一种热电耦合供能系统的制作方法

1.本实用新型属于太阳能光伏、光热以及热泵领域，具体涉及一种热电耦合供能系统。


背景技术：

2.随着城镇化的快速发展，城区中采用区域集中供能的建筑日益增多，区域供能系统作为构建城市智慧能源网的重要环节对提升能源利用效率和实现可再生能源规模化开发以及推动地区能源供给革命具有重要作用。区域能源系统可因地制宜、综合考虑区域用能特征、就近利用区域的可再生能源，并结合储能、热电联产技术、热泵技术等，为所在区域建筑制冷供暖以及提供生活热水，可成为集中供热的良好补充，提高系统的灵活性，降低碳排放。
3.太阳能作为一种可再生能源，在过去的十年中，其成本共下降了约70％，目前大型光伏发电站发电成本已经接近传统的化石燃料能源传统。在传统光伏产业迅速发展的同时，光伏光热综合利用技术(photovoltaic-thermal，简称pvt)也崭露头角，其通过在光伏板背面设置换热装置，在发电的同时回收热能并加以利用，并能在夜间辐射制冷。pvt在日间对电池有冷却作用，可以缓解光伏的“温度效应”和热斑现象，提高了组件的发电效率，延长了组件寿命，在夜间可以利用太空辐射制冷，实现了全天的热电冷联产，大幅度提高了组件的利用率和产能。
4.地源热泵系统是一种高效且稳定的能源利用系统，可以同时供暖和制冷，但初始投资比较大，往往用于较大负荷需求的场景，因此适用于区域供能系统使用，且热泵的能效比往往受源侧温度影响较大。


技术实现要素：

5.为克服上述现有技术的不足，本实用新型提出一种热电耦合供能系统，包括：地埋管循环子系统、热泵循环子系统、供能末端循环子系统和多个pvt循环子系统；
6.所述地埋管循环子系统埋于用户相关的预设区域地底；所述热泵循环子系统分别与供能末端循环子系统和所述地埋管循环子系统连接；多个所述pvt循环子系统分别安装在不同用户的房屋顶部并与所述地埋管循环子系统连接；
7.所述pvt循环子系统用于为安装所述pvt循环子系统的用户房间提供生活热水和电能；还用于通过地埋管循环子系统与浅层地能进行热交换，并进行太阳能跨季节储能；
8.供能末端循环子系统和所述热泵循环子系统进行热交换后通过所述地埋管循环子系统为所有用户房间进行制冷和供暖。
9.优选的，所述pvt循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：pvt组件(1)、储能逆变器(2)、储能电池(3)、集热水箱(4)、换热器(5)、生活热水箱(6)、第一电子三通阀(7)和第一循环泵(p1)；
10.所述第一电子三通阀(7)的进口和第一循环泵(p1)出口连接；
11.所述第一电子三通阀(7)的弯流出口和集热水箱(4)进口连接，所述集热水箱(4)的出水口与所述生活热水箱(6)连接，所述生活热水箱(6)与用户热水供给管路(25)和热水回水管路(26)相连接；
12.所述第一电子三通阀(7)的直流出口和换热器(5)的第一入口(5-1)连接，所述换热器(5)第一出口(5-2)分别与所述pvt组件(1)管道入口和集热水箱(4)进口连接，所述pvt组件(1)的管道出口与所述第一循环泵(p1)进口连接；
13.所述pvt组件(1)依次与所述储能逆变器(2)和储能电池(3)电连接；所述换热器(5)的第二入口(5-3)和所述换热器(5)的第二出口(5-4)连接于地埋管循环子系统水压不同的位置；
14.所述生活热水箱(6)用于为用户提供生活热水，并通过自然重力进行流动补水；
15.所述pvt组件(1)用于为用户进行供电。
16.优选的，所述集热水箱(4)的底部设置有补水进口(27)，所述补水进口(27)用于进行市政给水。
17.优选的，所述集热水箱(4)为承压水箱，所述集热水箱(4)内置换热盘管；
18.所述生活热水箱(6)内置电加热器；
19.所述储能电池(3)为铅酸蓄电池或锂离子电池。
20.优选的，所述热泵循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：第一换热器(12)、第二换热器(14)、压缩机(16)、四通阀(15)和膨胀阀(13)；
21.四通阀(15)的入口与压缩机(16)连接后，再与所述四通阀(15)的第二弯流出口(15-2)连接；
22.四通阀(15)的第一弯流出口(15-1)与第二换热器(14)的第一入口(14-1)连通后，再依次通过所述第二换热器(14)的第一出口(14-2)和膨胀阀(13)接入第一换热器(12)的第二入口(12-3)，所述第一换热器(12)的第二出口(12-4)接入四通阀(15)的第三弯流出口(15-3)；
