梯级利用的双介质跨季储热库、跨季联合供暖系统、跨季联合供暖方法

摘要

本发明涉及一种梯级利用的双介质跨季储热库、跨季联合供暖系统、跨季联合供暖方法。梯级利用的双介质跨季储热库包括热库池、进水管路、出水管路以及铝排管集热器，热库池内设有第一储热层、第二储热层、第三储热层，第一储热层、第二储热层、第三储热层分别设于热库池的底部、中部、顶部，第一储热层、第二储热层、第三储热层的顶部硬化分别形成第一硬化层、第二硬化层、第三硬化层，并且第一硬化层、第二硬化层、第三硬化层上分别开设有第一开口和第一出口、第二开口和第二出口、第三开口和第三出口。本发明通过将热库池分层，由第一储热层到第三储热层依次利用热库热能，实现热库热能品位梯级利用，实现了双介质储热和跨季综合利用。

说明书

技术领域

本发明涉及建筑节能技术领域，尤其是建筑供暖技术，具体涉及一种梯级利用的双介质跨季储热库、跨季联合供暖系统、跨季联合供暖方法。

背景技术

近年来由于化石能源的制约，碳达峰、碳中和的驱动，可再生能源得到前所未有的重视。但可再生能源的不稳定性、不连续性以及季节性，是其大规模消纳利用的最突出的不利因素，而大规模、低成本的储能技术就成为解决这一问题的关键手段之一。

对于冬季寒冷和严寒地区，房屋内设置有供暖设备，人体感觉舒适的环境温度在18℃到25℃范围内，常用的供暖方式包括集中供暖、地板辐射供暖、燃气供暖、空调供暖和空气源热泵供暖等，传统的供暖方式均存在消耗化石能源大、不能利用夏季丰富的热能等问题，利用可再生能源供暖和跨季储热供暖，被越来越多的国家和学知所重视，成为建筑界研究的热点问题。

相关技术中，跨季储热供暖，由于体积巨大，因此储热水池深度在10米以上，顶部由保温材料覆盖，巨大的储热水池顶部面积没有再利用，而且存在安全隐患。另外，储热水池不易分层，水上下对流使储热品位下降，没有储热水梯级利用，没有充分发挥高品位储热水的能效。另外储热水池热水直接供暖，水温要求高于35℃，否则达不到供暖水温要求，储热水温范围为35℃～100℃，供热过量浪费热量，水在0～35℃温度范围的储热潜力不能够应用，供热不足会影响供暖区用户室内温度。采用玻璃真空管集热器，不能吸收空气能，夏季气温高，丰富的空气能没有存储利用。因此存在改进空间。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明首先提供一种双介质跨季储热库，目的在于实现双介质储热，热库热能的梯级利用，跨季储热的综合利用。

本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种跨季联合供暖系统及跨季联合供暖方法，以实现跨季储热供暖，提高总体供暖能效。

为实现上述技术目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的第一方面，提出一种梯级利用的双介质跨季储热库，包括热库池、进水管路、出水管路以及铝排管集热器，其中：所述热库池内设有第一储热层、第二储热层、第三储热层，第一储热层、第二储热层、第三储热层分别设于热库池的底部、中部、顶部，第一储热层、第二储热层、第三储热层的顶部硬化分别形成第一硬化层、第二硬化层、第三硬化层，并且第一硬化层、第二硬化层、第三硬化层上分别开设有第一开口和第一出口、第二开口和第二出口、第三开口和第三出口；所述进水管路包括第一进水管、第二进水管、第三进水管，其中第一进水管穿过所述第三开口、第二开口、第一开口伸至所述第一储热层的底部，第二进水管穿过所述第三开口、第二开口伸至所述第二储热层的底部，第三进水管穿过所述第三开口伸至所述第三储热层的底部；所述出水管路包括第一出水管、第二出水管、第三出水管，其中第一出水管穿过所述第三出口、第二出口和第一出口伸至所述第一储热层的顶部，第二出水管穿过所述第三出口、第二出口伸至所述第二储热层的顶部，第三出水管穿过所述第三出口伸至所述第三储热层的顶部；所述铝排管集热器覆盖安装在所述热库池顶部，并通过一换热器与所述进水管路、出水管路连接，与所述热库池形成并联。

