量傳感器和循環(huán)泵。高位水箱(或定壓補水裝置)I8-1用于地源側(cè)定壓補水;高位水箱(或定壓補水裝置)II8-2用于鍋爐系統(tǒng)定壓補水;高位水箱(或定壓補水裝置)III8-3用于用戶側(cè)定壓補水;電加熱裝置2:按熱負荷的100%配置,用來制造熱水,只在冬季晚上谷電時段運行,通過蓄能(蓄冷/蓄熱)水箱3蓄能。蓄能(蓄冷/蓄熱)水箱3:谷電蓄能用。根據(jù)現(xiàn)場可放置蓄能水箱的空間及經(jīng)濟性,分析地源熱泵系統(tǒng)及電蓄能系統(tǒng)的配比,確定電蓄能系統(tǒng)的最大蓄能量,根據(jù)蓄冷/蓄熱溫差,從而確定蓄能(蓄冷/蓄熱)水箱3的尺寸。板式換熱器7-1:夏季負荷需求量較小時,地源熱泵系統(tǒng)直接供冷;或蓄冷水箱的蓄冷量不能滿足全天的冷負荷時,需要地源熱泵系統(tǒng)和電蓄能系統(tǒng)同時供冷運行。末端地板輻射供冷,板式換熱器7-1的作用:一是控制水溫在16-18℃以上,避免供水溫度太低造成地板結(jié)露。板式換熱器7-2:冬、夏季均運行,末端地板輻射供冷/供熱,板式換熱器7-2的作用:一是便于系統(tǒng)水力調(diào)節(jié)。二是防止用戶側(cè)與蓄能水箱串聯(lián)造成水箱超壓,起中間換熱作用。三是控制水溫在16-18℃以上,避免夏季運行時,供水溫度太低造成地板結(jié)露。3個高位水箱:又稱膨脹水箱,系統(tǒng)補水用,可放置在屋頂。2、系統(tǒng)監(jiān)測平臺建立如附圖1所示,系統(tǒng)安裝了熱電阻溫度傳感器和渦輪流量傳感器,分別用于計量用戶側(cè)換熱量、地埋管換熱器換熱量、電鍋爐系統(tǒng)換熱量等。收集監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù),對實際運行數(shù)據(jù)進行分析,并判定系統(tǒng)冷熱平衡情況。依托實際運行效果,進行系統(tǒng)優(yōu)化,實現(xiàn)動態(tài)控制。本系統(tǒng)的運行策略如下:(系統(tǒng)共8個環(huán)路,有些環(huán)路屬于冬夏共用環(huán)路)夏季供冷:1)冷負荷需求量小或無冷負荷需求,使用熱泵機組直接供冷,系統(tǒng)往地下釋熱,以保證全年地下冷熱平衡。末端地板輻射供冷,為避免供水溫度太低造成地板結(jié)露,加入板式換熱器7-1進行水溫控制,將末端供水水溫控制在16-18℃以上。此時,地埋管換熱器5、地源側(cè)循環(huán)泵、地源熱泵機組1的冷凝器構(gòu)成冷源側(cè)環(huán)路I;地源熱泵機組1的蒸發(fā)器、第三閥門V3、第四閥門V4、中間循環(huán)泵、板式換熱器7-1的一次側(cè)構(gòu)成中間換熱環(huán)路II;板式換熱器7-1的二次側(cè)、第五閥門V5、第六閥門V6、用戶側(cè)循環(huán)泵、地暖管道4構(gòu)成用戶側(cè)環(huán)路III。2)晚上谷電時段,通過蓄能水箱邊蓄邊供冷,滿足全天或部分的冷負荷需求。谷電時段,熱泵機組制冷運行,電蓄能系統(tǒng)邊蓄邊供冷。此時,地埋管換熱器5、地源側(cè)循環(huán)泵、地源熱泵機組1的冷凝器構(gòu)成冷源側(cè)環(huán)路I;地源熱泵機組1的蒸發(fā)器、第七閥門V7、第八閥門V8、中間循環(huán)泵、蓄能水箱3的構(gòu)成蓄冷環(huán)路IV;蓄能水箱3、中間循環(huán)泵、板式換熱器7-2的一次側(cè)構(gòu)成放冷環(huán)路V;板式換熱器7-2的二次側(cè)、第十一閥門V11、第十二閥門V12、用戶側(cè)循環(huán)泵、地暖管道4構(gòu)成用戶側(cè)環(huán)路VI。3)白天用電高峰及平段,通過蓄能水箱放冷。為防止用戶側(cè)與蓄能水箱串聯(lián)造成水箱超壓及系統(tǒng)水力調(diào)節(jié),特加入板式換熱器7-2起中間換熱作用;同時板式換熱器7-2可將供水水溫控制在16-18℃以上,避免供水溫度太低造成地板結(jié)露。此時,蓄能水箱3、中間循環(huán)泵、板式換熱器7-2的一次側(cè)構(gòu)成放冷環(huán)路V;板式換熱器7-2的二次側(cè)、第十一閥門V11、第十二閥門V12、用戶側(cè)循環(huán)泵、地暖管道4構(gòu)成用戶側(cè)環(huán)路VI。4)某些嚴熱天氣,蓄能水箱積蓄的冷量滿足不了白天全部的冷負荷需求時,地源熱泵系統(tǒng)與電蓄能放冷系統(tǒng)并聯(lián)運行,同時供冷。