CN112082194A - 一种单罐熔盐储能供暖系统及其储能供暖方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了单罐熔盐储能供暖系统及其储能供暖方法，系统包括：储罐模块，包括熔盐储罐和能够从熔盐储罐中抽取熔盐的熔盐循环泵；蓄放热模块，包括分别将从熔盐储罐中抽取的熔盐进行蓄热处理和放热供暖处理并将处理后熔盐返回熔盐储罐的蓄热回路和放热供暖回路，蓄热回路中设置有能够实现熔盐蓄热的第一换热器且放热回路中设置有能够实现熔盐放热供暖的第二换热器；保温基础模块，布置在储罐模块底部并且包括能够辅助蓄放热的保温基础层。所述方法采用上述的单罐熔盐储能供暖系统进行储能供暖。本发明利用保温基础模块储能与熔盐储能相结合，在保证系统安全的同时合理利用能量，增加系统储热容量，有效地减少熔盐的用量，降低储能系统初投资。

Description

一种单罐熔盐储能供暖系统及其储能供暖方法

技术领域

本发明涉及熔盐储能的技术领域，更具体地讲，涉及一种单罐熔盐储能供暖系统及其储能供暖方法。

背景技术

熔盐作为蓄热介质，具有使用温度高、温度分布均匀等优点，熔盐储能技术作为一种新型的储能技术，已在国内外的太阳能光热发电项目中得到了实际应用，是最近几年储能技术的研究热点，备受行业追捧。

目前熔盐储热系统主要有双罐储热系统和单罐储热系统两种。单罐储热系统设备数量少，具有显著的成本优势，单罐储热系统又可以分为斜温层单罐和非斜温层单罐。

其中，斜温层单罐系统中高低温熔盐同时储存于储罐中，高温熔盐储存在储罐上部，低温熔盐储存在储罐下部，并配置相应的高温熔盐泵与低温熔盐泵，换热过的熔盐从储罐底部返回储罐。为了使斜温层储罐始终维持正常状态，防止冷热流体对流混合，增加蓄热量并缩短斜温层的距离，一般会在罐内填充石英岩或石英砂等材料来增加斜温层的效应，但注入和出料结构比较复杂，冷热流体的导热和对流作用使真正实现温度分层具有一定困难。整个系统结构复杂，设计难度高、成本较高。

普通的非斜温层储热装置将熔盐储存在一个储罐中，随着放热的进行，熔盐的温度不断下降，储热系统的输出功率也会发生下降，无法应用在一些要求输出功率平稳的场合。由于熔盐熔点较高易发生冻堵，而熔盐储罐体积大，良好的保温，不仅能避免系统发生冻堵风险，也能降低系统的散热损失，提高系统的经济性。

因此，熔盐储罐的保温特别是基础保温一直是熔盐储热技术的重点与难点。为了充分保障基础的安全，在其中布置了大量的通风管，进行通风散热。如此，虽然保障了基础的安全但是也造成了极大的热量损失。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明结合单罐储罐保温基础的特点并从合理利用能源的角度出发，提供了一种能够解决储罐基础强制通风导致的能量浪费问题，进一步解决单罐熔盐储能供暖系统输出不稳定、设备选型难、成本高等问题，更进一步解决单罐储能系统双泵配置、系统复杂、回盐困难等问题的单罐熔盐储能供暖系统及其储能供暖方法。

为此，本发明的一方面提供了一种单罐熔盐储能供暖系统，包括：

储罐模块，包括熔盐储罐和能够从熔盐储罐中抽取熔盐的熔盐循环泵；

蓄放热模块，包括分别将从熔盐储罐中抽取的熔盐进行蓄热处理和放热供暖处理并将处理后熔盐返回熔盐储罐的蓄热回路和放热供暖回路，所述蓄热回路中设置有能够实现熔盐蓄热的第一换热器且放热回路中设置有能够实现熔盐放热供暖的第二换热器；

保温基础模块，布置在储罐模块底部并且包括能够辅助蓄放热的保温基础层。

进一步地，所述蓄热回路和放热供暖回路的两端分别与熔盐循环泵的熔盐输出口和熔盐储罐顶部的不同回盐口相连，所述熔盐循环泵与蓄热回路中第一换热器的出口熔盐管路之间还设置有熔盐旁路，所述熔盐旁路中设置有第三熔盐控制阀。