在一些实施例中，所述第一储热层、第二储热层、第三储热层为在所述热库池中堆积废弃混凝土块形成，并且所述废弃混凝土块之间的空隙加注水。

在一些实施例中，所述第一硬化层、第二硬化层、第三硬化层为在各层所述废弃混凝土块顶部采用水泥砂浆或混凝土硬化形成。

在一些实施例中，所述第一进水管、第二进水管、第三进水管、第一出水管、第二出水管和第三出水管的一端均折弯成90°的直角水管。

本发明的第二方面，提出一种跨季联合供暖系统，包括热库供暖系统、水源热泵供暖系统、铝排管多源热泵供暖系统，以及连接建筑物用户端的供水管路和回水管路，其中：所述热库供暖系统包括所述双介质跨季储热库，所述供水管路连接双介质跨季储热库的进水管路，所述双介质跨季储热库的出水管路连接所述回水管路；所述水源热泵供暖系统连接在所述供水管路与所述回水管路之间，包括水源热泵机组，所述水源热泵机组与所述热库池并联；所述铝排管多源热泵供暖系统连接在所述供水管路与所述回水管路之间，包括铝排管多源热泵机组和铝排管集热器；所述供水管路通过第一进水管电磁阀、第二进水管电磁阀以及第三进水管电磁阀分别连接所述双介质跨季储热库的第一进水管、第二进水管以及第三进水管，所述双介质跨季储热库的第一出水管、第二出水管以及第三出水管通过第一出水管电磁阀、第二出水管电磁阀以及第三出水管电磁阀分别连接所述回水管路。

在一些实施例中，所述热库供暖系统还包括热库供暖循环泵和热库直接供暖循环电磁阀，所述热库供暖循环泵和热库直接供暖循环电磁阀设置在所述双介质跨季储热库的出水管路与所述回水管路之间。

在一些实施例中，所述水源热泵供暖系统还包括水源热泵机组供暖循环泵、水源热泵机组供暖循环止回阀以及热库-水源热泵机组循环电磁阀，所述水源热泵机组供暖循环泵和水源热泵机组供暖循环止回阀设置在所述水源热泵机组与所述回水管路之间，所述热库-水源热泵机组循环电磁阀设置在所述热库供暖循环泵与所述水源热泵机组之间；

在一些实施例中，所述铝排管多源热泵供暖系统还包括铝排管集热器传热介质循环泵、铝排管集热器-铝排管多源热泵机组循环电磁阀、铝排管多源热泵机组供暖循环泵以及铝排管多源热泵机组供暖循环止回阀，所述铝排管集热器传热介质循环泵和铝排管集热器-铝排管多源热泵机组循环电磁阀设置在所述铝排管集热器与所述铝排管多源热泵机组之间，所述铝排管多源热泵机组供暖循环泵和铝排管多源热泵机组供暖循环止回阀设置在所述铝排管多源热泵机组与所述回水管路之间。

优选的，所述铝排管集热器传热介质循环泵与所述换热器之间设置有一夏季储能铝排管集热器-换热器循环电磁阀，所述换热器与所述双介质跨季储热库的出水管路和进水管路连接，并且与所述双介质跨季储热库的出水管路之间设置有一夏季储能铝排管集热器-热库循环泵。

本发明的第三方面，提出一种跨季联合供暖方法，包括非采暖期补热和采暖期供暖，其中：在非采暖期，所述铝排管集热器向所述双介质跨季储热库补热；在采暖期，所述跨季联合供暖系统向建筑物用户端供暖，包括热库供暖系统直接供暖、水源热泵供暖系统供暖以及铝排管多源热泵供暖系统供暖，三者单一运行或联合运行。

在一些实施例中，所述铝排管集热器向所述双介质跨季储热库补热包括铝排管集热器-换热器传热介质循环和换热器-热库储热水循环，其中：

所述铝排管集热器-换热器传热介质循环包括：启动铝排管集热器传热介质循环泵，打开夏季储能铝排管集热器-换热器循环电磁阀，铝排管集热器传热介质由铝排管集热器传热介质循环泵经由夏季储能铝排管集热器-换热器循环电磁阀→换热器→铝排管集热器回到铝排管集热器传热介质循环泵；

所述换热器-热库储热水循环包括：启动夏季储能铝排管集热器-热库循环泵，打开第三出水管电磁阀和第一进水管电磁阀，热库储热水由铝排管集热器-热库循环泵经由第三出水管电磁阀→第三出水管→热库→第一进水管→第一进水管电磁阀→换热器→夏季储能铝排管集热器-热库循环泵。

在一些实施例中，所述热库供暖系统直接供暖包括：

若热库水温度高于温度阈值，热库供暖系统直接供暖，热库供暖循环泵启动，热库直接供暖循环电磁阀打开，热库-水源热泵机组循环电磁阀关闭，热库水经所述供水管路和回水管路在所述双介质跨季储热库与建筑物用户端之间循环；

优选的，首先第一储热层直接供暖，第一出水管电磁阀、第一进水管电磁阀打开，同时第二出水管电磁阀、第二进水管电磁阀、第三出水管电磁阀、第三进水管电磁阀关闭，热库水经第一储热层在所述双介质跨季储热库与建筑物用户端之间循环；

