CN115614860A - 一种跨季节冷热联储能源系统、冬季供暖方法、夏季制冷方法 - Google Patents

一种跨季节冷热联储能源系统、冬季供暖方法、夏季制冷方法 Download PDF

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CN115614860A CN202211192704.4A CN202211192704A CN115614860A CN 115614860 A CN115614860 A CN 115614860A CN 202211192704 A CN202211192704 A CN 202211192704A CN 115614860 A CN115614860 A CN 115614860A
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Abstract

本申请公开了一种跨季节冷热联储能源系统、冬季供暖方法、夏季制冷方法，解决了冬季取暖、夏季制冷能耗高的问题。所述的跨季节冷热联储能源系统包括跨季节冷热联储装置、制冰机、供水管路、回水管路，所述供水管路、所述回水管路流通有介质；所述跨季节冷热联储装置通过所述供水管路向外输出热能/冷能，输送完毕后，所述制冰机通过所述供水管路向外输出热能/冷能，同时，所述制冰机向所述跨季节冷热联储装置输出冷能/热能，所述跨季节冷热联储装置储存所述冷能/热能。本申请通过设置跨季节冷热联储装置，可以实现热能、冷能的储存和跨季节使用，缓解了冬季取暖、夏季制冷能耗高的现象。

Description

一种跨季节冷热联储能源系统、冬季供暖方法、夏季制冷方法
技术领域
本申请涉及城市能源技术领域，具体涉及一种跨季节冷热联储能源系统、冬季供暖方法、夏季制冷方法。
背景技术
在双碳目标之下，如何在经济性可行的情况下降低供热、供冷系统的能耗和碳排放成为行业发展亟需解决的难题。
随着可再生能源发电比率的提高，未来的电网发电结构中夏季水电发电量多，冬季枯水期发电量少，因此电网冬季需要火力发电(燃煤、燃气、配碳捕捉的发电、或者生物质发电)来支撑，而这些火电发电的同时就会产生一些余热，这些余热恰好用于供热，但是这些余热与我国北方地区冬季供热需求相比，余热量是非常有限的。未来我国冬季供热存在两个关键问题：一是总热量不够，随着化石能源使用量的减少，冬季可供热的热源短缺，冬季热不够用的问题愈加凸显，需要冬季深度挖掘一些热量用于供热；二是因为供热负荷需求是变化的，需要因为尖峰热负荷而配置供热热源装机，投资大，而承担尖峰热负荷的热源的利用小时数低，影响其经济性。
同时，夏季供冷也存在以下问题：一是供冷能耗高，现状夏季供冷常采用电制冷的方式，供冷总电耗仍然较高，亟需降低供冷的总电耗；二是需要因为供冷而单独增加电网的发电装机、输配电的投资、电制冷设备投资，且因为制冷负荷的波动性大，导致这些设备投资大、满负荷利用小时数低。
发明内容
为了解决上述现有技术中的问题，本申请的目的在于提供一种跨季节冷热联储能源系统、冬季供暖方法、夏季制冷方法，可以实现热能、冷能的储存和跨季节使用，缓解了冬季取暖、夏季制冷能耗高的现象，节能减排，减少碳排放，降低运行成本。
为了实现上述技术目的，本申请采用以下技术方案：
本申请第一方面提供一种跨季节冷热联储能源系统，包括跨季节冷热联储装置、制冰机、供水管路、回水管路，所述供水管路、所述回水管路流通有介质；
