本發(fā)明涉及能源利用領(lǐng)域，特別涉及一種無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

光伏電池板是一種利用太陽能電池半導(dǎo)體材料的光伏效應(yīng)，將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電裝置。太陽能發(fā)電是新興的可再生能源技術(shù)。但是在太陽能電池將光能轉(zhuǎn)換成電能的過程中，并不是將全部的光能都轉(zhuǎn)換成電能。理論研究表明，單極單晶硅材料的太陽能電池在0℃時的轉(zhuǎn)換效率的理論物理極限為30％。在光強(qiáng)一定的條件下，當(dāng)硅電池自身溫度升高時輸出功率將下降。在實際應(yīng)用中，標(biāo)準(zhǔn)條件下，晶體硅電池平均效率在15％上下。也就是說，太陽能電池只能將15％的光能轉(zhuǎn)換成可用電能，其余的85％都被轉(zhuǎn)化為熱能。在轉(zhuǎn)換過程中，隨著熱能的增加，電池溫度不斷升高，除了光電轉(zhuǎn)換效率大大降低外，太陽能電池的使用壽命也將縮短。

地源熱泵是陸地淺層能源通過輸入少量的高品位能源(如電能)實現(xiàn)由低品位熱能向高品位熱能的轉(zhuǎn)移。地源熱泵是一項利用可再生能源、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展技術(shù)。

如何充分利用光伏電池板發(fā)電時產(chǎn)生的熱能和陸地淺層能源，是一個技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了充分利用光伏電池板發(fā)電時產(chǎn)生的熱能和陸地淺層能源，本發(fā)明提供了一種無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)，其包括：太陽能光伏光熱一體化子系統(tǒng)、地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)、地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)、儲熱裝置、生活熱水子系統(tǒng)和末端循環(huán)子系統(tǒng)；所述太陽能光伏光熱一體化子系統(tǒng)用于將太陽能轉(zhuǎn)化成電能并輸送至無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)；還與所述儲熱裝置連接，用于將太陽能轉(zhuǎn)化成電能時所產(chǎn)生的熱能輸送至所述儲熱裝置；所述生活熱水子系統(tǒng)與所述儲熱裝置連接，以接收所述儲熱裝置傳遞的太陽能轉(zhuǎn)化成電能時所產(chǎn)生的熱能，并輸出生活熱水；所述地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)與所述儲熱裝置連接，以在春季和秋季工況下通過閥門組將太陽能轉(zhuǎn)化成電能時所產(chǎn)生的熱能向土壤淺層補熱；還與所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)連接，以在冬季和夏季工況下通過所述閥門組將土壤淺層能量傳遞給所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)；所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)與末端循環(huán)子系統(tǒng)連接，以在冬季和夏季工況下通過所述閥門組將土壤淺層能量傳遞給所述末端循環(huán)子系統(tǒng)；所述末端循環(huán)子系統(tǒng)向用戶提供所需熱量或冷量。

在如上所述的無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)還通過第四換熱器與所述生活熱水子系統(tǒng)連接，以在冬季工況下將土壤淺層能量傳遞給所述生活熱水子系統(tǒng)。

在如上所述的無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述閥門組包括第一閥門至第十五閥門共十五個閥門，其中，所述第十三閥門的一端和所述第十五閥門的一端均與所述地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)的流體出口連接，所述第十三閥門的另一端與所述第十四閥門的一端連接，所述第十三閥門的另一端還與所述第八閥門的一端和所述第一閥門的一端連接，所述第十五閥門的另一端與第三換熱器的冷源側(cè)輸入口連接，所述第十四閥門的另一端與所述第三換熱器的冷源側(cè)輸出口，所述第三換熱器的熱源側(cè)輸入輸出口與所述儲熱裝置的冷源側(cè)輸入輸出口連接；所述第一閥門的另一端與所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)的地源側(cè)制熱進(jìn)口連接，所述第二閥門連接于所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)的地源側(cè)制熱出口和第十一閥門的一端連接，所述第十一閥門的另一端與所述地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)的流體進(jìn)口之間，第五閥門連接于所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)的末端側(cè)制熱出口和所述末端循環(huán)子系統(tǒng)的供水口之間，第六閥門連接于所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)的末端側(cè)制熱進(jìn)口和所述末端循環(huán)子系統(tǒng)的回水口之間；所述第八閥門的另一端與所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)的地源側(cè)制冷進(jìn)口連接，所述第七閥門連接于所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)的地源側(cè)制冷出口和所述第十一閥門的一端之間，第三閥門連接于所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)的末端側(cè)制冷出口和所述末端循環(huán)子系統(tǒng)的供水口之間，第四閥門連接于所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)的末端側(cè)制冷進(jìn)口和所述末端循環(huán)子系統(tǒng)的回水口之間；第九閥門連接于所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)的末端側(cè)制熱出口和所述第四換熱器的熱源側(cè)進(jìn)口之間，第十閥門連接于所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)的末端側(cè)制熱進(jìn)口和所述第四換熱器的熱源側(cè)出口之間。