23.所述第一换热器(12)的第一入口(12-1)接入地埋管循环子系统的出水口处，所述第一换热器(12)的第一出口(12-2)接入地埋管循环子系统的入水口处；
24.所述第二换热器(14)的第二入口(14-3)接入供能末端循环子系统的出水口处，所述第二换热器(14)的第二出口(14-4)接入供能末端循环子系统的入水口处；
25.当所述热泵循环子系统处于供暖模式时，所述四通阀(15)通电，所述第一换热器(12)作为蒸发器进行工作，所述第二换热器(14)作为冷凝器进行工作；此时所述四通阀(15)的第一弯流出口(15-1)与所述四通阀的入口连通，所述四通阀(15)的第二弯流出口(15-2)与所述四通阀(15)的第三弯流出口(15-3)连通，所述热泵循环子系统通过与所述地埋管循环子系统进行热交换进而实现供暖控制；
26.当所述热泵循环子系统处于制冷模式时，所述四通阀(15)不通电，所述第一换热器(12)作为冷凝器进行工作，所述第二换热器(14)作为蒸发器进行工作；此时所述四通阀(15)的第三弯流出口(15-3)与所述四通阀的入口连通，所述四通阀(15)的第一弯流出口(15-1)与所述四通阀(15)的第二弯流出口(15-2)连通，所述热泵循环子系统通过与所述地埋管循环子系统进行热交换进而实现制冷控制。
27.优选的，所述供能末端循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：恒温水箱
(17)、分水器(18)、多个供能末端模块、集水器(23)和第三循环泵(p3)；所述恒温水箱(17)的热泵侧出口(17-2)与第三循环泵(p3)的入口连接，所述第三循环泵(p3)的出口与第二换热器(14)的第二入口(14-3)连接，所述第二换热器(14)的第二出口(14-4)与所述恒温水箱(17)的热泵侧入口(17-1)连接，形成环路换热；
28.所述恒温水箱(17)的用户侧出水口(17-4)连接分水器(18)的进水口，分水器(18)的多个出水口分别与一个供能末端模块的入口连接；
29.各个所述供能末端模块的出口分别连接集水器(23)对应的入口，所述接集水器(23)的出口连接恒温水箱(17)的用户侧进水口(17-3)；
30.多个所述供能末端模块分别安装于不同用户的房间内。
31.优选的，所述供能末端模块包括：第四循环泵(p4)、供暖支路和制冷支路；
32.所述第四循环泵(p4)的入口与分水器(18)对应的出口连接；
33.所述第四循环泵(p4)的出口连接所述供暖支路入口，所述供暖支路出口连接集水器(23)的入口，所述供暖支路用于为用户进行供暖；
34.所述第四循环泵(p4)的出口连接所述制冷支路入口，所述制冷支路出口连接集水器(23)的入口，所述制冷支路用于为用户进行制冷。
35.优选的，所述供暖支路包括：连接的第五电磁阀(20)和地暖盘管(22)。
36.优选的，所述制冷支路包括：连接的第四电磁阀(19)和风机盘管(21)。
37.优选的，所述地埋管循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：第二电子三通阀(8)、第一电磁阀(9)、第二电磁阀(10)、第三电磁阀(11)、第二循环泵(p2)、第五循环泵(p5)和地埋管换热器(24)；
38.所述第二电子三通阀(8)的弯流出口、第五循环泵(p5)、第二电磁阀(10)、地埋管换热器(24)、第二循环泵(p2)、第一电磁阀(9)和第二电子三通阀(8)的进口通过管道依次连接；
39.所述第二电子三通阀(8)的直流出口与pvt循环子系统的进口连接，所述pvt循环子系统的出口与第五循环泵(p5)的入口连接；
40.所述第三电磁阀(11)连接在所述第一电磁阀(9)和第二循环泵(p2)之间。
41.优选的，所述第一换热器(12)第一入口(12-1)接入所述第二电磁阀(10)的出口处，所述第一换热器(12)第一出口(12-2)接入所述第三电磁阀(11)的入口处。
42.优选的，所述地埋管换热器(24)的埋管方式至少包括下述中的一种或多种：水平埋管和竖直埋管。
43.与最接近的现有技术相比，本实用新型具有的有益效果如下：
44.1、本实用新型提供了一种热电耦合供能系统，包括：地埋管循环子系统、热泵循环子系统、供能末端循环子系统和多个pvt循环子系统；所述地埋管循环子系统埋于用户相关的预设区域地底；所述热泵循环子系统分别与供能末端循环子系统和所述地埋管循环子系统连接；多个所述pvt循环子系统分别安装在不同用户的房屋顶部并与所述地埋管循环子系统连接；所述pvt循环子系统用于为安装所述pvt循环子系统的用户房间提供生活热水和电能；还用于通过地埋管循环子系统与浅层地能进行热交换，并进行太阳能跨季节储能；供能末端循环子系统和所述热泵循环子系统进行热交换后通过所述地埋管循环子系统为所有用户房间进行制冷和供暖。本实用新型利用pvt循环子系统、地埋管循环子系统、热泵循