进一步地，所述蓄热回路中沿着熔盐流动方向设置有调节阀、流量计、第一熔盐控制阀和第一换热器，所述放热供暖回路中沿着熔盐流动方向设置有调节阀、流量计、第二熔盐控制阀和第二换热器，其中，所述蓄热回路与放热供暖回路共用所述调节阀和流量计。

进一步地，所述蓄放热模块布置在高于储罐模块设置的储热平台上，蓄热回路和放热供暖回路中的熔盐管路配备有电伴热带，其中，所述第一换热器为电加热器、电极炉或太阳能吸热器，所述第二换热器的放热换热介质为供暖回水。

进一步地，所述单罐熔盐储能供暖系统还包括与储罐模块、蓄放热模块和保温基础模块中的通电组件电连接的控制单元；所述储罐模块的熔盐储罐中还设置有电加热器、熔盐分配集箱以及若干个布置在熔盐储罐内壁面上的第一温度测点，所述熔盐储罐铺设有保温层并且包括罐顶保温层、罐壁保温层和罐底基础保温层，所述熔盐分配集箱的熔盐入口分别通过和熔盐储罐顶部的不同回盐口相连的罐内熔盐管路与蓄热回路和放热供暖回路相连。

进一步地，所述保温基础层包括上层的复合保温层和下层的混凝土基础层，所述复合保温层由承重环墙、砂垫层、岩棉圈、纳米隔热层、泡沫玻璃层和防潮层组合铺设而成，所述混凝土基础层由包括氧化铁骨料和水泥黏结剂的耐高温混凝土浇筑而成。

进一步地，所述保温基础模块还包括供暖回水预热单元，所述供暖回水预热单元包括储水罐和设置在保温基础层中的换热管，所述储水罐通过设置有循环水泵的出水管与换热管的进水口相连，所述换热管的出水口通过回水管与储水罐相连，其中，所述出水管还通过预热水管与第二换热器相连，所述换热管的进水口以及出水管和预热水管中均设置有截止阀。

进一步地，所述供暖回水预热单元的保温基础层中还布置有若干个第二温度测点，所述换热管的外壁包裹有石墨层并且布置在保温基础层的混凝土基础层中，所述储水罐以及出水管、回水管和预热水管均配备有保温层，所述储水罐中还设置有与回水管相连的布水器。

本发明的另一方面提供了一种单罐熔盐储能供暖方法，采用上述的单罐熔盐储能供暖系统进行储能供暖，包括以下步骤：

在蓄热模式下，将熔盐储罐中的低温熔盐输送至蓄热回路中的第一换热器进行加热升温并将得到的高温熔盐返回熔盐储罐，同时利用保温基础模块辅助蓄热，实时监测熔盐储罐内熔盐的温度直至完成蓄热；

在放热供暖模式下，将熔盐储罐中的高温熔盐输送至放热供暖回路中第二换热器与供暖回水换热并将得到的低温熔盐返回熔盐储罐，同时利用保温基础模块辅助放热，实时监测熔盐储罐内熔盐的温度直至完成放热供暖。

进一步地，当所述保温基础模块还包括供暖回水预热单元时，在蓄热模式下同时启动所述供暖回水预热单元进行供暖回水预热流程并获得预热后的供暖回水，在放热供暖模式下并在熔盐温度降低达到设定值时启动所述供暖回水预热单元进行预热供暖回水供暖流程并将所述预热后的供暖回水提供至所述第二换热器一同进行换热供暖；

当所述单罐熔盐储能供暖系统还包括与储罐模块、蓄放热模块和保温基础模块中的通电组件电连接的控制单元时，利用所述控制单元控制所述单罐熔盐储能供暖系统的全自动化运行或半自动化运行。

本发明利用保温基础模块储能与熔盐储能相结合，在保证系统安全的同时合理利用了能量，增加了系统储热容量，有效地减少了熔盐的用量，降低了储能系统初投资；采用共用管道的方案，只需要在公共管道部分设置一个熔盐循环泵，减少了熔盐泵的数量并减少了管道的用量及铺设成本，简化了系统的复杂程度；进一步地在系统中配置供暖回水预热单元增加蓄热容量，减少整体体积并提高蓄热放热速度，且能保证系统的稳定输出。

附图说明

图1示出了根据本发明示例性实施例的单罐熔盐储能供暖系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-蓄放热模块、2-储罐模块、3-保温基础模块；