在如上所述的無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)還包括：地源側(cè)循環(huán)水泵，所述第十三閥門的另一端經(jīng)所述地源側(cè)循環(huán)水泵與所第八閥門的一端和所述第一閥門的一端連接。

在如上所述的無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)中，優(yōu)選地，在與所述第十三閥門的另一端連接的所述地源側(cè)循環(huán)水泵的進(jìn)口處并聯(lián)設(shè)置有定壓罐和加藥裝置。

在如上所述的無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述太陽能光伏光熱一體化子系統(tǒng)包括：光伏發(fā)電設(shè)備和熱傳導(dǎo)設(shè)備；所述光伏發(fā)電設(shè)備用于將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，并將電能輸送至無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)；所述熱傳導(dǎo)設(shè)備具有第一換熱器和包含導(dǎo)熱件和流體通道的導(dǎo)流單元；所述導(dǎo)熱件貼附于所述光伏發(fā)電設(shè)備的表面，所述導(dǎo)熱件的一端與所述流體通道連接以加熱所述流體通道內(nèi)的流體；所述第一換熱器的熱源側(cè)輸入輸出口與所述流體通道連接，所述第一換熱器的冷源側(cè)輸入輸出口與所述儲熱裝置連接。

在如上所述的無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)包括：地埋管換熱器、地源側(cè)集水器和地源側(cè)分水器；所述地埋管換熱器埋入土壤淺層中，所述地源側(cè)集水器的進(jìn)口與所述地埋管換熱器的流體出口連接，所述地源側(cè)分水器的出口與所述地埋管換熱器的流體進(jìn)口連接，所述地源側(cè)集水器的出口作為所述地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)的流體出口，所述地源側(cè)分水器的進(jìn)口作為所述地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)的流體進(jìn)口。

在如上所述的無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述末端循環(huán)子系統(tǒng)包括：末端側(cè)集水器、末端側(cè)分水器和末端側(cè)循環(huán)水泵；所述末端側(cè)分水器經(jīng)所述末端循環(huán)子系統(tǒng)的供水口與所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)連接，所述末端側(cè)集水器與所述末端側(cè)循環(huán)水泵的進(jìn)口連接，所述末端側(cè)循環(huán)水泵的出口經(jīng)所述末端循環(huán)子系統(tǒng)的回水口與所述地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)連接。

在如上所述的無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)中，優(yōu)選地，所述末端循環(huán)水泵的進(jìn)口處并聯(lián)設(shè)置有定壓罐和加藥裝置。

本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)具有無燃燒、零排放、實現(xiàn)了可再生能源優(yōu)化配比和合理高效利用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例提供的一種無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)的連接關(guān)系示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例提供的一種太陽能光伏光熱一體化子系統(tǒng)和儲熱裝置的連接關(guān)系示意圖。

圖3為本發(fā)明實施例提供的一種熱傳導(dǎo)設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3中沿剖線a-a的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實施例提供的一種儲熱裝置與生活熱水子系統(tǒng)的連接關(guān)系示意圖。

圖6為本發(fā)明實施例提供的一種地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)、地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)、生活熱水子系統(tǒng)、末端循環(huán)子系統(tǒng)和儲熱裝置的連接關(guān)系以及結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明如下：

1太陽能光伏光熱一體化子系統(tǒng)、12熱傳導(dǎo)設(shè)備、120導(dǎo)熱單元、121導(dǎo)熱件、122流體通道、123第一定壓罐、124第一換熱器、1241第一換熱器的熱源側(cè)輸入輸出口、1242第一換熱器的冷源側(cè)輸入輸出口、

2地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)、21蒸發(fā)器、22冷凝器、23地源側(cè)制熱出口、24地源側(cè)制熱進(jìn)口、25末端側(cè)制熱進(jìn)口、26末端側(cè)制熱出口、27地源側(cè)制冷進(jìn)口、28地源側(cè)制冷出口、29末端側(cè)制冷進(jìn)口、30末端側(cè)制冷出口、