环子系统和供能末端循环子系统进行分布式与集中式各自优点，对能源进行产供储用一体化，用户既是用能方也可以是产能方，更好的确保了系统的供需动态平衡；本系统中的pvt循环子系统、地埋管循环子系统、热泵循环子系统和供能末端循环子系统既方便现有用户直接并入使用，也方便设备升级换代，同时又方便运维人员进行操作和维护。
45.2、热电耦合供能系统的多种模式可发挥pvt循环子系统中pvt组件热电冷联产特性，用户的pvt循环子系统与热泵循环子系统和预设区域的地埋管循环子系统联用，克服了单户热泵系统造价高、能效低、地源温度失衡风险等缺点的同时能进一步提高各用户pvt循环子系统的热电冷产能。该系统能长期为用户提供高经济性、高稳定性的能源供应，同时具有高能效和绿色环保的特点。
附图说明
46.图1为本实用新型提供的一种热电耦合供能系统的子系统器件连接结构图；
47.图2为本实用新型提供的一种热电耦合供能方法流程图；
48.附图标记说明：
49.1-pvt组件；2-储能逆变器；3-储能电池；4-集热水箱；5-换热器；5-1为换热器的第一入口；5-2为换热器的第一出口；5-3为换热器的第二入口；5-4为换热器的第二出口；6-生活热水箱；7-第一电子三通阀；8-第二电子三通阀；9-第一电磁阀；10-第二电磁阀；11-第三电磁阀；12-第一换热器；12-1为第一换热器的第一入口；12-2为换热器的第一出口；12-3为换热器的第二入口；12-4为换热器的第二出口；13-膨胀阀；14-第二换热器；14-1为第一换热器的第一入口；14-2为换热器的第一出口；14-3为换热器的第二入口；14-4为换热器的第二出口；15-四通阀；16-压缩机；17-恒温水箱；18-分水器；19-第四电磁阀；20-第五电磁阀；21-风机盘管；22-地暖盘管；23-集水器；24-地埋管换热器；t温度传感器测点，t12为室温，t13为地源温度；p1-第一循环泵、p2-第二循环泵、p3-第三循环泵、p4-第四循环泵和p5-第五循环泵。
具体实施方式
50.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做进一步的详细说明。
51.实施例1：
52.本实用新型提供的一种热电耦合供能系统如图1所示，包括：
53.地埋管循环子系统、热泵循环子系统、供能末端循环子系统和多个pvt循环子系统；
54.所述地埋管循环子系统埋于用户相关的预设区域地底；所述热泵循环子系统分别与供能末端循环子系统和所述地埋管循环子系统连接；多个所述pvt循环子系统分别安装在不同用户的房屋顶部并与所述地埋管循环子系统连接；
55.所述pvt循环子系统用于为安装所述pvt循环子系统的用户房间提供生活热水和电能；还用于通过地埋管循环子系统与浅层地能进行热交换，并进行太阳能跨季节储能；
56.供能末端循环子系统和所述热泵循环子系统进行热交换后通过所述地埋管循环子系统为所有用户房间进行制冷和供暖。
57.具体的，所述pvt循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：pvt组件1、储能
逆变器2、储能电池3、集热水箱4、换热器5、生活热水箱6、第一电子三通阀7和第一循环泵p1；
58.所述第一电子三通阀7的进口和第一循环泵p1出口连接；
59.所述第一电子三通阀7的弯流出口和集热水箱4进口连接，所述集热水箱4的出水口与所述生活热水箱6连接，所述生活热水箱6与用户热水供给管路25和热水回水管路26相连接；
60.所述第一电子三通阀7的直流出口和换热器5的第一入口5-1连接，所述换热器5第一出口5-2分别与所述pvt组件1管道入口和集热水箱4进口连接，所述pvt组件1的管道出口与所述第一循环泵p1进口连接；
61.所述pvt组件1依次与所述储能逆变器2和储能电池3电连接；所述换热器5的第二入口5-3和所述换热器5的第二出口5-4连接于地埋管循环子系统水压不同的位置；
62.所述生活热水箱6用于为用户提供生活热水，并通过自然重力进行流动补水；
63.所述pvt组件1用于为用户进行供电。
64.所述集热水箱4的底部设置有补水进口27，所述补水进口27用于进行市政给水；
65.所述集热水箱4为承压水箱，所述集热水箱4内置换热盘管；
66.所述生活热水箱6内置电加热器；
67.所述储能电池3为铅酸蓄电池或锂离子电池；
