一种光伏光热与地热耦合有序供能系统

技术领域

本发明涉及一种供能系统，特别涉及一种光伏光热与地热耦合有序供能系统。

背景技术

目前，建筑供能包括电能和热能，电能由燃煤电厂供应的比例大约在65％左右，热能几乎都是由燃煤锅炉供应，因此在国家“双碳”背景下，提高建筑可再生能源的供能比例是目前能源科技工作者亟待解决的问题，太阳能光伏光热技术一方面能够减低光伏电池的温度，提高发电效率，一方面能够回收热能加以利用，能够充分提高太阳能综合利用率，但是太阳能存在受天气影响很大，供能安全性不高，同时夏季太阳能集热量没有地方消纳，势必会造成能源的浪费，传统的地源热泵能够实现冬季供暖和夏季供冷，在冬季热负荷和夏季冷负荷相差较大时，经多年运行后，地埋管附近的地温往往发生变化，最终导致系统难以运行，如果将光伏光热系统与地热相耦合，经过系统的创造性的组合，能够保证一年四季并且常年运行的情况下提供清洁的热能与电能。

发明内容

本发明主要目的是为了解决目前建筑供能很大部分依靠不可再生能源的问题，以提高建筑供能可再生能源供应比例；

本发明的另一个目的是为了有效解决目前太阳能光伏光热技术与地源热泵技术供暖或供冷过程中一些突出问题，以实现两者的有效协同与耦合。

本发明为了达到上述目的、解决上述问题而提供的一种光伏光热与地热耦合有序供能系统。

本发明提供的光伏光热与地热耦合有序供能系统包括有光伏光热集热单元、地热盘管换热器、第一水箱、第二水箱、蓄电池和控制器，其中地热盘管换热器通过第一管路与光伏光热集热单元相连接，第一管路穿过光伏光热集热单元后与第一水箱相连接，第一水箱通过第二管路与地热盘管换热器相连接，光伏光热集热单元通过线路与蓄电池相连接，光伏光热集热单元内产生的电能能够被输送到蓄电池内储存，第一水箱内装配有加热器和第一换热器，蓄电池通过线路与加热器和控制器相连接，蓄电池为加热器和控制器提供电能，加热器还与控制器相连接并由控制器控制工作，第二水箱内装配有第二换热器，第一水箱内的第一换热器和第二水箱内的第二换热器通过第三管路相连接。

蓄电池连接有供电线路，蓄电池通过供电线路为系统内的用电装置供电，蓄电池还通过线路与市电线路相连接，蓄电池与市电线路相连接的线路上依次装配有AC/DC双向逆变器和双向电度表，蓄电池内多余的电能能够被输送到市电线路内，当蓄电池内的电能不足不能为系统内的用电装置供电时，不足的部分电能由市电线路提供。

地热盘管换热器与光伏光热集热单元之间的第一管路上装配有第一水泵和第一节流阀，第一水泵和第一节流阀与供电线路相连接，第一水泵和第一节流阀由蓄电池或市电线路提供电力，第一水泵和第一节流阀均与控制器相连接并由控制器控制工作。

光伏光热集热单元内包括有框架、光伏电池板、基板、绒面钢化玻璃和保温背板，其中框架合围的空间从上到下依次布置绒面钢化玻璃、光伏电池板、基板和保温背板，光伏电池板呈阵列布置于基板的顶面，第一管路贴附在基板的底面，光伏光热集热单元内还装配有第一温度传感器和太阳辐照传感器，第一温度传感器和太阳辐照传感器与控制器连接，第一温度传感器和太阳辐照传感器能够把采集的数据实时传输给控制器。

通过光伏光热集热单元两端的第一管路上连接有旁通管，旁通管上装配有第二节流阀，第二节流阀与供电线路和控制器相连接，第二节流阀由蓄电池或市电线路提供电力，第二节流阀由控制器控制工作。