此時,蓄能水箱3、中間循環(huán)泵、板式換熱器7-2的一次側(cè)構(gòu)成放冷環(huán)路V;板式換熱器7-2的二次側(cè)、第十一閥門V11、第十二閥門V12、用戶側(cè)循環(huán)泵、地暖管道4構(gòu)成用戶側(cè)環(huán)路VI。地埋管換熱器5、地源側(cè)循環(huán)泵、地源熱泵機組1的冷凝器構(gòu)成冷源側(cè)環(huán)路I;地源熱泵機組1的蒸發(fā)器、V3、V4、中間循環(huán)泵、板式換熱器7-1的一次側(cè)構(gòu)成中間換熱環(huán)路II;板式換熱器7-1的二次側(cè)、V5、V6、用戶側(cè)循環(huán)泵、地暖管道4構(gòu)成用戶側(cè)環(huán)路III。冬季供熱:1)晚上谷電時段,通過蓄能水箱邊蓄邊供熱,滿足全天或部分的熱負荷需求。谷電時段,電加熱裝置運行,電蓄能系統(tǒng)邊蓄邊供熱,鍋爐按熱負荷的100%配置。此時,電加熱裝置2、一次側(cè)循環(huán)泵、第九閥門V9、第十閥門V10、蓄能水箱3構(gòu)成熱源側(cè)環(huán)路VII。蓄能水箱3、中間循環(huán)泵、板式換熱器7-2的一次側(cè)構(gòu)成放熱環(huán)路V;板式換熱器7-2的二次側(cè)、第十一閥門V11、第十二閥門V12、用戶側(cè)循環(huán)泵、地暖管道4構(gòu)成用戶側(cè)環(huán)路VI。2)白天用電高峰及平段,通過蓄能水箱放熱。為防止用戶側(cè)與蓄能水箱串聯(lián)造成水箱超壓及系統(tǒng)水力調(diào)節(jié),特加入板式換熱器7-2起中間換熱作用。此時,蓄能水箱3、中間循環(huán)泵、板式換熱器7-2的一次側(cè)構(gòu)成放熱環(huán)路V;板式換熱器7-2的二次側(cè)、第十一閥門V11、第十二閥門V12、用戶側(cè)循環(huán)泵、地暖管道4構(gòu)成用戶側(cè)環(huán)路VI。3)某些嚴寒天氣,蓄能水箱積蓄的熱量滿足不了白天全部的熱負荷需求時,地源熱泵系統(tǒng)與電蓄能放熱系統(tǒng)并聯(lián)運行,同時供熱。末端采用地板輻射采暖。針對熱負荷占優(yōu)建筑,地埋管量、裝機容量按設(shè)計熱負荷的一定比例進行配置(如100%或70%)。此時,蓄能水箱3、中間循環(huán)泵、板式換熱器7-2的一次側(cè)構(gòu)成放熱環(huán)路V;板式換熱器7-2的二次側(cè)、第十一閥門V11、第十二閥門V12、用戶側(cè)循環(huán)泵、地暖管道4構(gòu)成用戶側(cè)環(huán)路VI。地埋管換熱器5、地源側(cè)循環(huán)泵、地源熱泵機組1的蒸發(fā)器構(gòu)成熱源側(cè)環(huán)路I;地源熱泵機組1的冷凝器、第一閥門V1、第二閥門V2、用戶側(cè)循環(huán)泵、地暖管道4構(gòu)成用戶側(cè)環(huán)路VIII。本系統(tǒng)采用地埋管系統(tǒng)承擔(dān)冷負荷及部分熱負荷,埋管量根據(jù)設(shè)計熱負荷的一定比例進行配置,相應(yīng)配置熱泵機組的裝機容量。相比于常規(guī)地源熱泵系統(tǒng),減少了埋管量、裝機容量,降低了初投資。初投資較傳統(tǒng)地源熱泵顯著降低。白天用電高峰段及平段,地源熱泵系統(tǒng)運行(地源熱泵和電蓄能系統(tǒng)并聯(lián)運行),效率較高,消耗1kwh的電約制造4kwh的冷量或熱量;晚上低谷段,在建筑供電能力滿足的情況下,系統(tǒng)最大限度的全谷段運行。由于低谷段電價約為高峰段的1/3,總運行費用較現(xiàn)有集中供熱系統(tǒng)顯著減少。控制方法如下:采暖季:晚上低谷時段,由電加熱裝置承擔(dān)全天或部分熱負荷,第九閥門V9、第十閥門V10、第十一閥門V11、第十二閥門V12開啟,系統(tǒng)邊蓄邊供熱;白天用電高峰及平段,通過蓄能水箱放熱,第十一閥門V11、第十二閥門V12開啟,系統(tǒng)處于放熱階段;某些嚴寒天氣,夜間蓄熱量不足時,白天第一閥門V1、第二閥門V2、第十一閥門V11、第十二閥門V12開啟,地源熱泵系統(tǒng)與電蓄能放熱系統(tǒng)同時運行。供冷季:冷負荷需求量小或無冷負荷需求時,第三閥門V3、第四閥門V4、第五閥門V5、第六閥門V6開啟,使用熱泵機組直接供冷;晚上低谷時段,由熱泵機組承擔(dān)全天或部分冷負荷,第七閥門V7、第八閥門V8、第十一閥門V11、第十二閥門V12開啟,系統(tǒng)邊蓄邊供冷;白天用電高峰及平段,通過蓄能水箱放冷,第十一閥門V11、第十二閥門V12開啟,系統(tǒng)處于放冷階段;某些嚴熱天氣,夜間蓄冷量不足時,白天第三閥門V3、第四閥門V4、第五閥門V5、第六閥門V6、第十一閥門V11、第十二閥門V12開啟,地源熱泵系統(tǒng)與電蓄能放冷系統(tǒng)同時運行。