68.基于上述连接，在考虑到夏季pvt子循环系统和热泵循环子系统在制冷模式时都会通过地埋管循环子系统排入热量到地源中，由于土壤热量累积过多，无法及时消纳，会影响pvt组件的降温以及热泵制冷性能，对整个系统不利，因此可以利用pvt组件夜间辐射制冷散热的特性消纳一部分热能；
69.通过开启热泵循环子系统，在日间时间段，如5点-21点时，第一换热器12此时为冷凝器与地埋管换热器24换热，并启动第二循环泵p2、第二电磁阀10和第三电磁阀11；
70.在夜间时间段，如22点-4点，第一换热器12此时为冷凝器与pvt子系统的换热器5换热，启动第五循环泵p5、第一电磁阀9和第三电磁阀11，并启动第一循环泵p1和多户的第一电子三通阀7和第二电子三通阀8，利用多户pvt组件1进行散热制冷。
71.当在全年生活热水模式时，全年pvt循环子系统符合条件都会运行，通过pvt组件1给集热水箱4集热或进行产电使用；
72.当在集热水模式时，通过控制箱实时监测pvt组件1的出口温度t1和集热水箱4的温度t3，当t1、t2和t3》7℃且t3＜40℃时，启动第一循环泵p1，保持第一电子三通7为弯流状态，开始加热集热水箱4；
73.当t1、t2和t3＜3℃时，停止第一循环泵p1。生活热水箱6的温度t4＜40℃，启动生活热水箱6内置电加热装置加热生活热水箱，至50℃停止，使生活热水箱6水温维持在40℃以上，满足生活热水温度要求。
74.具体的，所述热泵循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：第一换热器12、第二换热器14、压缩机16、四通阀15和膨胀阀13；
75.四通阀15的入口与压缩机16连接后，再与所述四通阀15的第二弯流出口15-2连接；
76.四通阀15的第一弯流出口15-1与第二换热器14的第一入口14-1连通后，再依次通
过所述第二换热器14的第一出口14-2和膨胀阀13接入第一换热器12的第二入口12-3，所述第一换热器12的第二出口12-4接入四通阀15的第三弯流出口15-3；
77.所述第一换热器12的第一入口12-1接入地埋管循环子系统的出水口处，所述第一换热器12的第一出口12-2接入地埋管循环子系统的入水口处；
78.所述第二换热器14的第二入口14-3接入供能末端循环子系统的出水口处，所述第二换热器14的第二出口14-4接入供能末端循环子系统的入水口处；
79.当所述热泵循环子系统处于供暖模式时，所述四通阀15通电，所述第一换热器12作为蒸发器进行工作，所述第二换热器14作为冷凝器进行工作；此时所述四通阀15的第一弯流出口15-1与所述四通阀的入口连通，所述四通阀15的第二弯流出口15-2与所述四通阀15的第三弯流出口15-3连通，所述热泵循环子系统通过与所述地埋管循环子系统进行热交换进而实现供暖控制；
80.当所述热泵循环子系统处于制冷模式时，所述四通阀15不通电，所述第一换热器12作为冷凝器进行工作，所述第二换热器14作为蒸发器进行工作；此时所述四通阀15的第三弯流出口15-3与所述四通阀的入口连通，所述四通阀15的第一弯流出口15-1与所述四通阀15的第二弯流出口15-2连通，所述热泵循环子系统通过与所述地埋管循环子系统进行热交换进而实现制冷控制。
81.具体的，所述供能末端循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：恒温水箱17、分水器18、多个供能末端模块、集水器23和第三循环泵p3；所述恒温水箱17的热泵侧出口17-2与第三循环泵p3的入口连接，所述第三循环泵p3的出口与第二换热器14的第二入口14-3连接，所述第二换热器14的第二出口14-4与所述恒温水箱17的热泵侧入口17-1连接，形成环路换热；
82.所述恒温水箱17的用户侧出水口17-4连接分水器18的进水口，分水器18的多个出水口分别与一个供能末端模块的入口连接；
83.各个所述供能末端模块的出口分别连接集水器23对应的入口，所述接集水器23的出口连接恒温水箱17的用户侧进水口17-3；
84.多个所述供能末端模块分别安装于不同用户的房间内。
85.所述供能末端模块包括：第四循环泵p4、供暖支路和制冷支路；
86.所述第四循环泵p4的入口与分水器18对应的出口连接；
87.所述第四循环泵p4的出口连接所述供暖支路入口，所述供暖支路出口连接集水器23的入口，所述供暖支路用于为用户进行供暖；
88.所述第四循环泵p4的出口连接所述制冷支路入口，所述制冷支路出口连接集水器23的入口，所述制冷支路用于为用户进行制冷；
89.所述供暖支路包括：连接的第五电磁阀20和地暖盘管22；
90.所述制冷支路包括：连接的第四电磁阀19和风机盘管21；