3生活熱水子系統(tǒng)、31供熱水箱、32第二換熱器、33換熱器一次側(cè)循環(huán)水泵、34換熱器二次側(cè)循環(huán)水泵、35第四換熱器、

4地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)、41地埋管換熱器、411u形管單元、412地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)的流體進(jìn)口、413地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)的流體出口、42地源側(cè)集水器、43地源側(cè)分水器、44地源側(cè)循環(huán)水泵、45第四定壓罐、46第二加藥裝置、

5末端循環(huán)子系統(tǒng)、51末端側(cè)分水器、52末端側(cè)集水器、53末端側(cè)循環(huán)水泵、54末端循環(huán)子系統(tǒng)的供水口、55末端循環(huán)子系統(tǒng)的回水口、56第三定壓罐、57第一加藥裝置、

6儲熱裝置、61貯熱水箱、62第二定壓罐、611貯熱水箱的熱源側(cè)輸入輸出口、612貯熱水箱的冷源側(cè)輸入口、613貯熱水箱的冷源側(cè)輸出口、63第三換熱器。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1～圖6所示，本發(fā)明提供了一種無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)，其包括：末端循環(huán)子系統(tǒng)5、地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2、地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4、生活熱水子系統(tǒng)3、太陽能光伏光熱一體化子系統(tǒng)1和儲熱裝置6。為了描述方便，可以將地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2和地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4合稱為地源熱泵系統(tǒng)。

太陽能光伏光熱一體化子系統(tǒng)1包括光伏發(fā)電設(shè)備和熱傳導(dǎo)設(shè)備12。光伏發(fā)電設(shè)備用于將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，并將電能輸送至無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)，例如其與地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2連接，以使光伏發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的電能作為地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2的驅(qū)動能，從而使得為地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2提供動能時無需燃燒燃料，避免了因燃燒燃料產(chǎn)生的煙氣污染大氣。

具體地，光伏發(fā)電設(shè)備(未示出)通過其光伏電池板(或稱太陽能電池組件)將太陽能轉(zhuǎn)化成電能。太陽能電池組件主要以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)制作，其包括：框體及設(shè)置于框體內(nèi)的組件結(jié)構(gòu)。組件結(jié)構(gòu)包括：透光的前表面玻璃基片、透明密封件、電池片及背封薄膜。工作時，太陽光透過前表面玻璃基片和透明密封件后照射在電池片上，電池片通過光電效應(yīng)直接將光能轉(zhuǎn)換為電能，經(jīng)與太陽能電池組件配套使用的光伏接線盒，將電能輸出至地源熱泵系統(tǒng)。熱傳導(dǎo)設(shè)備12設(shè)置在光伏發(fā)電設(shè)備上，與儲熱裝置6連接，用于回收光伏發(fā)電設(shè)備發(fā)電時產(chǎn)生的熱能，并將熱能儲存至儲熱裝置6，以降低光伏發(fā)電設(shè)備的溫度，提高發(fā)電效率，延長光伏發(fā)電設(shè)備的使用壽命。

儲熱裝置6與生活熱水子系統(tǒng)3進(jìn)行熱交換，以使光伏發(fā)電設(shè)備發(fā)電時產(chǎn)生的熱能可以作為生活熱水子系統(tǒng)3的熱源。儲熱裝置6包括貯熱水箱61。

具體地，熱傳導(dǎo)設(shè)備12包括：第一換熱器124以及具有導(dǎo)熱件121和流體通道122的導(dǎo)熱單元120。導(dǎo)熱件121呈板狀，例如矩形板狀，其貼附于光伏發(fā)電設(shè)備的光伏電池板表面。優(yōu)選地，導(dǎo)熱件的長度方向與光伏電池板的長度方向一致。流體通道122呈直管狀，其內(nèi)流有流體。第一換熱器124用于將流體通道122內(nèi)流體的熱量傳遞給貯熱水箱61，第一換熱器124優(yōu)選為板式換熱器。流體通道122與第一換熱器124的熱源側(cè)輸入輸出口1241連接，第一換熱器124的冷源側(cè)輸入輸出口1242與貯熱水箱的熱源側(cè)輸入輸出口611連接。導(dǎo)熱件121的長度方向上的上端與流體通道122連接，優(yōu)選是垂直連接，此時導(dǎo)熱件121的軸向與流體通道122的軸向相垂直，如此能提高導(dǎo)熱效率達(dá)3％。導(dǎo)熱件121的數(shù)量為多個，多個導(dǎo)熱件121沿流體通道122的長度方向依次分布于流體通道122上以進(jìn)一步提高導(dǎo)熱效率，在圖3中，導(dǎo)熱件121的數(shù)量為9個。導(dǎo)熱件121的上端與流體通道122的周向側(cè)面(即周邊)連接。流體通道122、導(dǎo)熱件121可以均為鋁合金材質(zhì)，并且，流體通道122為圓管結(jié)構(gòu)，導(dǎo)熱件121焊接于流體通道122上，如此導(dǎo)熱效率高。應(yīng)用時，導(dǎo)熱件121吸收光伏發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的熱能，然后將導(dǎo)熱件121的熱量釋放到流體通道122內(nèi)的流體中，流體再通過第一換熱器124與貯熱水箱61進(jìn)行換熱，從而將光伏發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的熱能儲存至貯熱水箱61。

