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"虚拟蓄热"源自惰性热,自由热,工质热(温度提升式蓄热;流量增加式蓄热),内能热……热泵耦合机组"创新点"整体架构解决方案
栏目:分享交流 发布时间:2020-10-29
热泵耦合机组是在中国经济”双循环”,基于自持资源,确保能源安全且供热能源多元化,推进能源生产与消费革命、构建清洁低碳、高效节能的现代能源体系,大力发展清洁供热的新时代背景下,以供热信息化和自动化为基础,以信息系统与物理系统深度融合为技术路径,运用物联
"虚拟蓄热"源自惰性热,自由热,工质热(温度提升式蓄热;流量增加式蓄热),内能热……热泵耦合机组"创新点"整体架构解决方案(图1)

热泵耦合机组是在中国经济双循环,基于自持资源,确保能源安全且供热能源多元化,推进能源生产与消费革命、构建清洁低碳、高效节能的现代能源体系,大力发展清洁供热的新时代背景下,以供热信息化和自动化为基础,以信息系统与物理系统深度融合为技术路径,运用物联网、空间定位、云计算、信息安全等互联网+”技术感知连接供热系统---全过程中的各种要素,运用大数据、人工智能、建模仿真等技术统筹分析优化系统中的各种资源,运用模型预测等先进控制技术按需精准调控系统中各层级、各环节对象,通过构建具有自感知、自分析、自诊断、自优化、自调节、自适应特征的智慧型供热系统,显著提升供热政府监管、规划设计、生产管理、供需互动、客户服务等各环节业务能力和技术水平的现代供热生产与服务新范式。

热泵耦合机组是由功能模块架构而成。其中,供给侧取热功能模块;需求侧释热功能模块;过程侧补热功能模块,以及智能体管调模块;区块链大数据模块……模块化集成优势在於——梯级提质,耦合升温,将低品质热提升为高品质热。在满足供热需求的同时,确保热泵系统能效比(COP)最大。
过程侧补热功能模块
磁能道变频电磁式电加热装置功能
磁能道变频电磁式电加热装置是采用电磁感应加热原理,利用交流整流成直流电再逆变为高频交变电流,作用在电感线圈上从而产生交变磁场,使金属管壁产生无数小涡流,通过涡流碰撞进行加热金属管体,使管内的水达到加热的目的,热效率却可以达到 99%以上,环保安全,预热时间短,升温速度快。磁能道变频电磁电加热系统包括:变频电磁加热控制器、智能操作控制系统、电磁线圈、加热管体及保护电路组成。 
磁能道变频电磁式电加热装置作用
作用一:磁能道变频电磁式电加热装置安装在热泵耦合机组供给侧介质管道上。从环境取热过程之中,出现热量欠缺不足(譬如,环境温度较低),导致热泵运行偏离额定工况,影响能效比(COP)最大化时,热泵智能体模块根据热泵系统模型自动开启磁能道变频电磁式电加热装置,变频运行,确保热泵运行工况最佳。
作用二:磁能道变频电磁式电加热装置安装在热泵耦合机组需求侧介质管道上。机房内部空间狭小不足或室内通风量欠缺时,功能模块可以根据现场实际要求,调配组合,以使热泵耦合机组外形尺寸适合室内空间的同时热泵耦合机组需求侧介质管道上配装磁能道变频电磁式电加热装置,匹配室内空间、室内通风量。热泵智能体模块根据热泵系统模型自动开启磁能道变频电磁式电加热装置,变频运行,确保热泵运行工况最佳。
作用三:供热管网的供水管道或管网最不利环节的热力小室配装磁能道变频电磁式电加热装置,确保整个供热系统的供热品质,满足室内热环境舒适度。
供给侧取热功能模块
供给侧取热功能模块,完成从环境当中收集搬运低品质热,具体形式包括但不限于空气能、太阳能、污水能以及各类余热,等等。