101-调节阀、102-流量计、103-第一熔盐控制阀、104-第一换热器、105-第二熔盐控制阀、106-第二换热器；

201-熔盐储罐、202-熔盐循环泵、203-第三熔盐控制阀、204-熔盐分配集箱、205-第一温度测点、206-电加热器、a-蓄热回盐口、b-放热回盐口；

301-保温基础层、302-第二温度测点、303-储水罐、304-布水器、305-循环水泵、306-第一截止阀、307-第二截止阀、308-第三截止阀、3011-复合保温层、3012-混凝土基础层、3013-换热管。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明单罐熔盐储能供暖系统及其储能供暖方法的设计思路在于：通过至少设计储罐模块、蓄放热模块、保温基础模块三部分，利用熔盐储热和保温基础储热相结合，既可起到保温支撑的作用也能储存一部分的能量。此外，通过进一步设置供暖回水预热单元，在系统蓄热过程中，通过供暖回水预热单元预热供暖回水，既能保证基础的安全也可以预热回水；而在系统放热供暖过程中，随着熔盐温度进一步降低，此时向系统提供经过预热的供暖回水，逐步调整熔盐换热流量就能满足用户的供暖需求，由此不仅增大了系统的蓄热容量，而且降低了放热后期系统的调节难度，还可显著降低熔盐泵的出力，优化设备选型并减少设备投资。

下面先对本发明的单罐熔盐储能供暖系统进行具体说明。

图1示出了根据本发明示例性实施例的单罐熔盐储能供暖系统的结构示意图。

根据本发明的示例性实施例，所述单罐熔盐储能供暖系统主要包括储罐模块2、蓄放热模块1和保温基础模块3。

具体地，储罐模块2包括熔盐储罐201和能够从熔盐储罐201中抽取熔盐的熔盐循环泵202。熔盐储罐201用于储存熔盐，可以采用现有结构，优选地按要求铺设有保温层并且包括罐顶保温层、罐壁保温层和罐底基础保温层。本发明采用的是单罐系统，熔盐储罐201可以设计为斜温层单罐或非斜温层单罐，具体可以根据需要来选择。并且，仅需要设置一个熔盐循环泵202即可实现单罐储能供暖的作用，减少了熔盐泵的数量，减少了管道的用量及铺设成本，简化系统的复杂程度。

为了实现熔盐的输出与返回，熔盐储罐201的顶部开设有蓄热回盐口a和放热回盐口b，以分别实现蓄热后熔盐的回盐和放热后熔盐的回盐，换热过后的熔盐直接从熔盐储罐顶部返回熔盐储罐，系统结构简单。

进一步优选地，熔盐储罐201中还设置有电加热器206、熔盐分配集箱204以及若干个布置在熔盐储罐201内壁面上的第一温度测点205。当熔盐的外部供热源能量输入中断时，可启动电加热器206来维持熔盐储罐201内的熔盐温度，避免熔盐凝结而损坏设备。熔盐储罐201中的熔盐分配集箱204能够保证回到熔盐储罐201内的熔盐均匀分布而提高罐内熔盐热量和温度的均匀性，熔盐分配集箱204的熔盐入口分别通过罐内熔盐管路与蓄热回盐口a和放热回盐口b相连，以使得通过蓄热回盐口a和放热回盐口b返回熔盐储罐201中的熔盐能够通过熔盐分配集箱204的分配作用实现在罐内的均匀分布。第一温度测点205能够实时监测和反馈熔盐储罐内的熔盐温度，进而有助于系统智能化控制的实现。

蓄放热模块1利用熔盐作为储能介质进行蓄热，并利用蓄热后的熔盐与供暖回水换热制取中温供暖水。具体地，蓄放热模块1包括分别将从熔盐储罐201中抽取的熔盐进行蓄热处理和放热供暖处理并将处理后熔盐返回熔盐储罐201的蓄热回路和放热供暖回路，蓄热回路中设置有能够实现熔盐蓄热的第一换热器104且放热回路中设置有能够实现熔盐放热供暖的第二换热器106。

本发明的蓄放热模块1布置在储热系统平台上，平台位置高于熔盐储罐201以便于系统停止运行时管路及设备中的熔盐及时排空，降低熔盐发生凝固的风险。蓄热回路和放热供暖回路中的熔盐管路优选地配备有电伴热带，系统在停机期间，为了避免储热系统中熔盐凝结，启动电伴热系统维持熔盐管路温度。