光伏光热集热单元与蓄电池之间的连接线路上装配有MPPT控制器，MPPT控制器为最大功率点跟踪太阳能控制器，MPPT控制器能够实时侦测光伏电池板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使光伏电池板以最大功率输出对蓄电池充电。

光伏光热集热单元与第一水箱之间的第一管路上装配有第二温度传感器，第一水箱内装配有第三温度传感器，第二温度传感器和第三温度传感器均与控制器相连接，第二温度传感器和第三温度传感器能够把采集的数据实时传输给控制器。

第一换热器和第二换热器之间的第三管路为循环管路，循环管路上依次装配有膨胀节流阀和压缩机，膨胀节流阀和压缩机均与供电线路和控制器相连接，膨胀节流阀和压缩机由蓄电池或市电线路提供电力，膨胀节流阀和压缩机由控制器控制工作。

第一水箱和地热盘管换热器之间的第二管路连接有第一补水箱，第一补水箱与第二管路的连接管路上依次装配有第二水泵和第一压力传感器，第二水泵与供电线路相连接，第二水泵由蓄电池或市电线路提供电力，第一压力传感器与控制器相连接，第一压力传感器能够把采集的数据实时传输给控制器。

第二水箱内设置有第四温度传感器，第二水箱还通过第四管路连接有风机盘管，风机盘管并联设置有两个，第四管路为循环管路，第四管路上还装配有第三水泵，第四管路上通过管路连接有第二补水箱，第二补水箱与第四管路的连接管路上依次装配有第四水泵和第二压力传感器，第四温度传感器和第二压力传感器均与控制器相连接，第四温度传感器和第二压力传感器能够把采集的数据实时传输给控制器，风机盘管、第三水泵和第四水泵均与供电线路相连接，风机盘管、第三水泵和第四水泵由蓄电池或市电线路提供电力，第三水泵和第四水泵还与控制器相连接并由控制器控制工作。

上述的光伏光热集热单元、地热盘管换热器、蓄电池、控制器、加热器、第一换热器、第二换热器、AC/DC双向逆变器、双向电度表、第一水泵、第一节流阀、第一温度传感器、太阳辐照传感器、第二节流阀、MPPT控制器、第二温度传感器、第三温度传感器、膨胀节流阀、压缩机、第二水泵、第一压力传感器、第四温度传感器、风机盘管、第三水泵、第四水泵和第二压力传感器均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本发明的工作原理：

工况一：冬季有光照，光伏热足以满足供暖需求。太阳辐照传感器检测到阳光光照，控制器启动第一水泵。在第一水泵的作用下，7℃低温水由第一管路进入地热盘管换热器，与大地土壤完成换热后温度上升到10℃左右。控制器控制第一节流阀打开，经过第一管路的10℃低温水将光伏光热集热单元产生的热量带走，水温上升至20℃并进入第一水箱。此时，第三管路上启动热泵循环模式，第一换热器内低温液态工质吸收第一水箱内水体热量完成蒸发过程，蒸发吸热后的低压气态工质经压缩机升压后变成高压气态工质进入第二水箱内的第二换热器中，高压气态工质在第二换热器中放热给第二水箱水体完成冷凝液化，完成冷凝液化的高压液态工质经膨胀节流阀后变为低压液态工质返回第一水箱中的第一换热器继续进行蒸发吸热，此工况，第一换热器中工质的温度为5℃，第二换热器中的工质的温度为60℃，第一水箱内水体温度由20℃降为7℃，第二水箱内水体温度由30℃升为55℃。当有用热要求，第四温度传感器检测到第二水箱中的水温达到55℃左右后由第四管路流出后经风机盘管对室内进行供暖。完成供暖后水温降低至30℃左右，后由第三水泵引导回到第二水箱进入下一个循环。与此同时，第三温度传感器检测到第一水箱内的水温下降至7℃左右。降温后的水经第一水箱和地热盘管换热器之间的第二管路后通过地热盘管换热器与大地土壤进行换热，水温上升至10℃。然后由第一水泵引导进入第一管路后进入下一个循环。光伏集热系统内部缺水时第一压力传感器检测到压力低于设定值，控制器启动第二水泵抽吸第一补水箱内的水进行补水；当风机盘管供暖系统内部缺水时第二压力传感器检测到压力低于设定值后，控制器启动第四水泵抽吸第二补水箱进行补水。