当第一储热层热库水温度低于温度阈值，第二储热层热库水温度高于温度阈值时，第二储热层直接供暖，第二出水管电磁阀、第二进水管电磁阀打开，同时第一出水管电磁阀、第一进水管电磁阀、第三出水管电磁阀、第三进水管电磁阀关闭，热库水经第二储热层在所述双介质跨季储热库与建筑物用户端之间循环；

当第一储热层、第二储热层热库水温度低于温度阈值，第三储热层热库水温度高于温度阈值时，第三储热层直接供暖，第三出水管电磁阀、第三进水管电磁阀打开，同时第一出水管电磁阀、第一进水管电磁阀、第二出水管电磁阀、第二进水管电磁阀关闭，热库水经第三储热层在所述双介质跨季储热库与建筑物用户端之间循环。

在一些实施例中，所述水源热泵供暖系统供暖包括：

当热库水温度低于温度阈值时，利用水源热泵供暖系统供暖，又包括热库-水源热泵机组循环和水源热泵机组供暖循环，其中：

所述热库-水源热泵机组循环为热库供暖循环泵启动，热库-水源热泵机组循环电磁阀打开、热库直接供暖循环电磁阀关闭，第一进水管电磁阀、第三出水管电磁阀打开，热库水在所述双介质跨季储热库与水源热泵机组之间循环，来自热库池的低温热能传递至水源热泵机组；

所述水源热泵机组供暖循环为水源热泵机组供暖循环泵启动，水源热泵机组供暖循环止回阀打开，热库水经所述供水管路和回水管路在所述水源热泵机组与建筑物用户端之间循环，水源热泵机组的热能输送至建筑物用户端。

在一些实施例中，所述铝排管多源热泵供暖系统供暖包括铝排管集热器-铝排管多源热泵机组传热介质循环和铝排管多源热泵机组供暖循环，其中：

所述铝排管集热器-铝排管多源热泵机组传热介质循环包括：铝排管集热器传热介质循环泵启动，铝排管集热器-铝排管多源热泵机组循环电磁阀打开，夏季储能铝排管集热器-换热器循环电磁阀关闭，铝排管集热器传热介质在所述铝排管集热器与铝排管多源热泵机组之间循环，来自铝排管集热器的热能传递至铝排管多源热泵机组；

所述铝排管多源热泵机组供暖循环包括：铝排管多源热泵机组供暖循环泵启动，铝排管多源热泵机组供暖循环止回阀打开，热库水在所述铝排管多源热泵机组与建筑物用户端之间循环，铝排管多源热泵机组的热能输送至建筑物用户端。

根据本发明实施例的双介质跨季储热库至少具有如下效果：(1)通过将热库池分层，用水泥砂浆或者混凝土把热库按照高度差分为多层，最先利用最下层热库热能供暖，最后利用最上层热库热能供暖，由下层到上层依次利用热库热能，以防止热库高品位热能由于热库水介质上下对流造成非利用下降，实现热库热能品位梯级利用；(2)用废弃混凝土块堆积到储热水池中，混凝土的容积比热容较大，水在废弃混凝土块之间的空隙可以自由流动，由于时间跨度长，废弃混凝土块与其之间空隙流动的水可以充分热交换，实现了混凝土块和水的双介质储热和跨季综合利用。

根据本发明实施例的跨季联合供暖系统及跨季联合供暖方法，夏季非采暖期，铝排管集热器吸收的太阳能和空气能存储于热库，以便实现跨季储热供暖；冬季采暖期，通过温度设定以及供暖控制，由热库直接供暖、水源热泵供暖、铝排管多源热泵供暖进行联合运行供暖或单一运行；扩大了水在0～40℃温度范围的储热潜力；无论三者联合供暖还是单一供暖，发挥各自优势特点优化运行，降低了铝排管多源热泵与水源热泵容量和热库容积，提高了总体供暖能效，绿色环保且节省资源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。

图1是本发明实施例提供的热库池的俯视示意图；

图2是图1所示的热库的沿A-A线剖视图；

图3是本发明实施例提供的热库硬化层开口、进水管路和出水管路俯视示意图；

图4是图3所示的热库沿B-B线剖视图；

图5是本发明实施例提供的建筑物供暖系统示意图；

图6是图5所示的建筑物供暖系统的热库供暖系统示意图；

图7是图5所示的建筑物供暖系统的水源热泵供暖系统示意图；

图8是图5所示的建筑物供暖系统的铝排管多源热泵供暖系统示意图；

图9是图5所示的建筑物供暖系统的夏季储能系统示意图；

图中标记的含义为：

100、双介质跨季储热库；

10、热库池；11、顶部硬化及保温层；12、平台；13、堆积台；14、第一储热层；15、第二储热层；16、第三储热层；17、第一硬化层；18、第二硬化层；19、第三硬化层；