91.当供暖季开始，运维人员将系统设置为供暖模式，系统自动调节四通阀15为供暖开启模式，恒温水箱17温度设定为45℃-55℃；
92.当恒温水箱17温度t7低于45℃时，启动热泵循环子系统，即开启第二循环泵p2，开启第二电磁阀10和第三电磁阀11，第一换热器12与地埋管换热器24换热，开启第三循环泵p3，第二换热器14与恒温水箱换热，加热恒温水箱17温度t7至55℃，上述设备恢复原状态，
停止运行。
93.当单户需要供热时，用户可自行设定供暖自动启停温度，可设置为低于18℃开始供暖，高于25℃停止供暖；
94.当室温t12＜18℃需要供暖时，用户方的第四循环泵p4启动，用户方的第五电磁阀20开启，热水经过地暖盘管22为用户房间内供暖；
95.并设定地暖盘管22出水温度为35℃，即t9≥35℃时，第四循环泵p4停止运行，待用户房间内换热后，t9＜35℃时，第四循环泵p4重新开始运行；
96.用户可同时采用风机盘管进行迅速供暖，但进水温度较低，考虑效率和节能性不建议长期使用，当其他户需要供暖时，采用上述同种方式，进行控制供暖。
97.当制冷季开始，运维人员将系统设置为制冷模式，系统自动调节四通阀15为制冷开启模式，恒温水箱17温度设定为3℃-7℃；
98.当恒温水箱17温度t7高于7℃时，启动热泵循环子系统，第一换热器12此时为冷凝器与地埋管换热器24或与pvt循环子系统换热，开启对应电动阀和对应循环泵，开启第三循环泵p3，第二换热器14此时为蒸发器与恒温水箱换热，冷却恒温水箱17温度t7至3℃，上述设备恢复原状态，停止运行，针对水箱多温度测点监控，确保温度不小于0℃；
99.当单户需要制冷时，用户可自行设定制冷自动启停温度，可设置为大于28℃开始制冷，低于23℃停止制冷；
100.当室温t12＞28℃需要制冷时，用户方的第四循环泵p4启动，用户方的第四电磁阀19开启，冷水经过风机盘管21为室内制冷；
101.设定风机盘管21出水温度为12℃，即t9＜12℃时，第四循环泵p4停止运行，待用户房间内换热后，t9≥12℃时，第四循环泵p4重新开始运行，当其他户需要制冷时，采用上述同种方式，进行控制制冷。
102.具体的，所述地埋管循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：第二电子三通阀8、第一电磁阀9、第二电磁阀10、第三电磁阀11、第二循环泵p2、第五循环泵p5和地埋管换热器24；
103.所述第二电子三通阀8的弯流出口、第五循环泵p5、第二电磁阀10、地埋管换热器24、第二循环泵p2、第一电磁阀9和第二电子三通阀8的进口通过管道依次连接；
104.所述第二电子三通阀8的直流出口与pvt循环子系统的进口连接，所述pvt循环子系统的出口与第五循环泵p5的入口连接；
105.所述第三电磁阀11连接在第一所述电磁阀9和第二循环泵p2之间；
106.所述第一换热器12第一入口12-1接入所述第二电磁阀10的出口处，所述第一换热器12第一出口12-2接入所述第三电磁阀11的入口处；
107.所述地埋管换热器24的埋管方式至少包括下述中的一种或多种：水平埋管和竖直埋管；
108.所述地埋管循环子系统在储热模式时，控制箱实时监测pvt组件1的出口温度t1、集热水箱4的温度t3和地源温度t13，当t3＞40℃且t1＞40℃时，启动第一循环泵p1和第二循环泵p2，开启第一电子三通阀7和第二电子三通阀8，并开启第一电磁阀9和第二电磁阀10，开始地埋管循环子系统换热储热，使pvt组件工作温度最高为40℃，提高了其产电效率。
109.当地埋管循环子系统的储热模式和热泵循环子系统的供暖模式控制冲突时，设定
供暖模式优先运行。
110.实施例2：本实用新型提供的一种热电耦合供能方法如图2所示，包括：
111.通过安装在不同用户的房屋顶部的多个pvt循环子系统分别为用户房间提供生活热水和电能；
112.所述pvt循环子系统与埋于用户相关的预设区域地底的地埋管循环子系统连接，通过地埋管循环子系统与浅层地能进行热交换，并进行太阳能跨季节储能；
113.将热泵循环子系统分别与供能末端循环子系统和所述地埋管循环子系统连接，所述供能末端循环子系统和热泵循环子系统进行热交换后通过所述地埋管循环子系统为所有用户房间进行制冷和供暖。
114.所述pvt循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：pvt组件1、储能逆变器2、储能电池3、集热水箱4、换热器5、生活热水箱6、第一电子三通阀7和第一循环泵p1；
115.所述第一电子三通阀7的进口和第一循环泵p1出口连接；