工况二：冬季有光照，光伏热不足以满足供暖需求。太阳辐照传感器检测到阳光光照，控制器启动第一水泵。在第一水泵的作用下，7℃低温水由第一管路进入地热盘管换热器，与大地土壤完成换热后温度上升至10℃左右。第一节流阀打开，经过第一管路的低温水将光伏光热集热单元产生的热量带走，水温上升，再经第一管路进入第一水箱。此时第三温度传感器检测到第一水箱内的水温未达预设的20℃值时，蓄电池向加热器供电对第一水箱进行补热，使第一水箱内水温达到预设值20℃。此时，第三管路上启动热泵循环模式，第一换热器内低温液态工质吸收第一水箱内水体热量完成蒸发过程，蒸发吸热后的低压气态工质经压缩机升压后变成高压气态工质进入第二水箱内的第二换热器中，高压气态工质在第二换热器中放热给第二水箱水体完成冷凝液化，完成冷凝液化的高压液态工质经膨胀节流阀后变为低压液态工质返回第一水箱中的第一换热器继续进行蒸发吸热，此工况，第一换热器中工质的温度为5℃，第二换热器中的工质的温度为60℃，第一水箱内水体温度由20℃降为7℃，第二水箱内水体温度由30℃升为55℃。当有用热要求，第四温度传感器检测到第二水箱中的水温达到55℃左右后由第四管路流出后经风机盘管对室内进行供暖。完成供暖后水温降低至30℃左右，后由第三水泵引导回到第二水箱进入下一个循环。与此同时，第三温度传感器检测到第一水箱内的水温下降至7℃左右。降温后的水经第一水箱和地热盘管换热器之间的第二管路后通过地热盘管换热器与大地土壤进行换热，水温上升至10℃。然后由第一水泵引导进入第一管路后进入下一个循环。光伏集热系统内部缺水时第一压力传感器检测到压力低于设定值，控制器启动第二水泵抽吸第一补水箱内的水进行补水；当风机盘管供暖系统内部缺水时第二压力传感器检测到压力低于设定值后，控制器启动第四水泵抽吸第二补水箱进行补水。

工况三：冬季无光照。在第一水泵的作用下，5℃低温水由第一管路进入地热盘管换热器，与大地完成换热后温度上升到10℃左右。太阳辐照传感器未检测到太阳辐射，控制器指令第一节流阀关闭打开第二节流阀，10℃的水经过旁通管进入第一水箱。第三温度传感器检测到第一水箱内的水温未达预设的20℃值时，蓄电池向加热器供电对第一水箱进行补热，若仍未满足要求，则引入市电线路经双向电度表和AC/DC双向逆变器向加热器提供电力进行加热，使第一水箱内水温达到预设值20℃。此时，第三管路上启动热泵循环模式，第一换热器内低温液态工质吸收第一水箱内水体热量完成蒸发过程，蒸发吸热后的低压气态工质经压缩机升压后变成高压气态工质进入第二水箱内的第二换热器中，高压气态工质在第二换热器中放热给第二水箱水体完成冷凝液化，完成冷凝液化的高压液态工质经膨胀节流阀后变为低压液态工质返回第一水箱中的第一换热器继续进行蒸发吸热，此工况，第一换热器中工质的温度为5℃，第二换热器中的工质的温度为60℃，第一水箱内水体温度由20℃降为7℃，第二水箱内水体温度由30℃升为55℃。当有用热要求，第四温度传感器检测到第二水箱中的水温达到55℃左右后由第四管路流出后经风机盘管对室内进行供暖。完成供暖后水温降低至30℃左右，后由第三水泵引导回到第二水箱进入下一个循环。与此同时，第三温度传感器检测到第一水箱内的水温下降至7℃左右。降温后的水经第一水箱和地热盘管换热器之间的第二管路后通过地热盘管换热器与大地土壤进行换热，水温上升至10℃。然后由第一水泵引导进入第一管路后进入下一个循环。光伏集热系统内部缺水时第一压力传感器检测到压力低于设定值，控制器启动第二水泵抽吸第一补水箱内的水进行补水；当风机盘管供暖系统内部缺水时第二压力传感器检测到压力低于设定值后，控制器启动第四水泵抽吸第二补水箱进行补水。