20、进水管路；21、第一进水管；22、第二进水管；23、第三进水管；

30、出水管路；31、第一出水管；32、第二出水管；33、第三出水管；

200、热库供暖系统；201、第一进水管电磁阀；202、第二进水管电磁阀；203、第三进水管电磁阀；204、第一出水管电磁阀；205、第二出水管电磁阀；206、第三出水管电磁阀；207、热库供暖循环泵；208、热库直接供暖循环电磁阀；

300、水源热泵供暖系统；301、水源热泵机组；302、水源热泵机组供暖循环泵；303、水源热泵机组供暖循环止回阀；304、热库-水源热泵机组循环电磁阀；

400、铝排管多源热泵供暖系统；401、铝排管多源热泵机组；402、铝排管集热器；403、换热器；404、铝排管集热器传热介质循环泵；405、铝排管集热器-铝排管多源热泵机组循环电磁阀；406、铝排管多源热泵机组供暖循环泵；407、铝排管多源热泵机组供暖循环止回阀；408、夏季储能铝排管集热器-换热器循环电磁阀；409、夏季储能铝排管集热器-热库循环泵；

500、建筑物用户端；501、供水管路；502、回水管路。

1000、跨季联合供暖系统。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

应当理解，术语“包括/包含”、“由……组成”或者任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含……”、“由……组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。

还需要理解，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以下结合较佳的实施方式对本发明的实现进行详细的描述。

参见图1至4并结合图5，本发明首先提供一种双介质跨季储热库100，包括热库池10、进水管路20、出水管路30以及铝排管集热器402。

如图1，从地平面以下热库池10挖出土堆积到热库池10四周，形成堆积台13，上面形成大于3米的平台12，既处理了热库池10挖出土，又扩大了热库容积；堆积台13外围形成斜坡，有利于稳定性。热库池顶部硬化及保温，形成顶部硬化及保温层11，以利于热库池10保温。

本发明中，用废弃混凝土块堆积到热库池10中，废弃混凝土块易获取，尺寸大小分布广，可取大小在1厘米到1米，甚至可达2米，因各向同性，2米大小的废弃混凝土块储热和放热的尺寸也只有1米。该储热系统储热时间为整个夏季，混凝土块能充分的吸收热能；又因放热时间为整个冬季，该混凝土块中的热能也能达到充分的释放。

堆积到热库池10中的废弃混凝土块顶部直接硬化形成硬化层，堆积的废弃混凝土块对其顶部硬化层起支撑作用，废弃混凝土块之间的空隙加注水，废弃混凝土块和水形成双介质储热，混凝土的容积比热容达1840Kj/(m

参见图2至图4，图2是图1中热库池沿A-A线的剖视图，由图中可见，热库池10内设有第一储热层14、第二储热层15、第三储热层16，第一储热层14、第二储热层15、第三储热层16分别设于热库池10的底部、中部、顶部。由于水的密度在4℃～100℃范围内与温度成反比，热库池10自然温度梯度是上面温度高、下面温度低，为了防止热库池10上下水对流使热库池10上面温度降低，从而降低热库池10热能品位，用水泥砂浆或混凝土把热库池10分层，实际应用可以是分为多层，不失一般性，本发明实施例把热库分成上、中、下三层，即第一储热层14为热库上层、第二储热层15为热库中层、第三储热层16为热库下层，通过分层减少水上下对流使储热品位下降，实现储热水梯级利用，充分发挥高品位储热水的能效。

本发明中，在第一储热层14、第二储热层15、第三储热层16的顶部硬化分别形成第一硬化层17、第二硬化层18、第三硬化层19，并且第一硬化层17上开设有第一开口和第一出口，第二硬化层18上开设有第二开口和第二出口，第三硬化层19上开设有第三开口和第三出口(图中未标出)。在热库上层、热库中层、热库下层的顶部硬化间隔层上开口，允许上层水和下层水联通，以消除硬化间隔层上下水因热胀冷缩对其产生的应力。开口大小相对于整个硬化层而言，可以忽略不计，对于硬化层对热库上下层的隔绝作用的影响可以忽略不计，开口大小满足热库上下层水进行必要的有序流动即可。

如图3、图4，进水管路20包括第一进水管21、第二进水管22、第三进水管23，其中第一进水管21从上之下依次穿过第三开口、第二开口、第一开口伸至第一储热层14的底部，第二进水管22从上之下依次穿过第三开口、第二开口伸至第二储热层15的底部，第三进水管23穿过第三开口伸至第三储热层16的底部；相应的，出水管路30包括第一出水管31、第二出水管32、第三出水管33，其中第一出水管31从上之下依次穿过第三出口、第二出口和第一出口伸至第一储热层14的顶部，第二出水管32从上之下依次穿过第三出口、第二出口伸至第二储热层15的顶部，第三出水管33穿过第三出口伸至第三储热层16的顶部。