實際中為了吸收更多的太陽能，光伏電池板的數(shù)量為多個，對應(yīng)地，導(dǎo)熱單元的數(shù)量也為多個，為每個光伏電池板配置一個導(dǎo)熱單元，多個導(dǎo)熱單元的流體通道122為串聯(lián)連接，多個導(dǎo)熱單元的導(dǎo)熱件121為并聯(lián)連接，并同時對流體通道122內(nèi)流動的流體進(jìn)行加熱。流體在串聯(lián)連接的通道中是被同時加熱并不斷流動的(此時冷流體代替熱流體)，當(dāng)溫度加熱到設(shè)定溫度值，就會停止加熱。當(dāng)溫度降低到設(shè)定溫度值時，流體又會循環(huán)加熱。因流體通道122內(nèi)的流體不斷循環(huán)流動，故流經(jīng)每個導(dǎo)熱單元的流體通道122內(nèi)的流體溫度是相同的。

地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4用于與淺層地?zé)崮?或稱土壤淺層能量)進(jìn)行能量交換，在冬季工況時，由于需要對末端循環(huán)子系統(tǒng)5制熱，因此從土壤淺層中吸收熱量以作為末端循環(huán)子系統(tǒng)5制熱用熱源；在夏季工況時，由于需要對末端循環(huán)子系統(tǒng)5制冷，因此向土壤淺層中釋放熱量以作為末端循環(huán)子系統(tǒng)5制冷用冷源；在春季或秋季工況時，由于冬季或夏季對土壤淺層的吸熱量或放熱量不同而使得土壤熱不平衡，為了均衡土壤熱，因此向土壤淺層補熱，補熱的熱源來自于光伏發(fā)電設(shè)備發(fā)電時產(chǎn)生的熱能。

具體地，地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4包括：地埋管換熱器41，其具有相互并聯(lián)連接的多個u形管單元411，所有u形管單元411的一端口均與地埋管換熱器41的輸入管道的一端連通，該輸入管道的另一端為地埋管換熱器41的流體進(jìn)口412，所有u形管單元411的另一端口均與地埋管換熱器41的輸出管道連通，該輸出管道的另一端為地埋管換熱器41的流體出口413，地埋管換熱器41具有一個流體出口和一個流體進(jìn)口。各u形管單元411以豎直方式埋管，u形管單元411包括一個u形管，即u形管單元以單個u形管的形式設(shè)置，在其他的實施例中，u形管單元還可以以雙u形管的形式設(shè)置。

為了充分利用淺層地?zé)崮?，地埋管換熱器41的數(shù)量為多組，多組地埋管換熱器41并聯(lián)設(shè)置，對應(yīng)地，便于連接各并聯(lián)的地埋管換熱器41，且對地埋管換熱器41內(nèi)地源側(cè)流體進(jìn)行均壓處理以使地源側(cè)流體流量分配均勻，地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4還包括：匯集地源流體的地源側(cè)集水器42和分配地源流體的地源側(cè)分水器43。多組地埋管換熱器41的流體出口與地源側(cè)集水器42的多個進(jìn)口一一對應(yīng)連通，此時地源側(cè)集水器42的出口作為地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4的流體出口413。多組地埋管換熱器41的流體進(jìn)口412與地源側(cè)分水器43的多個出口一一對應(yīng)連通，此時地源側(cè)分水器43的進(jìn)口作為地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4的流體進(jìn)口412。u形管單元411內(nèi)地源側(cè)流體優(yōu)選為水。在圖6中，地埋管換熱器示意出了一組地埋管換熱器41，該組地埋管換熱器具有4個u形管單元411，每個u形管單元411包含一個u形管。為了利于地源流體在地埋管換熱器41內(nèi)循環(huán)流動，無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)還包括：地源側(cè)循環(huán)水泵44，地源側(cè)循環(huán)水泵44連接于地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4的流體出口和地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2的流體進(jìn)口之間。地源側(cè)循環(huán)水泵44的進(jìn)口與地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4的流體出口連通，地源側(cè)循環(huán)水泵44的出口與地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2的流體進(jìn)口連通。地源側(cè)循環(huán)水泵44還與光伏發(fā)電設(shè)備連接，以使光伏發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生的電能作為地源側(cè)循環(huán)水泵44的驅(qū)動能。