工况四：夏季工况，太阳辐照传感器检测到阳光光照，控制器启动第一水泵。在第一水泵的作用下，第一水箱中40℃温水由第一管路进入地热盘管换热器，与大地完成换热后温度下降至10℃左右。经过第一管路进入光伏光热集热单元吸热。此时，温度上升至30℃，达到预设温度。第二温度传感器检测到光伏光热集热单元与第一水箱之间的第一管路内的水温高于30℃预设值，则控制器立即减小第一节流阀流量，增大第二节流阀流量以降低光伏光热集热单元与第一水箱之间的第一管路内的水温使之低于或等于30℃预设值。此时，第三管路上启动制冷循环模式，第一换热器内高压气态工质向第一水箱内水体放热完成冷凝过程，冷凝后的高压液态工质经膨胀节流阀节流降压后变成低压液态工质进入第二水箱内的第二换热器，低压液态工质在第二换热器中吸收第二水箱水体的热量后完成蒸发过程，第二换热器中完成蒸发过程的低压气态工质经压缩机升压后变为高压气态工质返回第一水箱中的第一换热器继续完成冷凝发热，此工况，第一换热器中工质的温度为60℃，第二换热器中工质的温度为5℃，第一水箱内水体温度由30℃升为40℃，第二水箱内水体温度由20℃降为7℃。第四温度传感器检测到第二水箱中的7℃制冷水温达到要求后，由第四管路流出并经风机盘管对室内空气进行冷却降温。完成室内降温后水温升高回到20℃后返回第二水箱进入下一个循环。与此同时，第一水箱出水由第二管路进入地热盘管换热器，40℃高温水将热量传递至大地土壤存储，水温迅速下降到10℃，进入下一个循环。第一压力传感器检测到光伏集热系统内部缺水后，控制器启动第二水泵抽吸第一补水箱内的水进行补水；第二压力传感器检测到风机盘管34供水系统内部缺水后，控制器启动第四水泵抽吸第二补水箱内的水进行补水。

蓄电供电单元，联入市电线路网络，对光伏光热集热单元产生的电能进行充分利用调动。当地热与太阳能供能充足满足室内供热需求时，光伏光热集热单元所产生电能经MPPT控制器存入蓄电池，当系统内第一水箱水温达不到20℃的预设温度时，蓄电池对第一水箱内的加热器直接供电，进行补热以满足系统要求；也可通过AC/DC双向逆变器转换为220V交流电接入系统，对系统中用电设备进行供电，多余电量可作为室内用电负载用电，或者通过双向电度表联入市电线路网络。系统内用电不足时，还可通过双向电度表调用市电线路内的电能用于系统。

本发明的有益效果：

本发明提供的光伏光热与地热耦合有序供能系统，利用光伏光热实现供暖的同时，利用太阳光产生的电能驱动系统内的热泵和阀门工作，辅以地热对系统热量缺口进行补足并将产生的热和电有序存储分配。多余的电量存入蓄电池，在通过AC/DC双向逆变器并入市电线路。在系统供热不足时用于辅助加热，必要时也可调用市电对系统补热，能够最大程度将太阳能产生的热和电用于供热。地热为可靠的蓄换热装置，在系统热源不足时给系统补热，在系统热源充足时存储多余热量，且在夏季有制冷需求时也能够与系统充分换热。充分利用太阳能和地热能两种清洁能源，极大地降低了日常供暖的碳排放，能够有效解决单一太阳能供暖热源不稳定的问题，因此具有广阔的应用前景。

