多能联供供热采暖系统.pdf

多能联供供热采暖系统，其特征在于该多能联供供热采暖系统能源供应采用多种方式，有太阳能光伏发电1、风力发电2等清洁能源发电，有电网供电电能3；采暖设备有多档太阳能+电网供电电能双蓄能红外电暖器4，有太阳能+多档电网供电电能双蓄能红外电暖器+多档红外直热电暖器，即双蓄能带直热多档红外电暖器5，有红外直热电暖器6，有厨卫型专用电暖器7，有康体/家具电暖器8，双蓄能红外电暖器4、双蓄能带直热多档红外电暖器5、红外直热电暖器6均可以实现隐形，有家具功能，一机多用；控制设备有智能控制系统9，有动态蓄能控制系统10；保温设备为保温遮阳门窗帘11；热水供应设备为太阳能空气源热泵12。

权利要求书
1.  多能联供供热采暖系统，其特征在于该多能联供供热采暖系统能源供应采用多种方式，有太阳能光伏发电(1)、风力发电(2)等清洁能源发电，有电网供电电能(3)；采暖设备有多档太阳能+电网供电电能双蓄能红外电暖器(4)，有太阳能+多档电网供电电能双蓄能红外电暖器+多档红外直热电暖器，即双蓄能带直热多档红外电暖器(5)，有红外直热电暖器(6)，有厨卫型专用电暖器(7)，有康体/家具电暖器(8)，如康体式电热椅电暖器、花盆架电暖器等，双蓄能红外电暖器(4)、双蓄能带直热多档红外电暖器(5)、红外直热电暖器(6)均可以实现隐形，有家具功能，一机多用；控制设备有智能控制系统(9)，有动态蓄能控制系统(10)；保温设备为保温遮阳门窗帘(11)；热水供应设备为太阳能空气源热泵(12)。

说明书多能联供供热采暖系统
技术领域：
本发明为一种多能联供供热采暖系统，属于节能环保设备。
背景技术：
供热采暖是人民生活的基本需求，一直以来，热水供应主要以燃气热水器、太阳能热水器、电热水器来实现，采暖主要以燃煤、燃气为主，传统方式供热采暖能耗大、碳排放大，严重耗费自然资源，严重污染大气，而且还存在着安全隐患。
当前，采暖推广“煤改电”已经是刻不容缓的现实问题了，但经过两年的摸索和实施，遇到的问题和阻力很大，其中最重要的一是电力容量不够的问题，二是购买和使用成本过高问题，三是高效节能电采暖系统认定问题。
在热水供应上，有些地区燃气供应不足，且费用较高，有些地区太阳能不够稳定不充足，有些地区电力容量还有不足且电费也很贵，等等问题都给热水供应带来不便。
电力容量不足，可以进行电网增容，但由于电力设施建设周期长，远不能满足煤改电的迫切需要。
用户购买和使用成本过高，一是建筑保温不好，需购买的电采暖设备数量大，二是同样是保温不好，运行费用过高，用户消费不起，对煤改电支持力度不够。
市场上的各种电采暖设备，现在没有任何一种电采暖设备能够将多种可再生能源及各种节能电采暖设备整合在起，实现更大幅度的节能，不节能的产品势必会给用户带来高昂的运行费用，更会给国家能源带来巨大的损失，给治理大气污染增加新的难度。
本发明“多能联供供热采暖系统”可以解决上述问题。
发明内容：
我们研发的“多能联供供热采暖系统”解决了目前产品存在的上述问题。
本发明可以概括为：能源供应采用多种方式：太阳能光伏发电、风力发电等清洁能源发电、电网供电电能；采暖设备有多档太阳能+电网供电电能双蓄能红外电暖器、太阳能+多档电网供电电能双蓄能红外电暖器+多档红外直热电暖器、红外直热电暖器、厨卫型专用电暖器、康体/家具电暖器，蓄能红外电暖器、直热电暖器均可以实现隐形(一机多用)；控制设备有智能控制系统、动态蓄能控制系统；保温设备为保温遮阳门窗帘；热水供应设备为空气源热泵(可以与太阳能互补)。多种能源联合供应供热热水及采暖能源，节能、舒适，无需电力增容。