容易理解，各储热层温度梯度是上面温度高、下面温度低，第一进水管21进水口装在第一储热层14底部，有利于低品位水进入到第一储热层14底部；第一出水管31出水口装在第一储热层14顶部，有利于第一储热层14顶部高品位水流出用于供暖。

当第一储热层14水温度低于设定温度、第二储热层15水温度高于设定温度时，用第二储热层15热水直接供暖。同样，第二储热层15温度梯度是上面温度高、下面温度低，第二进水管22进水口装在第二储热层15底部，有利于低品位水进入到第二储热层15底部；第二出水管32出水口装在第二储热层15顶部，有利于第二储热层15顶部高品位水流出用于供暖。

当第一储热层14、第二储热层15水温度都低于设定温度、第三储热层16水温度高于设定温度时，用第三储热层16热水直接供暖。同样，第三储热层16温度梯度是上面温度高、下面温度低，第三进水管23进水口装在第三储热层16底部，有利于低品位水进入到第三储热层16底部；第三出水管33出水口装在第三储热层16顶部，有利于第三储热层16顶部高品位水流出用于供暖。

较佳的，第一进水管21、第二进水管22、第三进水管23的进水端，以及第一出水管31、第二出水管32和第三出水管33的出水端折弯成90°的直角水管，例如在第一进水管21、第二进水管22、第三进水管23的进水口装弯头，改变进水流动方向，使进水水平流动，在第一出水管31、第二出水管32和第三出水管33的出水口装弯头，改变出水流动方向，使出水水平流动，以减少储热层水上下对流。

本发明的双介质跨季储热库100还具有铝排管集热器，铝排管集热器覆盖安装在热库池顶部，利用了巨大的热库池顶部面积安装铝排管集热器，夏季气温高，不仅利用了太阳能而且利用了空气能，实现了丰富的空气能跨季存储利用，提高了总体供暖能效。

结合图5，铝排管集热器402通过一换热器403与进水管路20、出水管路30连接，与热库池10形成并联。夏季非采暖期，必须给热库池10补热，才能使热库池10在一整年达到热平衡，本发明利用铝排管集热器502实现，通过在热库池10顶部硬化及保温层11上面安装铝排管集热器402，铝排管集热器402安装的倾角和方位参照光伏组件，以便铝排管集热器402最大程度地吸收太阳能，把吸收的太阳能和空气能传递到热库池10。铝排管集热器402既能吸收太阳能也能吸收空气能，克服了玻璃真空管热水器不能吸收空气能的缺点，减少了铝排管集热器402的面积。

继续参见图5至图9，本发明进而提供一种基于前述双介质跨季储热库100的跨季联合供暖系统1000，包括热库供暖系统200、水源热泵供暖系统300、铝排管多源热泵供暖系统400，以及连接建筑物用户端500的供水管路501和回水管路502。

热库供暖系统200包括前述的热库池10，供水管路501连接双介质跨季储热库100的进水管路20，双介质跨季储热库100的出水管路30连接回水管路502。如此实现热库池10的热水能够单独向建筑物用户端500循环输送热量。

水源热泵供暖系统300连接在供水管路501与回水管路502之间，包括水源热泵机组301，水源热泵机组301与热库池10并联。如此实现水源热泵机组301能够单独向建筑物用户端500循环输送热量，并且水源热泵机组301的热量在一定条件下由热库池10提供，扩大了热库池10的储能温度利用范围。

铝排管多源热泵供暖系统400连接在供水管路501与回水管路502之间，包括铝排管多源热泵机组401和铝排管集热器402。如此实现铝排管多源热泵机组401能够单独向建筑物用户端500循环输送热量，铝排管多源热泵机组401的热量来自铝排管集热器402所吸收和储存的太阳能和空气能。另外如前所述，铝排管集热器402还能够在夏季非采暖期给热库池10补热，使热库池10在一整年达到热平衡，实现跨季综合利用。

本发明中，对于热库供暖系统200，在对应进水管路20的第一进水管21、第二进水管22、第三进水管23上分别安装第一进水管电磁阀201、第二进水管电磁阀202以及第三进水管电磁阀203，如图5所示，供水管路501通过第一进水管电磁阀201、第二进水管电磁阀202以及第三进水管电磁阀203分别连接双介质跨季储热库100的第一进水管21、第二进水管22以及第三进水管23，同样在对应出水管路30的第一出水管31、第二出水管32、第三出水管33上分别安装第一出水管电磁阀204、第二出水管电磁阀205以及第三出水管电磁阀206，双介质跨季储热库100的第一出水管31、第二出水管32以及第三出水管33通过第一出水管电磁阀204、第二出水管电磁阀205以及第三出水管电磁阀206分别连接回水管路502。如此便于根据实际情况和设定要求选择性地使用热库池10中的第一储热层14、第二储热层15或第三储热层16中的热水。