所述跨季节冷热联储装置通过所述供水管路向外输出热能/冷能，输送完毕后，所述制冰机通过所述供水管路向外输出热能/冷能，同时，所述制冰机向所述跨季节冷热联储装置输出冷能/热能，所述跨季节冷热联储装置储存所述冷能/热能。
可选地，所述制冰机包括第一入口、第一出口、第二入口、第二出口，所述跨季节冷热联储装置包括第一小室，所述第一小室包括第一进出口、第二进出口、第五进出口；
所述第一入口分别连接所述回水管路、所述第一进出口，所述第一出口分别连接所述供水管路、所述第二进出口，所述第二入口分别连接所述回水管路、所述第一进出口，所述第二出口分别连接所述供水管路、所述第五进出口；
所述第一进出口连接所述回水管路，所述第二进出口连接所述供水管路，所述第五进出口连接所述供水管路。
可选地，所述跨季节冷热联储装置还包括第二小室，所述第二小室与所述第一小室并联，所述第二小室包括第三进出口、第四进出口、第六进出口；
所述第一入口连接所述第三进出口，所述第一出口连接所述第四进出口，所述第二入口连接所述第三进出口，所述第二出口连接所述第六进出口；
所述第三进出口连接所述回水管路，所述第四进出口连接所述供水管路，所述第六进出口连接所述供水管路。
可选地，所述第一进出口的设置有第十五阀门、所述第二进出口设置有第一阀门、所述第五进出口设置有第五阀门；
所述第三进出口设置有第十六阀门、所述第四进出口设置有第三阀门、所述第六进出口设置有第七阀门。
可选地，所述第一入口连接所述第一进出口的路径上设置有第十阀门，连接所述第三进出口的路径上设置有第十二阀门；
所述第一出口连接所述第二进出口的路径上设置有第九阀门，连接所述第四进出口的路径上设置有第十一阀门；
所述第二入口连接所述第一进出口的路径上设置有第六阀门，连接所述第三进出口的路径上设置有第八阀门。
可选地，所述第一进出口连接所述回水管路的路径上设置有第二阀门，所述第二进出口连接所述供水管路的路径上设置有第十七阀门，所述第五进出口连接所述供水管路的路径上设置有第十三阀门；
所述第三进出口连接所述回水管路的路径上设置有第四阀门，所述第四进出口连接所述供水管路的路径上设置有第十八阀门，所述第六进出口连接所述供水管路的路径上设置有第十四阀门。
可选地，还包括末端换热站，所述末端换热站包括换热设备，所述换热设备包括入口、出口，所述入口连接所述供水管路，所述出口连接所述回水管路。
可选地，所述末端换热站还包括电热泵，所述电热泵包括入口、出口，所述入口与所述出口连接，所述出口连接所述回水管路。
可选地，所述跨季节冷热联储装置还包括第N小室，N为大于2的自然数，所述第N小室与所述第一小室、第二小室并联。
可选地，所述制冰机是吸收式制冰机、或电压缩式制冰机，或吸收式与电压缩式混合的制冰机。
可选地，所述换热设备是普通换热器，或大温差换热器，或二类热泵换热器。
本申请第二方面提供一种冬季供暖方法，通过以上任一项所述的跨季节冷热联储能源系统实施，冬季供暖之前的初始状态是：跨季节冷热联储装置中是高温热水，温度为90℃-95℃，所有阀门均处于关闭状态；
冬季开始供暖，包括：
工况一：第一小室供热模式；
第二阀门、第十五阀门、第一阀门、第十七阀门打开，回水管路的回水流经第二阀门、第十五阀门从第一进出口进入第一小室，高温热水从第二进出口经过第一阀门、第十七阀门流出送入供水管路，当第一小室放完热后，第二阀门、第十五阀门、第一阀门、第十七阀门均关闭。
可选地，还包括：
工况二：第一小室蓄冷同时系统供热模式，第一小室开始实现蓄冷功能，制冰机开始对第一小室进行补冷的同时，对外供热；