116.所述第一电子三通阀7的弯流出口和集热水箱4进口连接，所述集热水箱4的出水口与所述生活热水箱6连接，所述生活热水箱6与用户热水供给管路25和热水回水管路26相连接；
117.所述电子三通阀7的直流出口和换热器5的第一入口5-1连接，所述换热器5第一出口5-2分别与所述pvt组件1管道入口和集热水箱4进口连接，所述pvt组件1的管道出口与所述第一循环泵p1进口连接；
118.所述pvt组件1依次与所述储能逆变器2和储能电池3电连接；所述换热器5的第二入口5-3和所述换热器5的第二出口5-4连接于地埋管循环子系统水压不同的位置；
119.通过所述生活热水箱6为用户提供生活热水，并通过自然重力进行流动补水；
120.通过所述pvt组件1为用户进行供电。
121.所述热泵循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：第一换热器12、第二换热器14、压缩机16、四通阀15和膨胀阀13；
122.四通阀15的入口与压缩机16连接后，再与所述四通阀15的第二弯流出口15-2连接；
123.四通阀15的第一弯流出口15-1与第二换热器14的第一入口14-1连通后，再依次通过所述第二换热器14的第一出口14-2和膨胀阀(13)接入第一换热器12的第二入口12-3，所述第一换热器12的第二出口12-4接入四通阀15的第三弯流出口15-3；
124.所述第一换热器12的第一入口12-1接入地埋管循环子系统的出水口处，所述第一换热器12的第一出口12-2接入地埋管循环子系统的入水口处；
125.所述第二换热器14的第二入口14-3接入供能末端循环子系统的出水口处，所述第二换热器14的第二出口14-4接入供能末端循环子系统的入水口处；
126.当所述热泵循环子系统处于供暖模式时，所述四通阀15通电，所述第一换热器12作为蒸发器进行工作，所述第二换热器14作为冷凝器进行工作；此时所述四通阀15的第一弯流出口15-1与所述四通阀的入口连通，所述四通阀15的第二弯流出口15-2与所述四通阀15的第三弯流出口15-3连通，所述热泵循环子系统通过与所述地埋管循环子系统进行热交换进而实现供暖控制；
127.当所述热泵循环子系统处于制冷模式时，所述四通阀15不通电，所述第一换热器
12作为冷凝器进行工作，所述第二换热器14作为蒸发器进行工作；此时所述四通阀15的第三弯流出口15-3与所述四通阀的入口连通，所述四通阀15的第一弯流出口15-1与所述四通阀15的第二弯流出口15-2连通，所述热泵循环子系统通过与所述地埋管循环子系统进行热交换进而实现制冷控制。
128.所述供能末端循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：恒温水箱17、分水器18、多个供能末端模块、集水器23和第三循环泵p3；所述恒温水箱17的热泵侧出口17-2与第三循环泵p3的入口连接，所述第三循环泵p3的出口与第二换热器14的第二入口14-3连接，所述第二换热器14的第二出口14-4与所述恒温水箱17的热泵侧入口17-1连接，形成环路换热；
129.所述恒温水箱17的用户侧出水口17-4连接分水器18的进水口，分水器18的多个出水口分别与一个供能末端模块的入口连接；
130.各个所述供能末端模块的出口分别连接集水器23对应的入口，所述接集水器23的出口连接恒温水箱17的用户侧进水口17-3；
131.多个所述供能末端模块分别安装于不同用户的房间内。
132.所述地埋管循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：第二电子三通阀8、第一电磁阀9、第二电磁阀10、第三电磁阀11、第二循环泵p2、第五循环泵p5和地埋管换热器24；
133.所述第二电子三通阀8的弯流出口、第五循环泵p5、第二电磁阀10、地埋管换热器24、第二循环泵p2、第一电磁阀9和第二电子三通阀8的进口通过管道依次连接；
134.所述第二电子三通阀8的直流出口与pvt循环子系统的进口连接，所述pvt循环子系统的出口与第五循环泵p5的入口连接；
135.所述第三电磁阀11连接在所述第一电磁阀9和第二循环泵p2之间。
136.所述第一换热器12第一入口12-1接入所述第二电磁阀10的出口处，所述第一换热器12第一出口12-2接入所述第三电磁阀11的入口处。
137.最后应当说明的是:以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案而非对其保护范围的限制,尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员应当理解:本领域技术人员阅读本实用新型后依然可对申请的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