供给侧取热功能模块在采暖季严寒期低水温段下,能够高效稳定运行,有效地保证了需求侧释热功能模块工质温度和稳定供应;同时需求侧释热功能模块在1520℃的额定工况下能够高效稳定的制热。该系统是目前在没有地表水、地下水和地下埋管的情况下,用热泵采暖最稳定可靠和能耗低的热泵耦合供热系统。系统以供给侧取热功能模块为一次能源利用集中设置,利用供给侧取热功能模块做为提升装置,以需求侧释热功能模块做为二级能源提升装置,实现直接满足客户(制冷)采暖需求的能源梯级利用。供给侧取热功能模块集中设置做一级能源从外界环境中提热,提供1520℃的热水做需求侧释热功能模块的水源;需求侧释热功能模块做二级能源为每户提供5560℃热水做为室内采暖的热量。
供给侧取热功能模块宽气候的运行特性,最高和最低环境温度的温差近60.在低温工况运行时需要的工质流量相对较小,较高温工况运行的工质流量减少20%以上,这对空供给侧取热功能模块的系统容液量提出更高的要求,要系统根据实际运行参数自动调节参与有效运行的制冷剂的量。所以,需要对气液分离器进行特别的设计,包括容积、回油孔、平衡孔等方面进行热泵方面的专门设计和大量的试验验证。同时为了保证系统全天候运行时最适合的过冷度和满液蒸发,又需要另外增加一个高压储液器。
供给侧取热功能模块不同于并优于空调的主要有:供给侧取热功能模块采用热泵专用压缩机,耐压、耐温、加工精度等方面均在空调压缩机上有数量级上的提高,并且使用寿命也大为延长;供给侧取热功能模块的主控制器的逻辑设计较空调来的更复杂,比空调的单一制冷系统控制,还多一个水路系统控制;供给侧取热功能模块的宽气候运行特点,同样匹数的机器,需要的工质量较空调有增大,要求储液器的设计更复杂,一般还需要采用双储液器设计;供给侧取热功能模块一般采用五大件”(蒸发器、冷凝器、膨胀阀、压缩机、经济器)设计,由空调的四大件的单一系统变成了带喷气增焓的双系统,低温制热效果更好,性能系数更高;供给侧取热功能模块的节流装置全部采用电子膨胀阀或外平衡热力膨胀阀,相对空调的毛细管节流精度更高,调节范围更宽。
经济器
供给侧取热功能模块技术主要有采用非共沸工质、采用变频技术、采用辅助压缩机、采用双级压缩机、采用经济器系统等五种。从技术成熟的程度和热泵机组经济性的角度出发,经济器系统是目前比较合适的选择。经济器系统的核心是喷气增焓技术。大量的计算数据和实验数据表明:同常规的热泵循环相比,经济器系统在低温环境下能够增大制热量、提高制热性能系数、降低压缩机的排气温度,使系统的低温制热性能和可靠性都得到明显的提高。
喷气增焓
喷气增焓压缩机是采用两级节流中间喷气技术,采用闪蒸器进行气液分离,实现增焓效果。它通过中低压时边压缩边喷气混合冷却,然后高压时正常压缩,提高压缩机排气量,达到低温环境下提升制热能力的目的。喷气增焓是由喷气增焓压缩机、喷气增焓技术、高效过冷器组成的新型系统,这三个技术的组合可提供高效的性能。这是一个有机的整体,即高效的喷气增焓压缩机、高效过冷器及电子膨胀阀形成的经济器、高效换热器共同构成了高效节能的喷气系统。喷气增焓技术能够有效地提高系统低温工况下的制热量防止压缩机排气温度过高保证机组低温工况的运行稳定性。
喷气增焓技术特点
喷气增焓技术的压缩机多了一个吸气口,通过产生蒸汽来冷却主循环的制冷剂,蒸汽就是从第二个吸口进入压缩机的,其压缩过程被补气过程分割成两段,变为准二级压缩过程。喷气降低排气温度,同时降低其排气过热度,减少冷凝器的气相换热区的长度,增加两相换热面积,提高冷凝器的换热效率,当蒸发温度和冷凝温度相差越大会产生越好的效果,所以在低温环境下效果更明显。
喷气增焓压缩过程可分3步:1)压缩机吸入状态1的蒸汽,被封闭压缩到状态a2)腔内状态a的原有气体与通过补气口进入压缩机工作腔的气体混合,随后边补气边混合边压缩,直至工作腔与补气口脱离,这时工作腔内的气体状态由补气前的状态a变为补气后的状态b3)工作腔与补气口脱离后,其内的气体从状态被封闭压缩到状态2。喷气增焓喷气的产生:喷气增焓是用闪蒸器和经济器产生补气,在产生补气的同时也增加了制冷剂在节流前的过冷度,让得制冷的在蒸发器中吸收的热量增加,从而制热量增加。