第十五阀门、第六阀门、第五阀门打开，第一小室的水从第一进出口流经第十五阀门、第六阀门进入制冰机的第二入口，被冷却后，从第二出口流出，经过第五阀门进入第一小室的第五进出口，将冷水或者冰浆存入第一小室；
同时，第四阀门、第十二阀门、第十一阀门、第十八阀门打开，回水管路的回水流经第四阀门、第十二阀门进入制冰机的第一入口，被加热后，从第一出口流经第十一阀门、第十八阀门后送入供水管路，对外供热；
第一小室蓄冷完毕后，第十五阀门、第六阀门、第五阀门均关闭。
可选地，还包括：
工况三：第二小室同时供热调峰模式，承担供热的调峰负荷，在工况二的基础上，第二小室同时对外供热；
第四阀门、第十六阀门、第三阀门、第十八阀门打开，回水管路的回水同时经过第四阀门、第十六阀门、经第三进出口进入第二小室，高温热水经第二小室的第四进出口、第三阀门、第十八阀门送入供水管路，对外供热；
第二小室供热完毕后，第四阀门、第十六阀门、第三阀门、第十八阀门均关闭。
可选地，还包括：
工况四：第二小室蓄冷并同时供热模式，第二小室的热量供完后，实现蓄冷功能；
第七阀门、第十六阀门、第八阀门打开，第二小室的水从第一进出口流经第十六阀门、第八阀门进入制冰机的第二入口，被冷却后，从第二出口流出，经过第七阀门进入第二小室的第六进出口，将冷水或者冰浆存入第二小室；
同时，第二阀门、第十阀门、第九阀门、第十七阀门打开，回水管路的回水流经第二阀门、第十阀门进入制冰机的第一入口，被加热后，从第一出口流经第九阀门、第十七阀门后送入供水管路，对外供热。
本申请第三方面提供一种夏季制冷方法，通过以上任一项所述的跨季节冷热联储能源系统实施，夏季供冷之前的初始状态是：跨季节冷热联储装置中是冰浆或冰水混合物，温度为0℃，所有阀门均处于关闭状态；
夏季开始供冷，包括：
工况一：第一小室供冷模式；
第二阀门、第十五阀门、第一阀门、第十七阀门打开，回水管路的回水流经第二阀门、第十五阀门从第一进出口进入第一小室，冰浆或冷水从第二进出口经过第一阀门、第十七阀门流出送入供水管路，当第一小室放完冷后，第二阀门、第十五阀门、第一阀门、第十七阀门均关闭。
可选地，还包括：
工况二：第一小室蓄热同时系统供冷模式，第一小室开始实现蓄热功能，制冰机开始对第一小室进行补热的同时，对外供冷；
第十五阀门、第十阀门、第九阀门、第一阀门打开，第一小室的水从第一进出口流经第十五阀门、第十阀门进入制冰机的第一入口，被加热后，从第一出口流经第九阀门、第一阀门后，经过第一小室的第二进出口进入第一小室；
同时，第四阀门、第八阀门、第十四阀门打开，回水管路的的回水流经第四阀门、第八阀门进入制冰机的第二入口，被冷却后，从第二出口流经第十四阀门送入供水管路，对外供冷；
第一小室蓄热完毕后，第十五阀门、第十阀门、第一阀门均关闭。
可选地，还包括：
工况三：第二小室同时供冷调峰模式，承担供冷的调峰负荷，在工况二的基础上，第二小室同时对外供冷；
第四阀门、第十六阀门、第三阀门、第十八阀门打开，回水管路的回水同时经过第四阀门、第十六阀门、经第三进出口进入第二小室，冰浆或冷水经第二小室的第四进出口、第三阀门、第十八阀门送入供水管路，对外供冷；
第二小室供冷完毕后，第四阀门、第十六阀门、第三阀门、第十八阀门均关闭。
可选地，还包括：
工况四：第二小室蓄热并同时供冷模式，第二小室供冷完成后，实现蓄热功能；
第十一阀门、第三阀门、第十六阀门、第十二阀门打开，第二小室的水从第一进出口流经第十六阀门、第十二阀门进入制冰机的第一入口，被加热后，从第一出口流经第十一阀门、第三阀门后进入第二小室的第四进出口，将高温热水存入第二小室；