本发明中，继续参见图5并结合图6，热库供暖系统200还包括热库供暖循环泵207和热库直接供暖循环电磁阀208，热库供暖循环泵207和热库直接供暖循环电磁阀208设置在双介质跨季储热库100的出水管路30与回水管路502之间。热库供暖系统200单独供暖时，热库供暖循环泵207启动，热库直接供暖循环电磁阀208打开，这将在后文中详细阐述。

本发明中，继续参见图5并结合图7，水源热泵供暖系统300还包括水源热泵机组供暖循环泵302、水源热泵机组供暖循环止回阀303以及热库-水源热泵机组循环电磁阀304，水源热泵机组供暖循环泵302和水源热泵机组供暖循环止回阀303设置在水源热泵机组301与回水管路502之间，热库-水源热泵机组循环电磁阀304设置在热库供暖循环泵207与水源热泵机组301之间。水源热泵供暖系统300单独供暖时，热库供暖循环泵207启动，热库直接供暖循环电磁阀208关闭，热库-水源热泵机组循环电磁阀304打开，同时水源热泵机组供暖循环泵302启动，水源热泵机组供暖循环止回阀303打开，水源热泵机组301接收来自热库池10的余热并升温，热库水经由供水管路501和回水管路502在水源热泵机组301与建筑物用户端500之间循环输送热量。

本发明中，继续参见图5并结合图8，铝排管多源热泵供暖系统400还包括铝排管集热器传热介质循环泵404、铝排管集热器-铝排管多源热泵机组循环电磁阀405、铝排管多源热泵机组供暖循环泵406以及铝排管多源热泵机组供暖循环止回阀407，铝排管集热器传热介质循环泵404和铝排管集热器-铝排管多源热泵机组循环电磁阀405设置在铝排管集热器402与铝排管多源热泵机组401之间，铝排管多源热泵机组供暖循环泵406和铝排管多源热泵机组供暖循环止回阀407设置在铝排管多源热泵机组401与回水管路502之间。铝排管多源热泵供暖系统400单独供暖时，铝排管多源热泵机组401接收来自铝排管集热器402的热量，热库水经由供水管路501和回水管路502在铝排管多源热泵机组401与建筑物用户端500之间循环输送热量。

继续参见图9，铝排管集热器传热介质循环泵404与换热器403之间设置有一夏季储能铝排管集热器-换热器循环电磁阀408，换热器403与双介质跨季储热库100的出水管路30和进水管路20连接，并且与双介质跨季储热库100的出水管路30之间设置有一夏季储能铝排管集热器-热库循环泵409。夏季非采暖期，铝排管集热器402借助换热器403向双介质跨季储热库100的热库池10补热，具体将在后文中详细阐述。

基于以上的跨季联合供暖系统，本发明提供一种跨季联合供暖方法，夏季非采暖期，铝排管集热器吸收的太阳能和空气能存储于热库池，以便实现跨季储热供暖，冬季采暖期，由热库直接供暖、水源热泵供暖、铝排管多源热泵供暖进行联合运行供暖，或者单一运行供暖。

在夏季非采暖期，铝排管集热器402向双介质跨季储热库100补热，才能使热库池10在一整年达到热平衡，以便实现跨季储热供暖。

由于热库池10的传热介质为水，而铝排管集热器402的传热介质为防冻液，这两种传热介质用换热器403隔离，因此铝排管集热器402向双介质跨季储热库100补热包括两个循环，即铝排管集热器-换热器传热介质循环和换热器-热库储热水循环。

参见图5、图9，铝排管集热器-换热器传热介质循环包括：启动铝排管集热器传热介质循环泵404，铝排管集热器-铝排管多源热泵机组循环电磁阀405关闭，夏季储能铝排管集热器-换热器循环电磁阀408打开，铝排管集热器传热介质由铝排管集热器传热介质循环泵404经由夏季储能铝排管集热器-换热器循环电磁阀408→换热器403→铝排管集热器402回到铝排管集热器传热介质循环泵404，完成铝排管集热器402防冻液的循环，从而将铝排管集热器402收集的热量向换热器403传递。

换热器-热库储热水循环包括：启动夏季储能铝排管集热器-热库循环泵409，打开第三出水管电磁阀206和第一进水管电磁阀201，热库储热水由铝排管集热器-热库循环泵409经由第三出水管电磁阀206→第三出水管33→热库池10→第一进水管21→第一进水管电磁阀201→换热器403→夏季储能铝排管集热器-热库循环泵409。如此将铝排管集热器402传递至换热器403的热量交换给热库池10中的热库水。

