CN112325358A - 基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统及方法 - Google Patents

基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统及方法，属于供热技术领域。该系统包括加热泵、高温熔盐储热罐、高温熔盐泵、流量计、换热器、供热机组、低温熔盐泵、热回收器和低温熔盐储热罐等结构；弃用的清洁能源通过加热泵加热从低温熔盐储热罐出来的熔盐，加热后的高温熔盐储存至高温熔盐储热罐，通过高温熔盐泵将高温熔盐通过流量计，流至换热器，换热器将高温熔盐中的热量转换至常温水中，加热后的水通过供热机组将高温水输送至用户，供热机组用于调节水温，降供热水温的波动度。本发明清洁环保无污染，储能密度高，解决富余能源的浪费，对外可提供蒸汽供热，有效的利用了富裕的电力资源，易于推广应用。

Description

基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统及方法
技术领域
本发明属于供热技术领域，具体涉及一种基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统及方法。
背景技术
目前，学界中提出了要“科学发展水能、风能、太阳能、生物质能、地热能， 推进国家清洁能源基地建设”的目标，同时也提出了全力打造“绿色能源”、“绿色食 品”、“健康生活目的地”等“三张牌”的发展目标。云南省清洁能源资源丰富，水电 资源可开发量居全国第三。云南清洁能源发电量占全省91.9％，每年弃电量达到 350亿千瓦时，占全年电量的11.7％。随着各大型水库的逐步建成，弃电量将逐 年上升。对于弃电量的合理再利用是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，实现清洁能源的合理高效经济利用，提供一种基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统及方法，该系统将富余电量用于制热，通过熔盐蓄热来有效传递热量，清洁无污染，易于推广应用。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统，包括加热泵、高温熔盐储热罐、高温熔盐泵、流量计、换热器、供热机组、低温熔盐泵、热回收器和低温熔盐储热罐；
加热泵采用弃用的清洁能源作为加热能源；
低温熔盐储热罐与高温熔盐储热罐相连，且低温熔盐储热罐与高温熔盐储热罐连接的管道上设有加热泵；加热泵用于对管道中的熔盐进行加热；加热后的熔盐储存于高温熔盐储热罐；
高温熔盐储热罐通过管道与高温熔盐泵的一端相连；
高温熔盐泵的另一端通过管道与换热器的熔盐入口相连，且高温熔盐泵的另一端与换热器之间的管道上设有流量计；换热器的熔盐出口与低温熔盐泵的一端通过管道连接；
低温熔盐泵的另一端通过管道与热回收器的一端通过管道相连；
热回收器的另一端与低温熔盐储热罐通过管道相连；
换热器的热水出口通过供热机组输送至用户。
进一步，优选的是，还包括热补偿器，热补偿器设置在低温熔盐泵热回收器之间的管道上。
进一步，优选的是，太阳能发电设备与热补偿器相连。
进一步，优选的是，还包括控制器，控制器与高温熔盐泵、流量计相连；控制器用于采集流量计的数据，并通过控制高温熔盐泵来控制熔盐流量。
进一步，优选的是，控制器还与低温熔盐泵相连，用于控制低温熔盐泵的工作。
本发明同时提供一种基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热方法，采用上述基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统，包括如下步骤：
弃用的清洁能源通过加热泵加热从低温熔盐储热罐出来的熔盐，加热后的高温熔盐储存至高温熔盐储热罐，通过高温熔盐泵将高温熔盐通过流量计，流量计用于测量熔盐流量的大小，高温熔盐通过流量计后流至换热器，换热器将高温熔盐中的热量转换至常温水中，加热后的水通过供热机组将高温水输送至用户，供热机组用于调节水温，降供热水温的波动度。
进一步，优选的是，换热器中的低温熔盐通过低温熔盐泵将其抽出，通过热补偿器，热补偿器由太阳能发电设备供能，热补偿器用于将低温熔盐加热避免熔盐堵塞管道，在离低温熔盐储存罐不远处设置热回收器回收熔盐的热量，回收热量后的低温熔盐流至低温熔盐储热罐中。
进一步，优选的是，控制器用于采集流量计的数据，并通过流量计的数据来控制高温熔盐泵来从而控制高温熔盐流量。
进一步，优选的是，控制器通过控制低温熔盐泵的工作从而控制低温熔盐流量。
本发明中所述的清洁能源为通过水力、风力、太阳能发电所得的富余电力。
本发明的工作原理：
本发明通过清洁能源的富余电力进行运作，有效提高了资源的合理高效利用率。