具体地，蓄热回路和放热供暖回路的两端分别与熔盐循环泵202的熔盐输出口和熔盐储罐上的不同回盐口相连，熔盐循环泵202与蓄热回路中第一换热器104的出口熔盐管路之间还设置有熔盐旁路，熔盐旁路中设置有第三熔盐控制阀203。在熔盐的外部供热源能量输入中断时，配合电加热器206的开启，同时开启第三熔盐控制阀203并接通熔盐旁路，使得熔盐能够小流量循环走熔盐旁路，通过熔盐循环泵、熔盐旁路、蓄热回盐口a、罐内熔盐管道以及熔盐分配集箱204进行循环，使熔盐储罐201内的熔盐温度维持均匀稳定。

蓄放热模块1分为蓄热和放热两部分，其中蓄热回路中沿着熔盐流动方向设置有调节阀、流量计、第一熔盐控制阀103和第一换热器104，放热供暖回路中沿着熔盐流动方向设置有调节阀、流量计、第二熔盐控制阀105和第二换热器106。其中，蓄热回路与放热供暖回路优选地共用调节阀101和流量计102，能够简化结构和流路。调节阀101能够调节进入蓄放热模块1中的熔盐流量，而流量计102能够实时返回流量信号，有利于实现系统的智能化控制。另外，熔盐分配集箱204的熔盐入口分别通过和熔盐储罐上的不同回盐口相连的罐内熔盐管路与蓄热回路和放热供暖回路相连。

根据本发明，第一换热器104可以为电加热器或电极炉，也可以是以太阳能作为外部能量输入源的太阳能吸热器，第二换热器106则利用熔盐与放热换热介质之间的换热实现放热换热介质的加热并将得到的供暖供水进一步提供至用热设备/热用户处进行供暖，其中的放热换热介质优选为供暖回水。

本发明的保温基础模块布置在储罐模块2底部并且包括能够辅助蓄放热的保温基础层301。

保温基础层301包括上层的复合保温层3011和下层的混凝土基础层3012，复合保温层3011有助于实现保温，而混凝土基础层3012能够实现辅助蓄放热。具体地，本发明的复合保温层301由承重环墙、砂垫层、岩棉圈、纳米隔热层、泡沫玻璃层和防潮层组合铺设而成，是多种材料、多层铺设的复合结构，能够很好的满足储罐基础强度和绝热性能的要求，具体可以采用现有技术中已有的铺设手段；而混凝土基础层3012则由包括氧化铁骨料和水泥黏结剂的耐高温混凝土浇筑而成，利用具有良好蓄热性能的混凝土制备得到混凝土基础层，不仅造价低、操作简便易行，而且可以根据机组容量进行灵活配置，使之与蓄放热模块1和储罐模块2以及保温基础层301中复合保温层3011配合实现辅助蓄放热的效果。

进一步优选地，本发明的保温基础模块3还包括供暖回水预热单元，供暖回水预热单元能够辅助预热供暖回水并辅助蓄放热，一方面增大了系统的蓄热容量并降低了放热后期系统的调节难度，另一方面还可显著降低熔盐循环泵的出力，优化设备选型并减少设备投资。

具体地，供暖回水预热单元包括储水罐303和设置在保温基础层301中的换热管3013，储水罐303通过设置有循环水泵305的出水管与换热管3013的进水口相连，换热管3013的出水口通过回水管与储水罐303相连，并且出水管还通过预热水管与第二换热器106相连，换热管的进水口以及出水管和预热水管中均设置有截止阀，如设置在出水管上的第一截止阀306、设置在预热水管中的第二截止阀307和设置在换热管的进水口处的第三截止阀308以实现相应的控制。

换热管3013的外壁优选地包裹有石墨层并且布置在保温基础层的混凝土基础层3012中，这样既可以使换热管3013和混凝土基础层3012相互独立地热胀冷缩，还可以进一步改善管道和混凝土基础层之间的热传递效果。

供暖回水预热单元的保温基础层301中还布置有若干个第二温度测点302，第二温度测点302能够实时监测和反馈保温基础层301的温度，进而有利于实现系统的智能化控制，如根据需要启用或关闭供暖回水预热单元。

此外，本发明供暖回水预热单元的储水罐303以及出水管、回水管和预热水管均配备有保温层，储水罐303中还设置有与回水管相连的布水器304，以提高储水罐303中的温度均匀性。