技术特征：
1.一种热电耦合供能系统，其特征在于，包括：地埋管循环子系统、热泵循环子系统、供能末端循环子系统和多个pvt循环子系统；所述地埋管循环子系统埋于用户相关的预设区域地底；所述热泵循环子系统分别与供能末端循环子系统和所述地埋管循环子系统连接；多个所述pvt循环子系统分别安装在不同用户的房屋顶部并与所述地埋管循环子系统连接；所述pvt循环子系统用于为安装所述pvt循环子系统的用户房间提供生活热水和电能；还用于通过地埋管循环子系统与浅层地能进行热交换，并进行太阳能跨季节储能；供能末端循环子系统和所述热泵循环子系统进行热交换后通过所述供能末端循环子系统为所有用户房间进行制冷和供暖。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述pvt循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：pvt组件(1)、储能逆变器(2)、储能电池(3)、集热水箱(4)、换热器(5)、生活热水箱(6)、第一电子三通阀(7)和第一循环泵(p1)；所述第一电子三通阀(7)的进口和第一循环泵(p1)出口连接；所述第一电子三通阀(7)的弯流出口和集热水箱(4)进口连接，所述集热水箱(4)的出水口与所述生活热水箱(6)连接，所述生活热水箱(6)与用户热水供给管路(25)和热水回水管路(26)相连接；所述第一电子三通阀(7)的直流出口和换热器(5)的第一入口(5-1)连接，所述换热器(5)第一出口(5-2)分别与所述pvt组件(1)管道入口和集热水箱(4)进口连接，所述pvt组件(1)的管道出口与所述第一循环泵(p1)进口连接；所述pvt组件(1)依次与所述储能逆变器(2)和储能电池(3)电连接；所述换热器(5)的第二入口(5-3)和所述换热器(5)的第二出口(5-4)连接于地埋管循环子系统水压不同的位置；所述生活热水箱(6)用于为用户提供生活热水，并通过自然重力进行流动补水；所述pvt组件(1)用于为用户进行供电。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述集热水箱(4)的底部设置有补水进口(27)，所述补水进口(27)用于进行市政给水。4.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述集热水箱(4)为承压水箱，所述集热水箱(4)内置换热盘管；所述生活热水箱(6)内置电加热器；所述储能电池(3)为铅酸蓄电池或锂离子电池。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热泵循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：第一换热器(12)、第二换热器(14)、压缩机(16)、四通阀(15)和膨胀阀(13)；四通阀(15)的入口与压缩机(16)连接后，再与所述四通阀(15)的第二弯流出口(15-2)连接；四通阀(15)的第一弯流出口(15-1)与第二换热器(14)的第一入口(14-1)连通后，再依次通过所述第二换热器(14)的第一出口(14-2)和膨胀阀(13)接入第一换热器(12)的第二入口(12-3)，所述第一换热器(12)的第二出口(12-4)接入四通阀(15)的第三弯流出口(15-3)；所述第一换热器(12)的第一入口(12-1)接入地埋管循环子系统的出水口处，所述第一
换热器(12)的第一出口(12-2)接入地埋管循环子系统的入水口处；所述第二换热器(14)的第二入口(14-3)接入供能末端循环子系统的出水口处，所述第二换热器(14)的第二出口(14-4)接入供能末端循环子系统的入水口处；当所述热泵循环子系统处于供暖模式时，所述四通阀(15)通电，所述第一换热器(12)作为蒸发器进行工作，所述第二换热器(14)作为冷凝器进行工作；此时所述四通阀(15)的第一弯流出口(15-1)与所述四通阀的入口连通，所述四通阀(15)的第二弯流出口(15-2)与所述四通阀(15)的第三弯流出口(15-3)连通，所述热泵循环子系统通过与所述地埋管循环子系统进行热交换进而实现供暖控制；当所述热泵循环子系统处于制冷模式时，所述四通阀(15)不通电，所述第一换热器(12)作为冷凝器进行工作，所述第二换热器(14)作为蒸发器进行工作；此时所述四通阀(15)的第三弯流出口(15-3)与所述四通阀的入口连通，所述四通阀(15)的第一弯流出口(15-1)与所述四通阀(15)的第二弯流出口(15-2)连通，所述热泵循环子系统通过与所述地埋管循环子系统进行热交换进而实现制冷控制。