喷气增焓形式一:板换式经济器
喷气增焓有两种形式,一种是板换式经济器,一种是闪蒸器。板换式经济器原理是来自冷凝器的高压液态制冷剂一部分通过节流蒸发,去降低另一部分的温度,令其过冷,这部分过冷液体经主路节流阀进入蒸发器;一部分吸热蒸发后的气态制冷剂通过经济器与压缩机的连通管道,重新进入压缩机继续压缩,进入循环。简单的说,板换式经济器可从系统安全性角度分析;板换式经济器要好控制一些,控制好EVI入口的过热度基本就能保证不会有辅路回液的问题。而闪蒸器方案如果采用最经济的方式,辅路不增加电磁阀控制,需要一级节流和二级节流配合好,否则可能产生回液的问题。需要通过大量实验验证找到规律,好处就是发现规律后控制反而变得简单了,因为控制目标和这两级节流的方向是一致的,不存在相互影响的问题。如果不能用排气温度或排气过热度来做为控制目标,就只能用过热度来做为控制目标。过热度的控制精度不高,很难做到最佳能效。同时,板换式经济器还可从系统的稳定性以及发挥系统最佳性能的角度来看,不如闪蒸器,主路和辅路相互之间有影响,对控制目标存在不确定的作用,当然这里说的是双电子膨胀阀方案,如果用热力膨胀阀,控制容易一些,但成本偏高。
喷气增焓形式二:闪蒸器
闪蒸器原理则是通过一次节流降压后,从而导致部分液态制冷剂蒸发,通过制冷剂蒸发后带走热量,从而提高剩余液态制冷剂过冷度。蒸发后的制冷剂通过连接管进入压缩机继续压缩,进入循环。同时,板换式经济器与闪蒸器两种方式相比,其制热效果通过实验对比,能力能效没有明显的差异。在不同的频率下,开主阀或关主阀及辅阀,得出的结论是相反;用排气温度,希望从控制角度出发。因过热度范围小,如果单纯控制,其精度不是很好。如果说我们想要控制得更好一些,用排气温度和排气过热度。此外,闪蒸器使用闪蒸器容易要做到发挥系统最佳性能;最大好处是成本低。闪蒸器从系统安全性来说,系统匹配难度要大一些,需要做的测试多;闪蒸罐需注意室内机有可能产生的传递音,闪蒸罐是一个罐体,有可能放大冷媒流动声音,另外如果控制不好过冷度在电子膨胀阀处也会产生明显的冷媒流动音。当然这些问题用如果经济器则要好控制一些;闪蒸罐如果用最经济的方案对制冷模式来说性能要差一些。两种喷气增焓方式各有优缺点,在空气源热泵市场可以发现,有不同方式和设计,但成本的因素更为大家所关注;此外,还要注意用闪蒸罐的匹配难度要稍微大一些。
热泵之"涡流管替代节流阀"
涡流管发明初衷就是为了利用廉价的压缩空气产生低温进行制冷应用。依照涡流管工作原理可把涡流管看做一个节流设备,从而理论上可用于制冷循环中起到节流作用替代节流阀。采用涡流管的热泵,涡流管进气管与压缩机排气口相连,热端管经由控制阀与冷凝器的一端相连,冷端管与蒸发器的一端相连,这样由于涡流管有温度分离效应,热气流可达到130℃以上,有利于供热。冷气流温度与环境温度之间的温差高达25℃,有利于吸收环境介质中的热量。
在热泵制冷时,涡流管进气管与压缩机排气口相连,热端管与冷凝器的一端相连,冷端管与回热换热器的回热管入口链接,涡流管的作用是使压缩机排气温度进一步提高,从而提高冷凝器与环境的冷凝温差,有利于冷凝器的散热。此循环相比普通制冷循环的优点就是它的蒸发温度升高,因此在环境温度高于43℃的地区仍可以正常制冷,而普通制冷循环只能在环境温度低于43℃的情况下工作。
需求侧释热功能模块
热泵"过冷"&"过热"
"过冷":就是将冷凝后的饱和液体通过某种装置(如过冷器)和方法进行再冷却,使其温度低于冷凝压力下的饱和温度,称之为过冷。把过冷前的液体温度与过冷后的温度相比较,差值为"过冷度"
一、过冷的好处:
1)减少制冷剂液体在节流过程中产生的闪发气体,减少闪发气体所占容积的比容,提高单位制冷量;
2)同时提高回气的过热度,对保护压缩机不处于湿冲程运转,都有一定的好处。
二、过冷在实际设计中怎么做?