生活熱水子系統(tǒng)3用于將來自于熱傳導(dǎo)設(shè)備12的熱量傳遞給生活冷水，生成生活熱水以供給用戶。具體地，生活熱水子系統(tǒng)3包括但不限于：供熱水箱31和第二換熱器32，第二換熱器32用于將貯熱水箱61的熱量傳遞給供熱水箱31，此時供熱水箱31內(nèi)的生活冷水是間接被加熱的。第二換熱器32的熱源側(cè)輸入輸出口與貯熱水箱的冷源側(cè)輸入輸出口(即貯熱水箱的冷源側(cè)輸入口612和冷源側(cè)輸出口613的統(tǒng)稱)連通。第二換熱器32的冷源側(cè)輸入輸出口與供熱水箱31連通。應(yīng)用時，生活熱水子系統(tǒng)3接收生活冷水，并利用來自于熱傳導(dǎo)設(shè)備12的熱量加熱生活冷水，生成生活熱水。第二換熱器32優(yōu)選為板式換熱器。

末端循環(huán)子系統(tǒng)5與地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2連接，并通過末端換熱設(shè)備將來自于地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2的熱量或冷量提供給用戶。末端換熱設(shè)備可以是散熱片，還可以是其他換熱裝置，本實施例對此不進(jìn)行限定。末端循環(huán)子系統(tǒng)5包括但不限于：用戶側(cè)分水器51和用戶側(cè)集水器52。用戶側(cè)分水器51經(jīng)末端循環(huán)子系統(tǒng)5的供水口與地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2連接，用戶側(cè)集水器52經(jīng)末端循環(huán)子系統(tǒng)5的回水口與地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2連接。為了利于末端循環(huán)子系統(tǒng)5內(nèi)的流體循環(huán)，末端循環(huán)子系統(tǒng)5還包括用戶側(cè)循環(huán)水泵53，用戶側(cè)集水器52與用戶側(cè)循環(huán)水泵53連接，用戶側(cè)循環(huán)水泵53經(jīng)末端循環(huán)子系統(tǒng)5的回水口與地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2連接。

地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2用于在冬季工況時將土壤淺層的熱量傳遞給末端循環(huán)子系統(tǒng)5，且在夏季工況時將末端循環(huán)子系統(tǒng)5的熱量釋放給土壤淺層，即地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2具有制熱和制冷雙功能。具體地，地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2包括但不限于：具有蒸發(fā)器21、冷凝器22、壓縮機(jī)和膨脹閥的地源熱泵機(jī)組。

制熱時包括吸熱過程和放熱過程，制冷劑的吸熱過程如下：經(jīng)地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4的流體出口輸出的地源側(cè)流體進(jìn)入蒸發(fā)器21內(nèi)釋放出熱量，由于被制冷劑吸收，使其自身溫度降低，然后再輸送至地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4的流體進(jìn)口以在地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，從而吸收淺層地?zé)崮?。吸收熱量的制冷劑?jīng)壓縮機(jī)輸送至冷凝器22。制冷劑的放熱過程如下：經(jīng)末端循環(huán)子系統(tǒng)的回水口55輸出的末端側(cè)流體進(jìn)入冷凝器22內(nèi)，吸收制冷劑冷凝釋放的熱量，使其自身溫度升高，然后再輸送至末端循環(huán)子系統(tǒng)的供水口54以在末端循環(huán)子系統(tǒng)5內(nèi)進(jìn)行循環(huán)。釋放熱量的制冷劑經(jīng)膨脹閥輸送至蒸發(fā)器21，然后再進(jìn)入下一個制熱循環(huán)。