将弃用的清洁能源通过加热泵加热由低温熔盐储热罐出来的熔盐，加热后的高温熔盐储存至高温熔盐储热罐，通过高温熔盐泵将高温熔盐通过流量计，流量计用于测量熔盐流量的大小来反馈信息至控制器，高温熔盐通过流量计后流至换热器，换热器将高温熔盐中的热量转换至常温水中，加热后的水通过供热机组将高温水输送至用户，供热机组的作用是调节水温，降供热水温的波动度。
换热器中的低温熔盐通过低温熔盐泵将其抽出，通过热补偿器，热补偿器由太阳能发电设备供能，由于低温熔盐容易堵塞管道，热补偿器的作用是将低温熔盐适当加热避免熔盐堵塞管道，在离低温熔盐储存罐不远处设置热回收器，避免热能资源浪费。低温熔盐流至低温熔盐储热罐中。
控制器的作用：通过控制器4控制来控制整个装置的流量，还可以通过用户和电网的信号反馈来控制整个装置的熔盐温度和流量。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
本发明系统依托人工智能、大数据及区块链等高新技术，由水电、太阳能等清洁能源生产板块产生的多余电量通过电网进行输送，将其富余电量用于熔盐加热，通过熔盐储热技术将电能转换为热能，输送至用户；
熔盐储热技术优选采用金属氧化物为介质，温度可以达到800℃左右，通过换热器可以将水温提升至35~85℃。低温熔盐通过热补偿器适当升温，使其不造成管道堵塞；
本发明清洁环保无污染，储能密度高，解决富余能源的浪费，对外可提供蒸汽供热，有效的利用了富裕的电力资源。
本发明熔盐介质可循环使用，能够将富余能源生成热能资源供热，促进新能源发展，易于推广应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统的结构示意图；
其中，1、清洁能源；2、加热泵；3、高温熔盐储热罐；4、控制器；5、高温熔盐泵；6、流量计；7、换热器；8、供热机组；9、用户；10、低温熔盐泵；11、热补偿器；12、热回收器；13、低温熔盐储热罐；14、太阳能发电设备。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述。
本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术、连接关系或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、连接关系、条件或者按照产品说明书进行。所用材料、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，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或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明系统包括电热装置、熔盐储存装置和换热装置，通过清洁能源1富余电力供能，通过电热装置将低温熔盐加热，加热后的熔盐储存于熔盐储存装置之中，通过高温熔盐泵将高温熔盐抽出至换热装置中，换热装置将换热后的水输送至用户，低温熔盐通过低温熔盐泵输送至熔盐储热装置中。具体如图1所示，一种基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统，包括加热泵2、高温熔盐储热罐3、高温熔盐泵5、流量计6、换热器7、供热机组8、低温熔盐泵10、热回收器12和低温熔盐储热罐13；
加热泵2采用弃用的清洁能源1作为加热能源；
低温熔盐储热罐13与高温熔盐储热罐3相连，且低温熔盐储热罐13与高温熔盐储热罐3连接的管道上设有加热泵2；加热泵2用于对管道中的熔盐进行加热；加热后的熔盐储存于高温熔盐储热罐3；
高温熔盐储热罐3通过管道与高温熔盐泵5的一端相连；
高温熔盐泵5的另一端通过管道与换热器7的熔盐入口相连，且高温熔盐泵5的另一端与换热器7之间的管道上设有流量计6；换热器7的熔盐出口与低温熔盐泵10的一端通过管道连接；
低温熔盐泵10的另一端通过管道与热回收器12的一端通过管道相连；
热回收器12的另一端与低温熔盐储热罐13通过管道相连；
换热器7的热水出口通过供热机组8输送至用户9。
优选，还包括热补偿器11，热补偿器11设置在低温熔盐泵10热回收器12之间的管道上。
优选，太阳能发电设备14与热补偿器11相连。
优选，还包括控制器4，控制器4与高温熔盐泵5、流量计6相连；控制器4用于采集流量计6的数据，并通过控制高温熔盐泵5来控制熔盐流量。
优选，控制器4还与低温熔盐泵10相连，用于控制低温熔盐泵10的工作。
本发明经过换热器7换热后的熔盐通过低温熔盐泵10抽出，依次通过热补偿器11，热补偿器11适当升温低温熔盐，在离低温熔盐储热罐13附近处设置热回收器12，吸收多余热量。低温熔盐进入低温熔盐储热罐13，形成循环系统。
热补偿器11通过太阳能发电设备14的富余电量供能。
一种基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热方法，采用上述基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统，包括如下步骤：