附图说明

图1为本发明所述的光伏光热与地热耦合有序供能系统进行热泵循环时整体结构示意图。

图2为本发明所述的光伏光热与地热耦合有序供能系统进行制冷循环时整体结构示意图。

上图中的标注如下：

1、光伏光热集热单元2、地热盘管换热器3、第一水箱4、第二水箱

5、蓄电池6、控制器7、第一管路8、第二管路9、加热器

10、第一换热器11、第二换热器12、第三管路13、供电线路14、市电线路15、AC/DC双向逆变器16、双向电度表17、第一水泵18、第一节流阀19、第一温度传感器20、太阳辐照传感器22、旁通管23、第二节流阀24、MPPT控制器25、第二温度传感器26、第三温度传感器27、膨胀节流阀28、压缩机29、第一补水箱30、第二水泵

31、第一压力传感器32、第四温度传感器33、第四管路

34、风机盘管35、第三水泵36、第二补水箱37、第四水泵

38、第二压力传感器39、用电负载。

具体实施方式

请参阅图1至图2所示：

本发明提供的光伏光热与地热耦合有序供能系统包括有光伏光热集热单元1、地热盘管换热器2、第一水箱3、第二水箱4、蓄电池5和控制器6，其中地热盘管换热器2通过第一管路7与光伏光热集热单元1相连接，第一管路7穿过光伏光热集热单元1后与第一水箱3相连接，第一水箱3通过第二管路8与地热盘管换热器2相连接，光伏光热集热单元1通过线路与蓄电池5相连接，光伏光热集热单元1内产生的电能能够被输送到蓄电池5内储存，第一水箱3内装配有加热器9和第一换热器10，蓄电池5通过线路与加热器9和控制器6相连接，蓄电池5为加热器9和控制器6提供电能，加热器9还与控制器6相连接并由控制器6控制工作，第二水箱4内装配有第二换热器11，第一水箱3内的第一换热器10和第二水箱4内的第二换热器11通过第三管路12相连接。

蓄电池5连接有供电线路13，蓄电池5通过供电线路13为系统内的用电装置供电，蓄电池5还通过线路与市电线路14相连接，蓄电池5与市电线路14相连接的线路上依次装配有AC/DC双向逆变器15和双向电度表16，蓄电池5内多余的电能能够被输送到市电线路14内，当蓄电池5内的电能不足不能为系统内的用电装置供电时，不足的部分电能由市电线路14提供。

地热盘管换热器2与光伏光热集热单元1之间的第一管路7上装配有第一水泵17和第一节流阀18，第一水泵17和第一节流阀18与供电线路13相连接，第一水泵17和第一节流阀18由蓄电池5或市电线路14提供电力，第一水泵17和第一节流阀18均与控制器6相连接并由控制器6控制工作。

光伏光热集热单元1内包括有框架、光伏电池板、基板、绒面钢化玻璃和保温背板，其中框架合围的空间从上到下依次布置绒面钢化玻璃、光伏电池板、基板和保温背板，光伏电池板呈阵列布置于基板的顶面，第一管路7贴附在基板的底面，光伏光热集热单元1内还装配有第一温度传感器19和太阳辐照传感器20，第一温度传感器19和太阳辐照传感器20与控制器6连接，第一温度传感器19和太阳辐照传感器20能够把采集的数据实时传输给控制器6。

通过光伏光热集热单元1两端的第一管路7上连接有旁通管22，旁通管22上装配有第二节流阀23，第二节流阀23与供电线路13和控制器6相连接，第二节流阀23由蓄电池5或市电线路14提供电力，第二节流阀23由控制器6控制工作。

光伏光热集热单元1与蓄电池5之间的连接线路上装配有MPPT控制器24，MPPT控制器24为最大功率点跟踪太阳能控制器，MPPT控制器24能够实时侦测光伏电池板的发电电压，并追踪最高电压电流值，使光伏电池板以最大功率输出对蓄电池5充电。