并且，本发明的单罐熔盐储能供暖系统还优选地包括与储罐模块2、蓄放热模块1和保温基础模块3中的通电组件电连接的控制单元，如DSC系统。该控制单元直接与熔盐循环泵、流量计、第一温度测点、循环水泵、第二温度测点、第一换热器、第二换热器、电加热器、调节阀等电连接，接收来自流量计、第一温度测点和第二温度测点的温度信号和流量信号，调整调节阀的开度并开启或关闭熔盐循环泵和循环水泵等等，实现全自动化控制或半自动化控制，本发明的改进关键在于机械结构，但不限于包括上述电气连接和控制模式的匹配式改进。

本发明的单罐熔盐储能供暖方法则采用上述的单罐熔盐储能供暖系统进行储能供暖，具体包括以下步骤：

在蓄热模式下，将熔盐储罐中的低温熔盐输送至蓄热回路中的第一换热器进行加热升温并将得到的高温熔盐返回熔盐储罐，同时利用保温基础模块辅助蓄热，实时监测熔盐储罐内熔盐的温度直至完成蓄热；

在放热供暖模式下，将熔盐储罐中的高温熔盐输送至放热供暖回路中第二换热器与供暖回水换热并将得到的低温熔盐返回熔盐储罐，同时利用保温基础模块辅助放热，实时监测熔盐储罐内熔盐的温度直至完成放热供暖。

也即，本发明通过熔盐蓄放热与和混凝土蓄放热相结合的方式，既可起到保温支撑的作用也能储存一部分的能量。并且，上述蓄热模式可以在谷电时段启用，放热供暖模式可以在非谷电时段启用，进而充分利用热量。

进一步地，当保温基础模块还包括供暖回水预热单元时，在蓄热模式下同时启动供暖回水预热单元进行供暖回水预热流程并获得预热后的供暖回水，在放热供暖模式下并在熔盐温度降低达到设定值时启动供暖回水预热单元进行预热供暖回水供暖流程并将预热后的供暖回水提供至所述第二换热器一同进行换热供暖。

在系统蓄热过程中，通过供暖回水预热单元加热供暖回水，既能保证基础的安全也可以预热回水。在系统放热供暖过程中，随着放热供暖的进行，熔盐温度进一步降低，此时向系统提供预热后的供热回水，逐步调整熔盐换热流量就能满足用户的供暖需求。也即，通过设置供暖回水预热单元进行供热回水的预热和储存，不仅增大了系统的蓄热容量，而且降低了放热后期系统的调节难度，还可显著降低熔盐泵的出力，优化设备选型并减少设备投资。

根据本发明，当单罐熔盐储能供暖系统还包括与储罐模块、蓄放热模块和保温基础模块中的通电组件电连接的控制单元如DSC系统时，利用控制单元控制单罐熔盐储能供暖系统的全自动化运行或半自动化运行。由于在熔盐放热供暖过程中熔盐储罐内的温度不是恒定值，通过控制单元控制系统中熔盐的流量保证供暖供水的连续、稳定输出。

下面结合具体一个具体示例对本发明作进一步说明。

如图1所示，蓄放热模块1布置在储热系统平台上，熔盐管路配备MI电伴热带。平台位置高于熔盐储罐201以便于系统停止运行时，管路及设备中的熔盐依靠自身重力及时排空，降低熔盐发生凝固的风险。系统在停机期间，为了避免系统中熔盐凝结，启动MI电伴热系统维持熔盐管路温度。

在夜间谷电时段，打开调节阀101、第一熔盐阀103、第一换热器104，关闭第三熔盐阀203、第二熔盐阀105和第二换热器106系统进入蓄热模式。开启熔盐循环泵202，熔盐储罐201中的低温熔盐由熔盐循环泵202泵入第一换热器104中，经加热升温后的高温熔盐从第一换热器104流出，从蓄热回盐口a经罐内熔盐管道进入熔盐分配集箱204最终返回至熔盐储罐201中。并且，随着熔盐储罐201中熔盐温度的升高，罐内高温熔盐向熔盐储罐底部的保温基础模块3尤其是混凝土基础层3012传递热量，并将热量储存在混凝土基础层3012中。