1)专门的过冷器:在较大型的制冷系统中,为了使进入节流阀的制冷剂液体温度降低些,减少在节流时或节流后产生的闪发气体,适当提高制冷效率,工艺设计中在储液器后(使用节流阀节流的系统必须要有储液器)加装了专门用来过冷的设备过冷器。它的结构型式是套管式、喷淋式或者板换等,原理是利用比冷凝后的饱和液体温度更低的冷却水再次冷却(如深井水),一般可比冷却前再降低3℃~5℃的温度(即过冷度为35)
2)供液管与回气管换热还有些小型氟制冷系统,虽然没有专门的过冷器,但把供液管与回气管包扎在一起保温,利用回气管的低温降低供液管里的液体温度,也可把一段供液管和膨胀阀直接安装在库房内通过,经再次冷却达到过冷的目的,从而提高制冷效率。同时也加热了回气管的温度,避免压缩机吸入过潮蒸汽而可能产生液击。毛细管节流的系统,毛细管与回气管(吸气管)合并在一起走,有合焊在一起的,有用热胶套套在一起的,有从回气管中穿过的,还有缠绕在回气管上的,也有的将毛细管或供液管直接在箱体内通过。毛细管与回气管进行热交换,使节流前的液态制冷剂与回气管道中的低温制冷剂蒸汽进行热交换冷却而得到过冷,这样既可减少回气管路中可能夹带的液体液击压缩机,同时又能达到节流前液体制冷剂过冷的目的。
3、加大冷凝器
假如把冷凝器故意加大,留出空间得到再次冷却而过冷也是可行的。但在规范的设计中是不会这样做的,考虑的是尽量缩小整体体积和重量,减少制造成本。对于小型或微型毛细管节流的系统,是不会加设专门的过冷器的。过热:过热前的饱和温度与过热后的饱和温度之差,称为过热度。在一定的压力下,温度高于饱和温度的蒸汽,称为过热蒸汽。制冷压缩机排气管处的蒸汽温度,一般都高于饱和温度,故都属于过热蒸汽,称之为"排气过热"
1)有害过热:由于回气管(吸气管)的长度和隔热程度,使管内的蒸汽与外界传递而加热,这种现象称之为"吸气过热""管道过热"。这种过热会使压缩机的吸气温度升高,吸入蒸汽的比容增大,导致单位容积制冷量降低,压缩机的制冷量减少,这对制冷循环是不利的,在这问题上称为"有害过热"。因此,要求在吸气管道上必须做好隔热,尽量缩短吸气管的长度,以减少这种有害过热。
2)有益过热:在使用膨胀阀的氟制冷系统中,应用过热度来调节热力膨胀阀的开启度,这种现象称之为"有益过热"。同样,氟蒸汽在经过回热后产生的过热,也属于有益过热。
热泵工质
目前在家用空调和热泵中广泛应用的制冷剂是R22,它属于臭氧消耗物质HCFC,根据蒙特利尔议定书,我国到2030年将淘汰所有制造业HCFC的生产与消费。R22的替代制冷剂大体可分为三类:第一类为HFC制冷剂,如R410a(已广泛应用)R32(潜力制冷剂);第二类为HC碳氢制冷剂,如R290(潜力制冷剂);第三类为天然工质二氧化碳CO2——由于其工作压力高,一般不用于家用空调。制冷剂的安全性,主要包括毒性和可燃性,国家标准《制冷剂编号方法和安全性分类》GB/T 7778-2017将制冷剂的毒性分为A(低慢性毒性)B(高慢性毒性),将可燃性分为第1(无火焰传播)、第2L(弱可然)、第2(可然)、第3(可燃易爆)。根据GB/T 778-2017,制冷剂安全性细分为8类,分别为:A1A2LA2A3B1B2LB2B3,其中,A1最安全,B3最危险。
R22将被淘汰制