在白天，太阳能光伏发电、风力发电等清洁能源发电为主，通过蓄能红外电暖器将电能转换为热能，在电网供电低谷时段，启动电网供电加热蓄能红外电暖器，在室温不足或需要快速加热时启动直热电暖器，卫生间采用厨卫型专用电暖器，采暖设备根据室内温度实际需求情况，将电采暖设备分为三档，以低耗能运行为主，户内总运行功率设上限，在运行负荷超过上限时(冬季个别时候，主要在夜间)，按各房间级别不同，降低或关掉低级别房间(夜间不用的厨房、客厅等房间)的电采暖设备，并在对门窗进行简易保温的基础上，降低户内总配暖负荷，在确保各房间达到温度需求的同时实现户内低负荷运行，一般每平方米仅需配暖40-50W即可满足室内温度，可以无需电力增容即可实施煤改电。
通过动态蓄能控制系统，可以与电力系统大数据相连接，可以随时捕捉低谷时段，实现不确定低谷时段加加热蓄能，可以实现动态高峰时段的负荷限制，有效控制电网峰值叠加。
热水供应设备为空气源热泵+太阳能互补，即太阳能空气源热泵，以空气源热泵为主，太阳能充足时可以与太阳能互补。
1、系统构成
1.1能源供应系统：能源供应采用多种方式：太阳能光伏发电、风力发电等清洁能源发电、电网供电电能。太阳能光伏、风力发电等清洁能源 发电占建筑所需电能的20％左右即可，既充分利用可再生能源，又减少用户的投资负担。清洁能源电能供应系统不需逆变升压，直接与系统中的直流电暖器配套使用，辅助热水系统加热也采用直流系统，减少投资，减少配套设备的故障率。在其他季节，清洁能源电能供应系统可以更多的给热水系统提供能源，实现清洁能源的有效利用。
1.2电采暖系统：采暖设备有多档太阳能+电网供电电能双蓄能红外电暖器、太阳能+多档电网供电电能双蓄能红外电暖器+多档红外直热电暖器、红外直热电暖器、厨卫型专用电暖器、康体/家具电暖器。
本发明中的蓄能红外电暖器，与传统的蓄能电暖器有本质的区别，一是其散热方式以红外辐射为主，比传统的对流散热方式更节能，更舒适；二是本发明的蓄能红外电暖器可以一机多用，如用作荼几、条桌、餐桌、衣架、屏风等，可以隐形与家居家具中，不占用空间；三是本发明中的蓄能红外电暖器功率较传统的蓄能电暖器功率小，内部温度低，运行时散发的有害气体少，更健康。
多档太阳能+电网供电电能双蓄能红外电暖器，即双蓄能红外电暖器，该电暖器可以以太阳能和电网供电电能两种电源为供电电源，在白天太阳能发电加热该电暖器，并实现蓄能，在低谷电时段电网供电电能加热该电暖器，实现蓄能。多档即电暖器的功率负荷实现多档，便于在建筑电容量不足时分档启动，保障电网安全，避免峰值叠加。
太阳能+多档电网供电电能双蓄能红外电暖器+多档红外直热电暖器，即带红外快热双蓄能红外电暖器，该电暖器可以实现双蓄能功能，还可以在白天太阳能不足时或某个房间需要快速加热时启动红外直热电暖器补充加热，在低谷时段室内温度不足时也可以启动快速加热，也可以享受低谷电价优惠，加上红外快热功能，可以确保用户室内温度始终保持恒定。
红外直热电暖器，即可以单独选择部分红外直热电暖器做为补充，所采用的红外辐射电暖器必须为高效节能型铝镁合金材质，电暖器不得采用水、油等介质，电暖器功率范围应在150～3000W之间，每种型号间功率差不应大于200W，每台电暖器必须有三档功率输出。
厨卫型专用电暖器，在用户建筑内厨房、卫生间内有生活用水管线，冬季必须采暖，由于蓄能红外电暖器的功率和体积较大，且防水等级达不到卫生间的要求，因此，在卫生间、厨房需采用专用厨卫型电暖器，一般选择带有卫浴镜、毛巾架功能的红外辐射铝镁合金电暖器，防水等级必须 为IPX4以上。