光伏光热集热单元1与第一水箱3之间的第一管路7上装配有第二温度传感器25，第一水箱3内装配有第三温度传感器26，第二温度传感器25和第三温度传感器26均与控制器6相连接，第二温度传感器25和第三温度传感器26能够把采集的数据实时传输给控制器6。

第一换热器10和第二换热器11之间的第三管路12为循环管路，循环管路上依次装配有膨胀节流阀27和压缩机28，膨胀节流阀27和压缩机28均与供电线路13和控制器6相连接，膨胀节流阀27和压缩机28由蓄电池5或市电线路14提供电力，膨胀节流阀27和压缩机28由控制器6控制工作。

第一水箱3和地热盘管换热器2之间的第二管路8连接有第一补水箱29，第一补水箱29与第二管路8的连接管路上依次装配有第二水泵30和第一压力传感器31，第二水泵30与供电线路13相连接，第二水泵30由蓄电池5或市电线路14提供电力，第一压力传感器31与控制器6相连接，第一压力传感器31能够把采集的数据实时传输给控制器6。

第二水箱4内设置有第四温度传感器32，第二水箱4还通过第四管路33连接有风机盘管34，风机盘管34并联设置有两个，第四管路33为循环管路，第四管路33上还装配有第三水泵35，第四管路33上通过管路连接有第二补水箱36，第二补水箱36与第四管路33的连接管路上依次装配有第四水泵37和第二压力传感器38，第四温度传感器32和第二压力传感器38均与控制器6相连接，第四温度传感器32和第二压力传感器38能够把采集的数据实时传输给控制器6，风机盘管34、第三水泵35和第四水泵37均与供电线路13相连接，风机盘管34、第三水泵35和第四水泵37由蓄电池5或市电线路14提供电力，第三水泵35和第四水泵37还与控制器6相连接并由控制器6控制工作。

上述的光伏光热集热单元1、地热盘管换热器2、蓄电池5、控制器6、加热器9、第一换热器10、第二换热器11、AC/DC双向逆变器15、双向电度表16、第一水泵17、第一节流阀18、第一温度传感器19、太阳辐照传感器20、第二节流阀23、MPPT控制器24、第二温度传感器25、第三温度传感器26、膨胀节流阀27、压缩机28、第二水泵30、第一压力传感器31、第四温度传感器32、风机盘/34、第三水泵35、第四水泵37和第二压力传感器38均为现有设备的组装，因此，具体型号和规格没有进行赘述。

本发明的工作原理：

工况一：冬季有光照，光伏热足以满足供暖需求。太阳辐照传感器20检测到阳光光照，控制器6启动第一水泵17。在第一水泵17的作用下，7℃低温水由第一管路7进入地热盘管换热器2，与大地土壤完成换热后温度上升到10℃左右。控制器6控制第一节流阀18打开，经过第一管路7的10℃低温水将光伏光热集热单元1产生的热量带走，水温上升至20℃并进入第一水箱3。此时，第三管路12上启动热泵循环模式，第一换热器10内低温液态工质吸收第一水箱3内水体热量完成蒸发过程，蒸发吸热后的低压气态工质经压缩机28升压后变成高压气态工质进入第二水箱4内的第二换热器11中，高压气态工质在第二换热器11中放热给第二水箱4水体完成冷凝液化，完成冷凝液化的高压液态工质经膨胀节流阀27后变为低压液态工质返回第一水箱3中的第一换热器10继续进行蒸发吸热，此工况，第一换热器10中工质的温度为5℃，第二换热器11中的工质的温度为60℃，第一水箱3内水体温度由20℃降为7℃，第二水箱4内水体温度由30℃升为55℃。当有用热要求，第四温度传感器32检测到第二水箱4中的水温达到55℃左右后由第四管路33流出后经风机盘管34对室内进行供暖。完成供暖后水温降低至30℃左右，后由第三水泵35引导回到第二水箱4进入下一个循环。与此同时，第三温度传感器26检测到第一水箱3内的水温下降至7℃左右。降温后的水经第一水箱3和地热盘管换热器2之间的第二管路8后通过地热盘管换热器2与大地土壤进行换热，水温上升至10℃。然后由第一水泵17引导进入第一管路7后进入下一个循环。光伏集热系统内部缺水时第一压力传感器31检测到压力低于设定值，控制器6启动第二水泵30抽吸第一补水箱29内的水进行补水；当风机盘管34供暖系统内部缺水时第二压力传感器38检测到压力低于设定值后，控制器6启动第四水泵37抽吸第二补水箱36进行补水。