冷剂R22化学成分为氯二氟甲烷(CHClF2),不燃烧、不爆炸,毒性很小,安全等级属于A1R22消耗臭氧层潜值ODP>0,因此不宜长期使用,我国到2030将全面淘汰。R410AR22的替代制冷剂R410AR32R125按质量分数各50%的比例组成,其中R32(二氟甲烷CH2F2A2L)R125(五氟乙烷CF3CHF2A1)A410A的安全等级为A1,也属于不燃烧、不爆炸,毒性很小的工质。和R22相比,R410a属于高压制冷剂,对设备和系统耐压强度要求更高,但有利于减小压缩机排量、减小换热铜管直径、节约原材料;R410a的传热和流动特性优于R22,有利于提高空调的运行效率,节能效果明显,目前已被广泛使用。R410aODP=0,不消耗臭氧;但是R410a全球变暖潜值GWP=1730(作为比较,CO2GWP=1),对全球变暖的促进作用较大,因此R410A并不是最终的环保制冷剂解决方案。
R32:未来制冷剂竞争者
R32的化学成分为二氟甲烷CH2F2,毒性很小、微燃,安全等级为A2LR32存在爆炸的可能性,其爆炸极限为14.4 ~ 29.3%,在家用空调应用中需解决较低可燃性的问题。R32的制冷性能与R410a接近,在相同制冷量条件下,R32的填充量要少于R410a(约减少30%),但排气温度高于R410aR32ODP=0GWP=675,属于绿色环保制冷剂,是R22的一个重要替代品,目前在欧美、日本等国家的家用空调中已有大量应用。
R290:未来制冷剂竞争者
R290的化学成分为丙烷(CH3CH2CH3),毒性很小,有可燃性,安全等级为A3R290的爆炸极限为2.1 ~ 10.0%,爆炸点比R32要低得多。R290ODP=0GWP=20对全球变暖的促进作用非常小,它属于天然有机物,可以从石油液化气直接获取,价格低。R290热力性能好,气化潜热大,系统充液量少,相同工况下排气温度可比R2220℃,有利于压缩机的使用寿命延长。

"虚拟蓄热"源自惰性热,自由热,工质热(温度提升式蓄热;流量增加式蓄热),内能热……热泵耦合机组"创新点"整体架构解决方案(图2)

智能体管调模块
解决不了系统智能控制,即使是节能设备,系统也不节能。
智能体管调模块远程集散智能控制系统,很方便的使一二级能源模块化控制,真正做成每个压缩机一个小模块,保证每个模块都是峰值效率高效运行,无论是在部分负荷或是在满负荷工况下均可以高效运行。无需人工操作,系统可以根据需求,用多少能量供应多少能量,比传统系统节能显著,彻底解决了设备在部分负荷下效率降低的难题。
工业控制系统的发展从集中&集散式控制系统(DCS)、现场总线控制系统(FCS)到智能控制系统(ICS),控制单元日益智能化,已经具备了智能体(Agent)的基本特征,控制方式日益走向多智能控制单元协同工作的模式,整套控制系统已经具备了多智能体系统(Multi-AgentSystem, MAS)的雏形,基于多智能体的分布式控制系统是工业控制的发展方向。
Agent技术早在上世纪90年代业已成为热门话题,甚至被一些文献称为软件领域,下一个意义深远的突破。其重要原因之一在於,该技术在基于网络的分布计算这一当今计算机主流技术领域中,正发挥着越来越重要的作用。一方面,Agent技术为解决新的分布式应用问题提供了有效途径;另一方面,Agent技术为全面准确地研究分布计算系统的特点提供了合理的概念模型。
热泵即服务-热泵耦合机组,即多输入多输出被控系统,做为系统中最高级和最特殊的智能体,有着人机和谐的各类关系。