制冷時包括吸熱過程和放熱過程，制冷劑的吸熱過程如下：經(jīng)末端循環(huán)子系統(tǒng)的回水口55輸出的末端側(cè)流體進(jìn)入蒸發(fā)器21內(nèi)釋放出熱量，由于被制冷劑吸收，使其自身溫度降低，然后再輸送至末端循環(huán)子系統(tǒng)5的供水口54以在末端循環(huán)子系統(tǒng)5內(nèi)進(jìn)行循環(huán)。吸收熱量的制冷劑經(jīng)壓縮機(jī)輸送至冷凝器22。制冷劑的放熱過程如下：經(jīng)地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4的流體出口輸出的地源側(cè)流體進(jìn)入冷凝器22內(nèi)吸收制冷劑冷凝釋放的熱量，使其自身溫度升高，然后再輸送至地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4的流體進(jìn)口以在地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，從而向土壤淺層釋放熱量。釋放熱量的制冷劑經(jīng)膨脹閥輸送至蒸發(fā)器21，然后再進(jìn)入下一個制冷循環(huán)。

無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)運行在冬季工況時，各子系統(tǒng)之間能量傳遞過程如下：太陽能光伏光熱一體化子系統(tǒng)1將太陽能轉(zhuǎn)化成電能傳遞給地源熱泵系統(tǒng)(如壓縮機(jī))，還可以將電能傳遞給地源側(cè)循環(huán)水泵44和用戶側(cè)循環(huán)水泵53，將發(fā)電時產(chǎn)生的熱能傳遞給生活熱水子系統(tǒng)3，地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2將地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4吸收的土壤淺層地?zé)崮軅鬟f給末端循環(huán)子系統(tǒng)5，然后再由末端循環(huán)子系統(tǒng)5將土壤淺層地?zé)崮軅鬟f給用戶，用戶得到熱量實現(xiàn)制熱。

無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)運行在夏季工況時，各子系統(tǒng)之間能量傳遞過程如下：太陽能光伏光熱一體化子系統(tǒng)1將太陽能轉(zhuǎn)化成電能傳遞給地源熱泵(如壓縮機(jī))，還可以將電能傳遞給地源側(cè)循環(huán)水泵44和用戶側(cè)循環(huán)水泵53，將發(fā)電時產(chǎn)生的熱能傳遞給生活熱水子系統(tǒng)3；地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2將末端循環(huán)子系統(tǒng)5的熱量傳遞給地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4，然后再由地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4將熱量釋放給土壤，設(shè)置有末端循環(huán)子系統(tǒng)5的用戶得到冷量實現(xiàn)制冷。

無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)運行在春季或秋季工況時，各子系統(tǒng)之間能量傳遞過程如下：太陽能光伏光熱一體化子系統(tǒng)1將太陽能轉(zhuǎn)化成電能傳遞給地源側(cè)循環(huán)水泵44和用戶側(cè)循環(huán)水泵53，將發(fā)電時產(chǎn)生的熱能傳遞給儲熱裝置6，儲熱裝置6除了將熱量傳遞給生活熱水子系統(tǒng)3，還通過第三換熱器63將熱量傳遞給地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4，然后再由地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4將熱量釋放給土壤，實現(xiàn)向土壤補熱。第三換熱器63優(yōu)選為板式換熱器。

為了便于實現(xiàn)地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4和地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2在春、夏、秋、冬四季相應(yīng)工況，設(shè)置具有多個閥門的閥門組，其包括：第一閥門v1、第二閥門v2、第三閥門v3、第四閥門v4、第五閥門v5、第六閥門v6、第七閥門v7、第八閥門v8、第十一閥門v11、第十二閥門v12、第十三閥門v13、第十四閥門v14和第十五閥門v15。

具體如下：在地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4的流體出口(例如地埋管換熱器41的流體出口)設(shè)置有第十三閥門v13、第十四閥門v14和第十五閥門v15，在地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4的流體出口并聯(lián)設(shè)置有第十三閥門v13和第十五閥門v15，即第十三閥門v13的一端和第十五閥門v15的一端均與地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4的流體出口連接，第十四閥門v14的一端與第十三閥門v13的另一端連接，第十四閥門v14的另一端與第三換熱器的冷源側(cè)輸出口連接，第十五閥門v15的另一端與第三換熱器的冷源側(cè)輸入口連接，第三換熱器63的熱源側(cè)輸入輸出口與儲熱裝置6的冷源側(cè)輸入輸出口連接。

在地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4的流體進(jìn)口并聯(lián)設(shè)置有第十一閥門v11和第十二閥門v12，即第十一閥門v11的一端和第十二閥門v12的一端均與地源熱泵室外換熱子系統(tǒng)4的流體進(jìn)口連接。