开始时控制低温熔盐小流量循环并遵循等比例热平衡调节的原则，同时考虑熔盐储罐的升温限制逐渐增大流量。为了精确控制熔盐的温度和流量，以达到系统能量平衡并满足熔盐储罐201、第一换热器104的温升限制，在熔盐循环泵的出口管路中设置有流量计102、在熔盐储罐的内壁面上铺设有第一温度测点205，实时返回流量、温度信号。DCS系统根据反馈信号调节熔盐循环泵202的频率和调节阀101的开度，保证蓄热过程中系统的稳定和安全，整个蓄热过程可实现智能化。蓄热流程循环进行，直至熔盐储罐201内的熔盐和混凝土基础层温度达到均匀稳定。至此将谷电电能转化为热能储存在熔盐储罐201的熔盐中和保温基础层301中，完成蓄热。

为保证系统安全运行，需在蓄热开始一段时间之后启动循环水泵305，此时保温基础层301已经储存了一定的热量。通过布置在保温基础层尤其是混凝土基础层中的温度测点302反馈的基础温度信号，DCS系统下发指令启动循环水泵305，开始供暖回水预热流程。此时打开第一截止阀306、第三截止阀308并关闭第二截止阀307，通过循环水泵305的作用，供暖回水顺着换热管3013沿基础温度梯度逆向流过保温基础层301，然后经由布水器304进入储水罐303，完成一次供暖回水预热过程。供暖回水预热过程循环进行直至保温基础层和预热后供暖回水的温度均达到稳定，这样既能保证基础的安全也可以预热回水。

在非谷电时段，关闭第一熔盐阀103、第三熔盐阀203和第一换热器104，打开第二熔盐阀105和第二换热器106，系统进入放热供暖模式。开启熔盐循环泵202，熔盐储罐201中的高温熔盐由熔盐循环泵202泵入第二换热器106中与供暖回水换热。换热后的低温熔盐从第二换热器106出口流出至放热回盐口b经罐内熔盐管道进入熔盐分配集箱204最终进入熔盐储罐201中。此时保温基础层301中高温的混凝土基础层也不断放热并与熔盐换热，将储存的热量释放给熔盐，熔盐作为载体，在熔盐储罐201和第二换热器106之间不断循环，最终把熔盐储罐201、保温基础层301中储存的热量全部释放，制取用户所需温度参数的供暖供水，完成放热供暖。

随着放热供暖的进行，熔盐储罐201中的熔盐温度不断下降，DCS系统根据第一温度测点205反馈的温度信号、流量计102反馈的流量信号，调整熔盐循环泵202的频率和调节阀101的开度，保证系统供暖供水的稳定输出。当第一温度测点205反馈的熔盐温度进一步降低达到设定值时，DCS系统下发指令启动循环水泵305，打开第一截止阀306、第二截止阀307并关闭第三截止阀308，降低主管供暖回水流量并且进入预热供暖回水供暖流程，预热后的供暖回水提供至第二换热器与主管道的供暖回水一同进行换热供暖，系统逐步调整熔盐换热流量，保证供暖供水连续、稳定的输出。如此操作可显著降低熔盐循环泵202的出力，优化系统设备选型，也可减低第二换热器106的设计难度。这个阶段中熔盐与储水不断换热，最终把熔盐储罐201和储水罐303中储存的热量全部释放，完成放热供热。

放热结束后关闭熔盐循环泵202、循环水泵305和第一截止阀306，打开第二截止阀307和第三截止阀308，将供暖回水灌入储水罐303，待下一轮蓄热时使用。

以上过程是以谷电储热供暖为例进行的介绍，此时第一换热器104可以是电加热器或电极炉。若是以太阳能作为外部能量输入，则第一换热器104是太阳能吸热器。

当外部供热源如第一换热器104的能量输入中断时，可启动电加热器206维持熔盐储罐201内的熔盐温度，避免熔盐凝结而损坏设备。此时开启熔盐循环泵202和第三熔盐阀门203，使熔盐小流量循环走熔盐旁路，使熔盐储罐201内的熔盐温度维持均匀稳定。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，包括：

储罐模块，包括熔盐储罐和能够从熔盐储罐中抽取熔盐的熔盐循环泵；

蓄放热模块，包括分别将从熔盐储罐中抽取的熔盐进行蓄热处理和放热供暖处理并将处理后熔盐返回熔盐储罐的蓄热回路和放热供暖回路，所述蓄热回路中设置有能够实现熔盐蓄热的第一换热器且放热回路中设置有能够实现熔盐放热供暖的第二换热器；