具有前瞻性思维的热泵服务商可以利用工业物联网的优势来提供机器即服务。通过将传感器与物联网平台、边缘计算和云存储相结合,设备制造商可以从一次性机器销售转变为根据机器的使用和服务向客户收费,从而确保未来持续的稳定收入。
机器即服务利用与工业物联网接触点的连接来传递有关实时操作的数据。机器即服务扩展了机器满足业务目标的能力范围,也称为设备即服务产品即服务。有关实时操作的可用数据对于客户和提供商来说都是无价的。这要求我们改变思维,不仅仅将机器视为资产,更是做为业务不可或缺的一部分。
从客户角度来看,对机器生产效率可视化数据的访问为供应链中所有利益相关方创造了一个新的认知水平。
从热泵服务商角度方面,从现场设备获取实时和历史数据有助于创造优化机会和预测性维护模型。
热泵服务商的未来商业模式
当跨职能团队将数据视为业务资产时,它可以为客户提供新的价值,并为服务商提供新的收入来源。与客户建立长期关系并代替一次性交易。这些关系带来了新的增长机会,包括维护订阅服务、零件更换服务、设备监控等。同时,消除所有权和维护义务为客户解决了一系列问题。以下是引入机器即服务模式所带来的一些好处:
管理维护:通过实时访问机器内部状况的数据,热泵服务商可以帮助客户从定期预防性维护转向基于状况的预测性维护,从而节省成本。即使是带有可编程逻辑控制器的传统机器也可以使用边缘计算和合适的物联网平台进行改造。
改善客户关系:由于已连接了机器即服务,因此可以在发生故障之前就通知客户有关故障的信息。此外,服务商可以成为客户设备使用寿命期内的合作伙伴,提供零件更换服务或质量控制服务。对机器内部系统的持续监测有助于延长设备的使用寿命。
新的商业模式:一些企业正在以较低的价格出售制造设备,或者租赁设备,然后根据性能或产量向客户收费。设备资本投资的减少,为新的商业模式和精益运营的新客户打开了大门。
设备优化机会:热泵服务商在将物联网集成到设备中时具有相当大的优势。从现场机器收集大量数据,有助于提供建立预测性维护和机器学习模型所需的历史数据。
区块链&大数据模块
所谓区块链,是一串使用密码学方法相关联产生的数据块,是分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法等计算机技术的新型应用模式。区块链技术的关键创新之处在于它允许其参与者通过互联网传输资产,而不需要集中的第三方。其具备如下特点:去中心化,没有中介机构,所有节点的权利和义务都相等;可追溯,减少诈骗并建立信任和责任制;共享,参与的组织、公司甚至竞争对手越多,则流程越精简、价值越高;不可篡改,不允许更新或删除。
  BIM(建筑信息模型)与区块链技术结合也可促进智能合约的使用,这是一种旨在执行项目条款的计算机化交易协议,取代了对于第三方中间人的相互信任。在整个设计和施工阶段,使用智能合约协商编辑权限并存储不可变的公共修改记录,那么区块链就可以做为管理和记录BIM模型变更的有用工具。区块链技术在建筑行业中最令人感到激动的新用途可能就是促进物联网及类似进展的安全引入。
  看似不相关的区块链和AI有没有关联?将区块链和AI两种不同技术结合起来的动机是什么?这里把AI(人工智能)和区块链的关系比做阴阳,之间有协同关系。两种技术之间的协同是因为二者是基于非常不同的技术基础,但是它们却各自为对方提供了补充。