弃用的清洁能源通过加热泵加热从低温熔盐储热罐出来的熔盐，加热后的高温熔盐储存至高温熔盐储热罐，通过高温熔盐泵将高温熔盐通过流量计，流量计用于测量熔盐流量的大小，高温熔盐通过流量计后流至换热器，换热器将高温熔盐中的热量转换至常温水中，加热后的水通过供热机组将高温水输送至用户，供热机组用于调节水温，降供热水温的波动度。
换热器中的低温熔盐通过低温熔盐泵将其抽出，通过热补偿器，热补偿器由太阳能发电设备供能，热补偿器用于将低温熔盐加热避免熔盐堵塞管道，在离低温熔盐储存罐不远处设置热回收器回收熔盐的热量，回收热量后的低温熔盐流至低温熔盐储热罐中。
控制器用于采集流量计的数据，并通过流量计的数据来控制高温熔盐泵来从而控制高温熔盐流量。
控制器通过控制低温熔盐泵的工作从而控制低温熔盐流量。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统，其特征在于，包括加热泵（2）、高温熔盐储热罐（3）、高温熔盐泵（5）、流量计（6）、换热器（7）、供热机组（8）、低温熔盐泵（10）、热回收器（12）和低温熔盐储热罐（13）；
加热泵（2）采用弃用的清洁能源（1）作为加热能源；
低温熔盐储热罐（13）与高温熔盐储热罐（3）相连，且低温熔盐储热罐（13）与高温熔盐储热罐（3）连接的管道上设有加热泵（2）；加热泵（2）用于对管道中的熔盐进行加热；加热后的熔盐储存于高温熔盐储热罐（3）；
高温熔盐储热罐（3）通过管道与高温熔盐泵（5）的一端相连；
高温熔盐泵（5）的另一端通过管道与换热器（7）的熔盐入口相连，且高温熔盐泵（5）的另一端与换热器（7）之间的管道上设有流量计（6）；换热器（7）的熔盐出口与低温熔盐泵（10）的一端通过管道连接；
低温熔盐泵（10）的另一端通过管道与热回收器（12）的一端通过管道相连；
热回收器（12）的另一端与低温熔盐储热罐（13）通过管道相连；
换热器（7）的热水出口通过供热机组（8）输送至用户（9）。
2.根据权利要求1所述的基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统，其特征在于，还包括热补偿器（11），热补偿器（11）设置在低温熔盐泵（10）热回收器（12）之间的管道上。
3.根据权利要求1所述的基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统，其特征在于，太阳能发电设备（14）与热补偿器（11）相连。
4.根据权利要求1所述的基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统，其特征在于，还包括控制器（4），控制器（4）与高温熔盐泵（5）、流量计（6）相连；控制器（4）用于采集流量计（6）的数据，并通过控制高温熔盐泵（5）来控制熔盐流量。
5.根据权利要求1所述的基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统，其特征在于，控制器（4）还与低温熔盐泵（10）相连，用于控制低温熔盐泵（10）的工作。
6.一种基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热方法，采用权利要求1~5任意一项所述的基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热系统，其特征在于，包括如下步骤：
弃用的清洁能源通过加热泵加热从低温熔盐储热罐出来的熔盐，加热后的高温熔盐储存至高温熔盐储热罐，通过高温熔盐泵将高温熔盐通过流量计，流量计用于测量熔盐流量的大小，高温熔盐通过流量计后流至换热器，换热器将高温熔盐中的热量转换至常温水中，加热后的水通过供热机组将高温水输送至用户，供热机组用于调节水温，降供热水温的波动度。
7.根据权利要求6所述的基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热方法，其特征在于，换热器中的低温熔盐通过低温熔盐泵将其抽出，通过热补偿器，热补偿器由太阳能发电设备供能，热补偿器用于将低温熔盐加热避免熔盐堵塞管道，在离低温熔盐储存罐不远处设置热回收器回收熔盐的热量，回收热量后的低温熔盐流至低温熔盐储热罐中。
8.根据权利要求6所述的基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热方法，其特征在于，控制器用于采集流量计的数据，并通过流量计的数据来控制高温熔盐泵来从而控制高温熔盐流量。
9.根据权利要求6所述的基于熔盐蓄热技术的绿色能源供热方法，其特征在于，控制器通过控制低温熔盐泵的工作从而控制低温熔盐流量。
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