工况二：冬季有光照，光伏热不足以满足供暖需求。太阳辐照传感器20检测到阳光光照，控制器6启动第一水泵17。在第一水泵17的作用下，7℃低温水由第一管路7进入地热盘管换热器2，与大地土壤完成换热后温度上升至10℃左右。第一节流阀18打开，经过第一管路7的低温水将光伏光热集热单元1产生的热量带走，水温上升，再经第一管路7进入第一水箱3。此时第三温度传感器26检测到第一水箱3内的水温未达预设的20℃值时，蓄电池5向加热器9供电对第一水箱3进行补热，使第一水箱3内水温达到预设值20℃。此时，第三管路12上启动热泵循环模式，第一换热器10内低温液态工质吸收第一水箱3内水体热量完成蒸发过程，蒸发吸热后的低压气态工质经压缩机28升压后变成高压气态工质进入第二水箱4内的第二换热器11中，高压气态工质在第二换热器11中放热给第二水箱4水体完成冷凝液化，完成冷凝液化的高压液态工质经膨胀节流阀27后变为低压液态工质返回第一水箱3中的第一换热器10继续进行蒸发吸热，此工况，第一换热器10中工质的温度为5℃，第二换热器11中的工质的温度为60℃，第一水箱3内水体温度由20℃降为7℃，第二水箱4内水体温度由30℃升为55℃。当有用热要求，第四温度传感器32检测到第二水箱4中的水温达到55℃左右后由第四管路33流出后经风机盘管34对室内进行供暖。完成供暖后水温降低至30℃左右，后由第三水泵35引导回到第二水箱4进入下一个循环。与此同时，第三温度传感器26检测到第一水箱3内的水温下降至7℃左右。降温后的水经第一水箱3和地热盘管换热器2之间的第二管路8后通过地热盘管换热器2与大地土壤进行换热，水温上升至10℃。然后由第一水泵17引导进入第一管路7后进入下一个循环。光伏集热系统内部缺水时第一压力传感器31检测到压力低于设定值，控制器6启动第二水泵30抽吸第一补水箱29内的水进行补水；当风机盘管34供暖系统内部缺水时第二压力传感器38检测到压力低于设定值后，控制器6启动第四水泵37抽吸第二补水箱36进行补水。