由以上描述可知，冬季放热时，热库水为正向循环，上层水先进入循环利用，被利用过的水再由循环回到热库下层。而夏季储热时，集热器水温高于热库水温，水从集热器输送至热库上层，热库中的水由上向下流动，下层水回到集热器加热，因此夏季非采暖期热库池10的循环水流方向与冬季采暖时循环水流方向相反，通过铝排管集热器402防冻液的循环，反向流动的储热水由第三出水管33依次经第三储热层16、第二储热层15、第-储热层14再由第-进水管21循环，能够确保各个储热层都接收到储热水的循环，从而都能够储存到热量，把吸收的太阳能和空气能传递到热库池10，铝排管集热器402既能吸收太阳能也能吸收空气能，克服了玻璃真空管热水器不能吸收空气能的缺点，减少了铝排管集热器402的面积。

在冬季采暖期，跨季联合供暖系统1000向建筑物用户端500供暖，包括热库供暖系统200直接供暖、水源热泵供暖系统300供暖以及铝排管多源热泵供暖系统400供暖，三者联合运行，或单一运行。

参见图5、图6，热库供暖系统200直接供暖包括：若热库水温度高于设定温度，例如40℃，热库供暖系统直接供暖，热库供暖循环泵207启动，热库直接供暖循环电磁阀208打开，热库-水源热泵机组循环电磁阀304关闭，热库水经供水管路20和回水管路30在双介质跨季储热库100与建筑物用户端500之间循环。

根据热库水温度梯度是上面温度高、下面温度低，最先利用热库下层热能供暖，再利用热库中层热能供暖，最后利用热库上层热能供暖。

当热库下层即第一储热层14水温度高于40℃时，首先第一储热层14直接供暖，第一出水管电磁阀204、第一进水管电磁阀201打开，同时第二出水管电磁阀205、第二进水管电磁阀202、第三出水管电磁阀206、第三进水管电磁阀23关闭，热库水经第一储热层14在双介质跨季储热库100与建筑物用户端500之间循环。

当第一储热层14热库水温度低于40℃，第二储热层15热库水温度高于40℃时，第二储热层15直接供暖，第二出水管电磁阀205、第二进水管电磁阀202打开，同时第一出水管电磁阀204、第一进水管电磁阀201、第三出水管电磁阀206、第三进水管电磁阀23关闭，热库水经第二储热层15在双介质跨季储热库100与建筑物用户端500之间循环。

同样，当第一储热层14、第二储热层15热库水温度低于40℃，第三储热层16热库水温度高于40℃时，第三储热层16直接供暖，第三出水管电磁阀206、第三进水管电磁阀23打开，同时第一出水管电磁阀204、第一进水管电磁阀201、第二出水管电磁阀205、第二进水管电磁阀202关闭，热库水经第三储热层16在双介质跨季储热库100与建筑物用户端500之间循环。

按照如上操作控制，热库分层实现了热库热能按品位梯级利用，温度传感器和控制器是常规的，本发明不再详细阐述。

再参见图4，由于温度梯度是上面温度高、下面温度低，第一进水管21进水口装在热库下层即第一储热层14底部，有利于低品位水进入到热库下层底部；第一出水管31的出水口装在热库下层顶部，有利于热库下层顶部高品位水流出用于供暖。热库中层即第二储热层15以及热库上层即第三储热层16同理。

本发明中，第一进水管21、第二进水管22、第三进水管23的进水端，以及第一出水管31、第二出水管32和第三出水管33的出水端折弯成90°的直角水管，例如在第一进水管21、第二进水管22、第三进水管23的进水口装弯头，改变进水流动方向，使进水水平流动，在第一出水管31、第二出水管32和第三出水管33的出水口装弯头，改变出水流动方向，使出水水平流动，以减少储热层水上下对流。

当热库水温度低于40℃时，利用水源热泵供暖系统供暖，水源热泵热能来源于热库池10温度在0℃～40℃范围的储热，热库水在0℃时、没有发生相变、仍为液态。

参见图5、图7，水源热泵供暖系统300供暖包括热库-水源热泵机组循环和水源热泵机组供暖循环两个循环路径。

热库池10储热水自上而下有温度梯度，上面温度高，下面温度低，优先利用温度高的储热水，热库-水源热泵机组循环中第一进水管电磁阀201、第三出水管电磁阀206打开，同时第一出水管电磁阀204、第二进水管电磁阀202、第二出水管电磁阀205、第三进水管电磁阀203关闭，热库供暖循环泵207启动，热库-水源热泵机组循环电磁阀304打开、热库直接供暖循环电磁阀208关闭，热库-水源热泵机组循环为热库供暖循环泵207→热库-水源热泵机组循环电磁阀304→水源热泵机组301→第一进水管电磁阀201→第一进水管21→热库池10→第三出水管33→第三出水管电磁阀206→热库供暖循环泵207，形成完整的热库-水源热泵机组循环，把来自于热库池10的低温热能送给水源热泵机组301。