康体/家具电暖器，一般情况下，家庭中的电暖器会占用一定的空间，影响美观，并且只有采暖功能，除冬季外其他季节不常用，还需要收纳起来，极不方便。当前，有的电采暖产品具有康体和家具功能，可以一机多用，不占空间，如有的可以是一把椅子、一个茶几、一个衣架、一个餐桌等，既可以采暖，又是家具或康体用品，性价比高。
1.3智能控制系统：可以对电采暖系统进行总运行负荷进行控制，对各房间电采暖设备或各种电器设备的运行进行分时优先等级分级设置，对各房间电采暖设备进行分时分档运行控制。
1.4动态蓄能控制系统：动态蓄能控制系统就是蓄能红外电暖器的蓄能时段是动态的，在蓄能量不饱和时随时捕捉低谷时段来加热蓄能，通过动态蓄能控制系统，可以与电力系统大数据相连接，可以实现动态高峰时段的负荷限制，有效控制电网峰值叠加。
随着社会上普及后半夜低谷时段优惠电价，电采暖、电动汽车等低谷用电设备不断推出，后半夜的用电量会大量增加，原来的谷很快就会填满，甚至会出现新的峰，为了解决这个问题，本系统提出“动态峰谷”的概念，即峰谷时段不是固定的，是根据实时的用电量来决定的，通过大数据云网上实时确定峰谷时段，本项目通过动态蓄能控制系统与之相连，在低谷时蓄能，在高峰时限制，科学的节能，安全的使用。
1.5保温系统：采用新型保温门窗帘对耗能大的门窗进行保温。该保温门窗帘操作简便、安装方便，不影响美观，保温效果好，安装保温后门窗帘可使门窗的传热系数降低三分之二。该保温门窗帘可以是透明的也可以是不透明的，可以安装在室外也可安装在室内，可以是手动的也可以是电动遥控的。
1.6热水供应系统：热水供应设备为空气源热泵+太阳能互补方式，如太阳能充足时可以与太阳能互补。空气源热泵供应热水能效比高，电量负荷小，还可以与清洁能源电能供应系统相互补，即将清洁能源电能供应系统置入空气源热泵系统，在其他季节，清洁能源电能供应系统可以更多的给热水系统提供能源，实现清洁能源的有效利用。
1.7系统模块化：本发明各个系统均为模块化，可以根据实际情况进行组合，如因为投资关系可以不采用太阳能、风能等清洁能源系统，或不采用蓄能系统，等等，均可以实现不用电力增容保障冬季采暖的需要。
2、配装方案及工作原理
2.1首先对用户建筑进行配暖、配电、控制设计，计算出各个房间的采暖负荷及总负荷。
2.2按总负荷配比20％或用户要求的太阳能、风能等清洁能源比例，并对各个房间进行配置分配。
2.3对用户的门窗进行保温改造，即加装新型保温门窗帘，达到保温效果，则电采暖的配暖负荷可以减少三分之一，以每户90平米计算，原配暖需要9000W，加装新型保温门窗帘后配暖6000W即可。
2.4每个房间进行产品选型，产品选型时注意每个房间的功能及使用特点，在蓄能红外电暖器类型及快热电暖器的选择上要根据不同的客户要求选择。
2.5加装智能控制系统并进行设置，如为太阳能双电蓄能系统，则只有在太阳能不足或需要对房间快速加热时对直热电暖器(多档)实施控制，根据用户的要求和各房间功能的不同，设置各房间电暖器及其他大功率电器的运行优先等级，优先等级也可以按白天、晚上分别分时设置，并设定整个建筑的总运行功率上限值，一般设置在总配暖的三分之二即可，或可以设置用电高峰时段，在此时段限制用电负荷。当太阳能发电蓄能量足够时，将太阳能发电余量补充到空气源热泵热水供应系统。
2.6加装动态蓄能控制系统，如果电力部门实施了动态峰谷实时发布系统，就可以在蓄能量不饱和时随时捕捉低谷时段来加热蓄能，通过动态蓄能控制系统，可以与电力系统大数据相连接，可以实现动态高峰时段的负荷限制，有效控制电网峰值叠加。
2.7太阳能+蓄能系统+直热系统工作方式：白天太阳能发电并将热能蓄积在蓄能红外电暖器中，根据室内温度需求，蓄能红外电暖器按需释放热量，当太阳能不足或某个房间需要快速加热时，启动直热系统加热。低谷时间蓄能红外电暖器开始工作，蓄能并自然放热，当自然放热量不能满足室温时启动直热电暖器加热。