6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述供能末端循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：恒温水箱(17)、分水器(18)、多个供能末端模块、集水器(23)和第三循环泵(p3)；所述恒温水箱(17)的热泵侧出口(17-2)与第三循环泵(p3)的入口连接，所述第三循环泵(p3)的出口与第二换热器(14)的第二入口(14-3)连接，所述第二换热器(14)的第二出口(14-4)与所述恒温水箱(17)的热泵侧入口(17-1)连接，形成环路换热；所述恒温水箱(17)的用户侧出水口(17-4)连接分水器(18)的进水口，分水器(18)的多个出水口分别与一个供能末端模块的入口连接；各个所述供能末端模块的出口分别连接集水器(23)对应的入口，所述接集水器(23)的出口连接恒温水箱(17)的用户侧进水口(17-3)；多个所述供能末端模块分别安装于不同用户的房间内。7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述供能末端模块包括：第四循环泵(p4)、供暖支路和制冷支路；所述第四循环泵(p4)的入口与分水器(18)对应的出口连接；所述第四循环泵(p4)的出口连接所述供暖支路入口，所述供暖支路出口连接集水器(23)的入口，所述供暖支路用于为用户进行供暖；所述第四循环泵(p4)的出口连接所述制冷支路入口，所述制冷支路出口连接集水器(23)的入口，所述制冷支路用于为用户进行制冷。8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述供暖支路包括：连接的第五电磁阀(20)和地暖盘管(22)。9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述制冷支路包括：连接的第四电磁阀(19)和风机盘管(21)。10.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述地埋管循环子系统至少包括下述中的一种或多种设备：第二电子三通阀(8)、第一电磁阀(9)、第二电磁阀(10)、第三电磁阀(11)、第二循环泵(p2)、第五循环泵(p5)和地埋管换热器(24)；所述第二电子三通阀(8)的弯流出口、第五循环泵(p5)、第二电磁阀(10)、地埋管换热器(24)、第二循环泵(p2)、第一电磁阀(9)和第二电子三通阀(8)的进口通过管道依次连接；
所述第二电子三通阀(8)的直流出口与pvt循环子系统的进口连接，所述pvt循环子系统的出口与第五循环泵(p5)的入口连接；所述第三电磁阀(11)连接在所述第一电磁阀(9)和第二循环泵(p2)之间。11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述第一换热器(12)第一入口(12-1)接入所述第二电磁阀(10)的出口处，所述第一换热器(12)第一出口(12-2)接入所述第三电磁阀(11)的入口处。12.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述地埋管换热器(24)的埋管方式至少包括下述中的一种或多种：水平埋管和竖直埋管。

技术总结
本实用新型提供了一种热电耦合供能系统，包括：地埋管循环子系统、热泵循环子系统、供能末端循环子系统和多个PVT循环子系统；所述地埋管循环子系统埋于用户相关的预设区域地底；所述热泵循环子系统分别与供能末端循环子系统和所述地埋管循环子系统连接；多个所述PVT循环子系统分别安装在不同用户的房屋顶部并与所述地埋管循环子系统连接；所述PVT循环子系统用于为安装所述PVT循环子系统的用户房间提供生活热水和电能；还用于通过地埋管循环子系统与浅层地能进行热交换，并进行太阳能跨季节储能；供能末端循环子系统和所述热泵循环子系统进行热交换后通过所述地埋管循环子系统为所有用户房间进行制冷和供暖；实现能源产供储用一体化。储用一体化。储用一体化。


技术研发人员：张庆 张海东 高胜强 卜帅羽 蒋利民 张思瑞 李昊 王占博 卜凡鹏 成岭 马美秀 覃剑 郭京超 郭炳庆 张静 林晶怡 李文
受保护的技术使用者：中国电力科学研究院有限公司
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/8/17