水源热泵机组供暖循环中水源热泵机组供暖循环泵302启动，水源热泵机组供暖循环止回阀303打开，水源热泵机组供暖循环为水源热泵机组供暖循环泵302→水源热泵机组供暖循环止回阀303→回水管路502→建筑物用户端500→供水管路501→水源热泵机组301→水源热泵机组供暖循环泵302，形成完整的热库水循环，把水源热泵机组产生的热能送到建筑物。水源热泵机组利用了热库吃10温度在0℃～40℃范围的储热，扩大了热库池10的储能温度范围。建筑物用户端的采暖散热设施是常规和常用的，本发明不再详细示出和阐述。

采暖期，可以用铝排管多源热泵供暖，铝排管多源热泵机组401热能来源于铝排管集热器402。铝排管集热器402运行温度低于气温，空气能可以传递到铝排管集热器402；铝排管集热器402既够吸收太阳能还能够吸收空气能，因此铝排管热泵是多源热泵。

参见图5、图8，铝排管多源热泵供暖系统400供暖包括铝排管集热器-铝排管多源热泵机组传热介质循环和铝排管多源热泵机组供暖循环两个循环。

铝排管集热器-铝排管多源热泵机组传热介质循环包括：铝排管集热器传热介质循环泵404启动，铝排管集热器-铝排管多源热泵机组循环电磁阀405打开，夏季储能铝排管集热器-换热器循环电磁阀408关闭，铝排管集热器传热介质循环泵404→铝排管集热器-铝排管多源热泵机组循环电磁阀405→铝排管多源热泵机组401→铝排管集热器402→铝排管集热器传热介质循环泵404，铝排管集热器传热介质在铝排管集热器402与铝排管多源热泵机组401之间循环，来自铝排管集热器402的热能传递至铝排管多源热泵机组401。

铝排管多源热泵机组供暖循环包括：铝排管多源热泵机组供暖循环泵406启动，铝排管多源热泵机组供暖循环止回阀407打开，铝排管多源热泵机组供暖循环泵406→铝排管多源热泵机组供暖循环止回阀407→回水管路502→建筑物用户端500→供水管路501→铝排管多源热泵机组401→铝排管多源热泵机组供暖循环泵406，建筑物采暖散热设施是常规和常用的，本发明不再详细示出和阐述。热库水在铝排管多源热泵机组401与建筑物用户端500之间循环，能量传递路径为太阳能和空气能→铝排管集热器402→铝排管多源热泵机组401→建筑物采暖散热设施。

如图5至图8，冬季采暖期，由热库直接供暖、水源热泵供暖、铝排管多源热泵供暖进行联合运行供暖；可以采用热库直接供暖、水源热泵供暖、铝排管多源热泵供暖中的一种单一供暖，也可以采用多种并联运行供暖。

本发明用水泥砂浆或者混凝土把热库按照高度差分为多层，例如分为三层，最先利用热库下层热能供暖，然后利用热库中层热能供暖，最后利用热库上层热能供暖，由下层到上层依次利用热库热能，以防止热库高品位热能由于热库水介质上下对流造成非利用下降，实现热库热能梯级利用。

供暖系统循环水回水在建筑物用户端回水管路502中流动，其回水温度低于热库池10某一储热层温度时，该储热层热能可以直接供暖。热库池10温度高于40℃直接供暖，并且热库直接供暖时优先利用下层储热层热量，温度低于40℃用水源热泵供暖，水源热泵热能来源于热库池10温度在0℃～40℃范围的储热，热库水在0℃时、没有发生相变、仍为液态；供暖系统优先利用热库热能直接供暖，当热库各层温度全部低于40℃时，再利用水源热泵供暖，水源热泵供暖运行也是由下层到中层、再到上层依次利用热库热能，水源热泵供暖也是热库热能梯级利用。

采暖期，白天应用铝排管多源热泵供暖，由于有太阳能，并且气温高，铝排管多源热泵的能效较高；夜晚铝排管多源热泵与水源热泵联合运行，热库直接供暖、多源热泵与水源热泵联合供暖，优化运行方式可以降低多源热泵与水源热泵容量和热库容积。

热库池10中，废弃混凝土块填充物可以全部或部分由尺寸大于1厘米的建筑非金属固体废弃物或岩石替代，只需要根据废弃混凝土块填充物固体替代物的容积比热容来设计热库池10容积即可。

本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。