連接于地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2的地源側(cè)制熱進(jìn)口24和第十三閥門v13的另一端之間的管道上設(shè)置有第一閥門v1，連接于地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2的地源側(cè)制熱出口23和第十一閥門v11之間的管道上設(shè)置有第二閥門v2，連接于地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2的末端側(cè)制熱進(jìn)口25和末端循環(huán)子系統(tǒng)5的回水口55之間的管道上設(shè)置有第六閥門v6，連接于地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2的末端側(cè)制熱出口26和末端循環(huán)子系統(tǒng)5的供水口54之間的管道上設(shè)置有第二閥門v5。

連接于地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2的地源側(cè)制冷進(jìn)口27和第十三閥門v13的另一端之間的管道上設(shè)置有第八閥門v8，連接于地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2的地源側(cè)制冷出口28和第十一閥門v11之間的管道上設(shè)置有第七閥門v7。對應(yīng)地，地源側(cè)循環(huán)水泵44的入口與第十三閥門v13的另一端連接，地源側(cè)循環(huán)水泵44的出口與第八閥門v8的入口端連接，還與第一閥門v1的入口端連接，還與第十二閥門v12的入口端連接。

連接于地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2的末端側(cè)制冷進(jìn)口29和末端循環(huán)子系統(tǒng)5的回水口55之間的管道上設(shè)置有第四閥門v4，連接于地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2的末端側(cè)制冷出口30和末端循環(huán)子系統(tǒng)5的供水口54之間的管道上設(shè)置有第三閥門v3。

下面對相應(yīng)工況下各閥門的開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行說明：

冬季工況下，各閥門開關(guān)狀態(tài)如下：第十三閥門v13、第一閥門v1、第二閥門v2和第十一閥門v11開啟，第七閥門v7和第八閥門v8關(guān)閉；第五閥門v5和第六閥門v6開啟，第三閥門v3和第四閥門v4關(guān)閉；第十四閥門v14、第十五閥門v15和第十二閥門v12關(guān)閉。在地埋管換熱器41內(nèi)換熱后的地源側(cè)流體經(jīng)第十三閥門v13流出，接著流經(jīng)地源側(cè)循環(huán)水泵44、第一閥門v1，在地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2內(nèi)換熱后，經(jīng)第二閥門v2流出，經(jīng)第十一閥門v11流出，然后再進(jìn)入地埋管換熱器41內(nèi)進(jìn)行換熱，至此地源側(cè)流體完成一輪循環(huán)。末端側(cè)流體在地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2內(nèi)換熱后，經(jīng)第五閥門v5流出，經(jīng)供水口54進(jìn)入末端循環(huán)子系統(tǒng)5，在末端循環(huán)子系統(tǒng)5完成換熱后，經(jīng)回水口55輸出，經(jīng)第六閥門v6再進(jìn)入地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2進(jìn)行換熱，至此末端側(cè)流體完成一輪循環(huán)。

夏季工況下，各閥門開關(guān)狀態(tài)如下：第十三閥門v13、第七閥門v7、第八閥門v8和第十一閥門v11開啟，第一閥門v1和第二閥門v2關(guān)閉；第三閥門v3和第四閥門v4開啟，第五閥門v5和第六閥門v6關(guān)閉；第十四閥門v14、第十五閥門v15和第十二閥門v12關(guān)閉。在地埋管換熱器41內(nèi)換熱后的地源側(cè)流體經(jīng)第十三閥門v13流出，接著流經(jīng)地源側(cè)循環(huán)水泵44、第八閥門v8，在地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2內(nèi)換熱后，經(jīng)第七閥門v7流出，經(jīng)第十一閥門v11流出，然后再進(jìn)入地埋管換熱器41內(nèi)進(jìn)行換熱，至此地源側(cè)流體完成一輪循環(huán)。末端側(cè)流體在地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2內(nèi)換熱后，經(jīng)第三閥門v3流出，經(jīng)供水口54進(jìn)入末端循環(huán)子系統(tǒng)5，再末端循環(huán)子系統(tǒng)5完成換熱后，經(jīng)回水口55輸出，經(jīng)第四閥門v4再進(jìn)入地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)2進(jìn)行換熱，至此末端側(cè)流體完成一輪循環(huán)。