2.8蓄能系统+直热系统工作方式：白天，根据室内温度需求，蓄能红外电暖器按需释放热量，当太阳能不足或某个房间需要快速加热时，启动直热系统加热。低谷时间蓄能红外电暖器开始工作，蓄能并自然放热，当自然放热量不能满足室温时启动直热电暖器加热。
2.9直热系统工作方式：电采暖设备开始工作后，智能控制系统对室内温度进行采集，并与设置温度进行对比，当室内温度低于设置温度时，电采暖系统按房间配暖的三分之一(即启动一组小功率电暖器)运行，运行10分钟(这个时间也可以调整)后，室内温度仍低于设置温度时，电采暖系统按房间配暖的三分之二(即启动一组较大功率电暖器)运行，再运行20分钟(这个时间也可以调整)后，室内温度仍低于设置温度时，电采暖系统将启动全部电暖器运行，此时智能控制系统将对总运行负荷与设定的整个建筑的总运行功率上限值进行比较，当运行总负荷高于设定上限值时，系统将自动按照设置的优先等级运行等级高的房间电暖器，降低正在运行的等级低的房间电暖器的运行档级，当某个房间的温度达到设定温度电暖器自动停机时，运行总负荷就会低于设定上限值，系统会根据所富余的负荷量起动未启动或升档运行且房间温度未达到设定温度的房间电暖器，这种情况一般仅会出现在冬季刚开始电采暖刚运行或冬季最冷的几天里，如果在运行三分之一或三分之二负荷时室内温度达到了设置温度，则电暖器会自动停机，室内温度降到设置温度以下时又会自动起动，起动顺序仍是先三分之一再三分之二，以此循环。
在这样的工作方式下，系统运行总负荷不会超过设置的上限值(一般为总负荷的三分之二)，并且能够保证各房间的供暖需求。
2.10热水系统工作方式，热水供应设备为空气源热泵+太阳能互补方式，即太阳能空气源热泵，如太阳能充足时可以与太阳能互补。
附图说明
图1为本发明的实施例平面系统示意图。
图2为本发明的实施例一个立面示意图。
其中
1、太阳能光伏发电系统  2、风力发电系统  3、电网供电电能4、双蓄能红外电暖器  5、双蓄能带直热多档红外电暖器6、直热红外电暖器  7、厨卫专用电暖器  8、康体/家具电暖器9、智能控制系统  10、动态蓄能控制系统  11、保温门窗帘12、太阳能空气源热泵
具体实施方式
本发明是这样实施的，多能联供供热采暖系统，其特征在于该多能联供供热采暖系统能源供应采用多种方式，有太阳能光伏发电1、风力发电2等清洁能源发电，有电网供电电能3；采暖设备有多档太阳能+电网供电电能双蓄能红外电暖器4，有太阳能+多档电网供电电能双蓄能红外电暖器+多档红外直热电暖器，即双蓄能带直热多档红外电暖器5，有红外直热电暖器6，有厨卫型专用电暖器7，有康体/家具电暖器8，如康体式电热椅电暖器、花盆架电暖器等，双蓄能红外电暖器4、双蓄能带直热多档红外电暖器5、红外直热电暖器6均可以实现隐形，有家具功能，一机多用；控制设备有智能控制系统9，有动态蓄能控制系统10；保温设备为保温遮阳门窗帘11；热水供应设备为太阳能空气源热泵12。
具体实施过程，需经过以下步骤进行：
1、根据用户需求，设计系统配置；
2、根据设计安装太阳能发电1、风力发电2等清洁能源发电系统；
3、根据设计连接电网供电电能3；
4、根据设计安装双蓄能红外电暖器4、双蓄能带直热多档红外电暖器5、红外直热电暖器6、厨卫型专用电暖器7、康体/家具电暖器8；
5、根据设计安装智能控制系统9、动态蓄能控制系统10；
6、根据设计安装保温系统保温门窗帘11；
7、根据设计安装太阳能空气源热泵12
8、设置智能控制系统9、动态蓄能控制系统10；
9、通电；
10、测试，各功能正常运行即可。