工况三：冬季无光照。在第一水泵17的作用下，5℃低温水由第一管路7进入地热盘管换热器2，与大地完成换热后温度上升到10℃左右。太阳辐照传感器20未检测到太阳辐射，控制器6指令第一节流阀18关闭打开第二节流阀23，10℃的水经过旁通管22进入第一水箱3。第三温度传感器26检测到第一水箱3内的水温未达预设的20℃值时，蓄电池5向加热器9供电对第一水箱3进行补热，若仍未满足要求，则引入市电线路14经双向电度表16和AC/DC双向逆变器15向加热器9提供电力进行加热，使第一水箱3内水温达到预设值20℃。此时，第三管路12上启动热泵循环模式，第一换热器10内低温液态工质吸收第一水箱3内水体热量完成蒸发过程，蒸发吸热后的低压气态工质经压缩机28升压后变成高压气态工质进入第二水箱4内的第二换热器11中，高压气态工质在第二换热器11中放热给第二水箱4水体完成冷凝液化，完成冷凝液化的高压液态工质经膨胀节流阀27后变为低压液态工质返回第一水箱3中的第一换热器10继续进行蒸发吸热，此工况，第一换热器10中工质的温度为5℃，第二换热器11中的工质的温度为60℃，第一水箱3内水体温度由20℃降为7℃，第二水箱4内水体温度由30℃升为55℃。当有用热要求，第四温度传感器32检测到第二水箱4中的水温达到55℃左右后由第四管路33流出后经风机盘管34对室内进行供暖。完成供暖后水温降低至30℃左右，后由第三水泵35引导回到第二水箱4进入下一个循环。与此同时，第三温度传感器26检测到第一水箱3内的水温下降至7℃左右。降温后的水经第一水箱3和地热盘管换热器2之间的第二管路8后通过地热盘管换热器2与大地土壤进行换热，水温上升至10℃。然后由第一水泵17引导进入第一管路7后进入下一个循环。光伏集热系统内部缺水时第一压力传感器31检测到压力低于设定值，控制器6启动第二水泵30抽吸第一补水箱29内的水进行补水；当风机盘管34供暖系统内部缺水时第二压力传感器38检测到压力低于设定值后，控制器6启动第四水泵37抽吸第二补水箱36进行补水。

工况四：夏季工况，太阳辐照传感器20检测到阳光光照，控制器6启动第一水泵17。在第一水泵17的作用下，第一水箱3中40℃温水由第一管路7进入地热盘管换热器2，与大地完成换热后温度下降至10℃左右。经过第一管路7进入光伏光热集热单元1吸热。此时，温度上升至30℃，达到预设温度。第二温度传感器25检测到光伏光热集热单元1与第一水箱3之间的第一管路7内的水温高于30℃预设值，则控制器6立即减小第一节流阀18流量，增大第二节流阀23流量以降低光伏光热集热单元1与第一水箱3之间的第一管路7内的水温使之低于或等于30℃预设值。此时，第三管路12上启动制冷循环模式，第一换热器10内高压气态工质向第一水箱3内水体放热完成冷凝过程，冷凝后的高压液态工质经膨胀节流阀27节流降压后变成低压液态工质进入第二水箱4内的第二换热器11，低压液态工质在第二换热器11中吸收第二水箱4水体的热量后完成蒸发过程，第二换热器11中完成蒸发过程的低压气态工质经压缩机28升压后变为高压气态工质返回第一水箱3中的第一换热器10继续完成冷凝发热，此工况，第一换热器10中工质的温度为60℃，第二换热器11中工质的温度为5℃，第一水箱3内水体温度由30℃升为40℃，第二水箱4内水体温度由20℃降为7℃。第四温度传感器32检测到第二水箱4中的7℃制冷水温达到要求后，由第四管路33流出并经风机盘管34对室内空气进行冷却降温。完成室内降温后水温升高回到20℃后返回第二水箱4进入下一个循环。与此同时，第一水箱3出水由第二管路8进入地热盘管换热器2，40℃高温水将热量传递至大地土壤存储，水温迅速下降到10℃，进入下一个循环。第一压力传感器31检测到光伏集热系统内部缺水后，控制器6启动第二水泵30抽吸第一补水箱29内的水进行补水；第二压力传感器38检测到风机盘管34供水系统内部缺水后，控制器6启动第四水泵37抽吸第二补水箱36内的水进行补水。

蓄电供电单元，联入市电线路14网络，对光伏光热集热单元1产生的电能进行充分利用调动。当地热与太阳能供能充足满足室内供热需求时，光伏光热集热单元1所产生电能经MPPT控制器24存入蓄电池5，当系统内第一水箱3水温达不到20℃的预设温度时，蓄电池5对第一水箱3内的加热器9直接供电，进行补热以满足系统要求；也可通过AC/DC双向逆变器15转换为220V交流电接入系统，对系统中用电设备进行供电，多余电量可作为室内用电负载39用电，或者通过双向电度表16联入市电线路14网络。系统内用电不足时，还可通过双向电度表16调用市电线路14内的电能用于系统。