春、秋季工況下，各閥門開關(guān)狀態(tài)如下：第十四閥門v14、第十五閥門v15和第十二閥門v12開啟；第十三閥門v13和第十一閥門v11關(guān)閉，第一閥門v1、第二閥門v2、第三閥門v3、第四閥門v4、第五閥門v5、第六閥門v6、第七閥門v7、第八閥門v8關(guān)閉。在地埋管換熱器41內(nèi)換熱后的地源側(cè)流體經(jīng)第十五閥門v15流出，在第三換熱器63內(nèi)換熱后，經(jīng)第十四閥門v14進(jìn)入地源側(cè)循環(huán)水泵44，然后經(jīng)第十二閥門v12再進(jìn)入地埋管換熱器41內(nèi)進(jìn)行換熱，至此地源側(cè)流體完成一輪循環(huán)。

冬季時用戶對熱水的需求量增大，為了解決需求問題，地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)通過第四換熱器35將土壤淺層的熱量傳遞給生活熱水子系統(tǒng)3的供熱水箱，第四換熱器35優(yōu)選為板式換熱器。對應(yīng)地，閥門組還包括：第九閥門v9和第十閥門v10，第九閥門v9設(shè)置于第四換熱器35的熱源側(cè)進(jìn)口和地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)的末端側(cè)制熱出口26之間的管道上，第十閥門v10設(shè)置于第四換熱器35的熱源側(cè)出口和地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)的末端側(cè)制熱進(jìn)口25之間的管道上。冬季時第九閥門v9和第十閥門v10開啟，在其他工況(春、秋、夏季)下，第九閥門v9和第十閥門v10關(guān)閉。第四換熱器35可以調(diào)節(jié)進(jìn)入地源熱泵機(jī)組的水溫。為了便于流體輸送，在第四換熱器35的熱端側(cè)設(shè)置有一次側(cè)循環(huán)水泵33，在第四換熱器35的冷端側(cè)設(shè)置有二次側(cè)循環(huán)水泵34。

第一閥門v1、第二閥門v2、第三閥門v3、第四閥門v4、第五閥門v5、第六閥門v6、第七閥門v7、第八閥門v8、第九閥門v9、第十閥門v10、第十一閥門v11、第十二閥門v12、第十三閥門v13、第十四閥門v14和第十五閥門v15優(yōu)選均為電動調(diào)節(jié)閥，以利于提高無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)的自動化程度。

無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)還包括：定壓罐，用于補水定壓，從而緩沖系統(tǒng)壓力波動，消除水錘，從而起到穩(wěn)壓卸荷的作用。當(dāng)在系統(tǒng)內(nèi)水壓輕微變化時，定壓罐會對水壓的變化有一定緩沖作用，能保證系統(tǒng)的水壓穩(wěn)定。可以為熱傳導(dǎo)設(shè)備12配置第一定壓罐123，其設(shè)置在第一換熱器1241的熱源側(cè)輸出口處。還可以為貯熱水箱61配置第二定壓罐62。還可以為末端循環(huán)子系統(tǒng)5配置第三定壓罐56，其設(shè)置在末端側(cè)循環(huán)水泵51的入口處。還可以為地源熱泵室內(nèi)換熱子系統(tǒng)4配置第四定壓罐45，其設(shè)置在地源側(cè)循環(huán)水泵51的入口處。定壓罐內(nèi)的流體可以為軟化水箱內(nèi)容納的軟化水，如第三定壓罐54、第四定壓罐45；還可以為自來水，如第一定壓罐123、第二定壓罐62。

無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)內(nèi)的流體經(jīng)過長期運行，會導(dǎo)致管路及設(shè)備堵塞，沉積出起熱阻作用的水垢、泥渣和滋生藻類，其結(jié)果會導(dǎo)致系統(tǒng)傳熱下降，壓縮機(jī)負(fù)荷增大，造成水電浪費和設(shè)備壽命縮短，因此該系統(tǒng)還包括加藥裝置?？梢詾槟┒搜h(huán)子系統(tǒng)5配置第一加藥裝置57，其設(shè)置在末端側(cè)循環(huán)水泵54的入口處；還可以為地源熱泵循環(huán)子系統(tǒng)4配置第二加藥裝置46，其設(shè)置在地源側(cè)循環(huán)水泵44的入口處，如此可減少系統(tǒng)耗電量，保證系統(tǒng)水質(zhì)達(dá)標(biāo)，降低工程造價，保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。

綜上所述，無燃燒熱電暖聯(lián)供系統(tǒng)具有無燃燒、零排放、實現(xiàn)了可再生能源優(yōu)化配比和合理高效利用。

由技術(shù)常識可知，本發(fā)明可以通過其它的不脫離其精神實質(zhì)或必要特征的實施方案來實現(xiàn)。因此，上述公開的實施方案，就各方面而言，都只是舉例說明，并不是僅有的。所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或在等同于本發(fā)明的范圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。