保温基础模块，布置在储罐模块底部并且包括能够辅助蓄放热的保温基础层。

2.根据权利要求1所述的单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述蓄热回路和放热供暖回路的两端分别与熔盐循环泵的熔盐输出口和熔盐储罐顶部的不同回盐口相连，所述熔盐循环泵与蓄热回路中第一换热器的出口熔盐管路之间还设置有熔盐旁路，所述熔盐旁路中设置有第三熔盐控制阀。

3.根据权利要求1所述的单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述蓄热回路中沿着熔盐流动方向设置有调节阀、流量计、第一熔盐控制阀和第一换热器，所述放热供暖回路中沿着熔盐流动方向设置有调节阀、流量计、第二熔盐控制阀和第二换热器，其中，所述蓄热回路与放热供暖回路共用所述调节阀和流量计。

4.根据权利要求1所述的单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述蓄放热模块布置在高于储罐模块设置的储热平台上，蓄热回路和放热供暖回路中的熔盐管路配备有电伴热带，其中，所述第一换热器为电加热器、电极炉或太阳能吸热器，所述第二换热器的放热换热介质为供暖回水。

5.根据权利要求1所述的单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述单罐熔盐储能供暖系统还包括与储罐模块、蓄放热模块和保温基础模块中的通电组件电连接的控制单元；所述储罐模块的熔盐储罐中还设置有电加热器、熔盐分配集箱以及若干个布置在熔盐储罐内壁面上的第一温度测点，所述熔盐储罐铺设有保温层并且包括罐顶保温层、罐壁保温层和罐底基础保温层，所述熔盐分配集箱的熔盐入口分别通过和熔盐储罐顶部的不同回盐口相连的罐内熔盐管路与蓄热回路和放热供暖回路相连。

6.根据权利要求1所述的单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述保温基础层包括上层的复合保温层和下层的混凝土基础层，所述复合保温层由承重环墙、砂垫层、岩棉圈、纳米隔热层、泡沫玻璃层和防潮层组合铺设而成，所述混凝土基础层由包括氧化铁骨料和水泥黏结剂的耐高温混凝土浇筑而成。

7.根据权利要求1所述的单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述保温基础模块还包括供暖回水预热单元，所述供暖回水预热单元包括储水罐和设置在保温基础层中的换热管，所述储水罐通过设置有循环水泵的出水管与换热管的进水口相连，所述换热管的出水口通过回水管与储水罐相连，其中，所述出水管还通过预热水管与第二换热器相连，所述换热管的进水口以及出水管和预热水管中均设置有截止阀。

8.根据权利要求7所述的单罐熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述供暖回水预热单元的保温基础层中还布置有若干个第二温度测点，所述换热管的外壁包裹有石墨层并且布置在保温基础层的混凝土基础层中，所述储水罐以及出水管、回水管和预热水管均配备有保温层，所述储水罐中还设置有与回水管相连的布水器。

9.一种单罐熔盐储能供暖方法，其特征在于，采用权利要求1至8中任一项所述的单罐熔盐储能供暖系统进行储能供暖，包括以下步骤：

在蓄热模式下，将熔盐储罐中的低温熔盐输送至蓄热回路中的第一换热器进行加热升温并将得到的高温熔盐返回熔盐储罐，同时利用保温基础模块辅助蓄热，实时监测熔盐储罐内熔盐的温度直至完成蓄热；

在放热供暖模式下，将熔盐储罐中的高温熔盐输送至放热供暖回路中第二换热器与供暖回水换热并将得到的低温熔盐返回熔盐储罐，同时利用保温基础模块辅助放热，实时监测熔盐储罐内熔盐的温度直至完成放热供暖。

10.根据权利要求9所述的单罐熔盐储能供暖方法，其特征在于，

当所述保温基础模块还包括供暖回水预热单元时，在蓄热模式下同时启动所述供暖回水预热单元进行供暖回水预热流程并获得预热后的供暖回水，在放热供暖模式下并在熔盐温度降低达到设定值时启动所述供暖回水预热单元进行预热供暖回水供暖流程并将所述预热后的供暖回水提供至所述第二换热器一同进行换热供暖；

当所述单罐熔盐储能供暖系统还包括与储罐模块、蓄放热模块和保温基础模块中的通电组件电连接的控制单元时，利用所述控制单元控制所述单罐熔盐储能供暖系统的全自动化运行或半自动化运行。

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