  AI是基于概率的,它不停变动,我们不知道结果如何。这些AI算法会不停地对它们自身的权重和学习策略更新,更新基于训练集和真实情况的估计。而区块链追求的是另一方面,即确定性。这意味着结果是确定的,这些结果是真实存在的,并且绝对不会改变。相应的算法和加密方法来记录真实。区块链更多关注可验证性和持久性以及更大程度的确定性和可控性。
  区块链与AI大数据合作,可以确保分析的全面与完整;AI负责分析,区块链保证完整。区块链与AI机器学习,可以保证算法安全,追溯算法的相关问题。
供给侧取热功能模块”&”需求侧释热功能模块耦合形式
供给侧取热功能模块耦合需求侧释热功能模块。具体耦合形式,供给侧取热功能模块的冷凝器,同时也是需求侧释热功能模块蒸发器。这样就取消了第三方中间工质热输送辅助系统,减少了中间过程热传输损耗,同时使得热泵内部布置紧凑,缩减了机组外形尺寸,增强了热泵在狭窄空间的可布置性。
耦合性(Coupling),也叫耦合度,是对模块间关联程度的度量。耦合的强弱取决于模块间接口的复杂性、调用模块的方式以及通过界面传送数据的多少。模块间的耦合度是指模块之间的依赖关系,包括控制关系、调用关系、数据传递关系。模块间联系越多,其耦合性越强,同时表明其独立性越差(降低耦合性,可以提高其独立性)
耦合度
度量1--松耦合
供给侧取热功能模块”&”需求侧释热功能模块,两者之间,既可以单独取热、释热,又可以组合取热、释热;
适用于新建项目或室内空间较大的场所
度量2--松耦合
供给侧取热功能模块”&”需求侧释热功能模块”+过程侧补热功能模块,其逻辑关联:一是供给侧取热功能模块+过程侧补热功能模块;二是需求侧释热功能模块+过程侧补热功能模块;三是过程侧补热功能模块+供热管网最不利环节;
适用于新建项目或室内空间较大的场所
度量3—强耦合
供给侧取热功能模块”&”需求侧释热功能模块”+储能蓄热水箱。其中,储能蓄热水箱的蓄热功能是做为供热系统的调峰热源;储能蓄热水箱的储能功能是经由混水装置提供稳定的1520℃的低温水,为热泵耦合机组补热;
适用于新建项目或室内空间较大的场所
度量4—强耦合
需求侧释热功能模块+储能蓄热水箱。其中,储能蓄热水箱的蓄热功能是做为供热系统的调峰热源;储能蓄热水箱的储能功能是经由混水装置提供稳定的1520℃的低温水,为热泵耦合机组补热;
适用于既有机房室内空间狭小的场所
度量5—强耦合
供给侧取热功能模块”&”需求侧释热功能模块”+燃气热水锅炉。其中,燃气热水锅炉的蓄热功能是做为供热系统的调峰热源;燃气热水锅炉的储能功能是经由混水装置提供稳定的1520℃的低温水,为热泵耦合机组补热;
适用于新建项目或室内空间较大的场所
度量6—强耦合
需求侧释热功能模块+燃气热水锅炉。其中,燃气热水锅炉的蓄热功能是做为供热系统的调峰热源;燃气热水锅炉的储能功能是经由混水装置提供稳定的1520℃的低温水,为热泵耦合机组补热;
适用于既有机房室内空间狭小的场所
度量7—强耦合
供给侧取热功能模块”&”需求侧释热功能模块”+燃气热水锅炉+储能蓄热水箱。其中,储能蓄热水箱的蓄热功能是做为供热系统的调峰热源;燃气热水锅炉的储能功能是经由混水装置提供稳定的1520℃的低温水,为热泵耦合机组补热;
适用于新建项目或室内空间较大的场所
度量8—强耦合
供给侧取热功能模块&需求侧释热功能模块”+“过程侧补热功能模块&需求侧释热功能模块” +储能蓄热水箱;
适用于既有机房室内空间狭小的场所

"虚拟蓄热"源自惰性热,自由热,工质热(温度提升式蓄热;流量增加式蓄热),内能热……热泵耦合机组"创新点"整体架构解决方案(图3)