同时，第二阀门、第六阀门、第十三阀门打开，回水管路的回水流经第二阀门、第六阀门进入制冰机的第二入口，被冷却后，从第二出口流经第十三阀门，送入供水管路，对外供冷。
本申请第四方面提供一种夏季制冷方法，通过以上任一项所述的跨季节冷热联储能源系统实施，夏季供冷之前的初始状态是：跨季节冷热联储装置中是冰浆或冰水混合物，温度为0℃，所有阀门均处于关闭状态；
夏季开始供冷，包括：
工况一：第一小室供冷模式；
第二阀门、第十五阀门、第五阀门、第十三阀门打开，回水管路的回水流经第二阀门、第十五阀门从第一进出口进入第一小室，冰浆或冷水从第五进出口经过第五阀门、第十三阀门送入供水管路，当第一小室放完冷后，第二阀门、第十五阀门、第五阀门、第十三阀门均关闭。
可选地，还包括：
工况二：第一小室蓄热同时系统供冷模式，第一小室开始实现蓄热功能，制冰机开始对第一小室进行补热的同时，对外供冷；
第十五阀门、第十阀门、第九阀门、第一阀门打开，第一小室的水从第一进出口流经第十五阀门、第十阀门进入制冰机的第一入口，被加热后，从第一出口流经第九阀门、第一阀门后，经过第一小室的第二进出口进入第一小室；
同时，第四阀门、第八阀门、第十四阀门打开，回水管路的回水流经第四阀门、第八阀门进入制冰机的第二入口，被冷却后，从第二出口流经第十四阀门送入供水管路，对外供冷；
第一小室蓄热完毕后，第十五阀门、第十阀门、第一阀门均关闭。
可选地，还包括：
工况三：第二小室同时供冷水调峰模式，承担供冷的调峰负荷，在工况二的基础上，第二小室同时对外供冷；
第四阀门、第十六阀门、第七阀门和第十四阀门打开，回水管路的回水同时经过第四阀门、第十六阀门、经第三进出口进入第二小室，冰浆或冷水经第二小室的第六进出口、第七阀门、第十四阀门送入供水管路，对外供冷；
第二小室供冷完毕，第四阀门、第十六阀门、第七阀门、第十四阀门均关闭。
可选地，还包括：
工况四：第二小室蓄热并同时供冷模式，第二小室供冷完成后，实现蓄热功能；
第十一阀门、第三阀门、第十六阀门、第十二阀门打开，第二小室的水从第一进出口流经第十六阀门、第十二阀门进入制冰机的第一入口，被加热后，从第一出口流经第十一阀门、第三阀门后进入第二小室的第四进出口，将高温热水存入第二小室；
同时，第二阀门、第六阀门、第十三阀门打开，回水管路的回水流经第二阀门、第六阀门进入制冰机的第二入口，被冷却后，从第二出口流经第十三阀门，送入供水管路，对外供冷。
由上述技术方案可知，本申请提供一种跨季节冷热联储能源系统、冬季供暖方法、夏季制冷方法，具有以下优点：
供热供冷可以共用一个输配管网，冷热同网。
通过系统的配置和运行实现了冷、热、气、电四网协同。
具有日调峰模式，全年可以为电力进行日调峰。因为系统有了跨季节冷热联储装置，在一日内可以将冷或者热储存在其中一个小室内，当用电高峰时，电网缺电，系统用自身的蓄冷蓄热来供冷供热，不用高峰电；当用电低谷时，电网鼓励用户多用电，该系统可以多用电产生冷和热存到跨季节冷热联储装置的一个小室中。
春季、秋季也可同时把冷和热存起来，冷在夏季释放，热在冬天释放。
制出来的部分冰也可以直接销售，用于冷链。
附图说明
图1为本申请实施例的跨季节冷热联储能源系统的结构示意图；
图2为本申请实施例的跨季节冷热联储能源系统的结构示意图；
图3为本申请实施例的跨季节冷热联储能源系统的结构示意图。
附图标记说明：1、第一阀门；2、第二阀门；3、第三阀门；4、第四阀门；5、第五阀门；6、第六阀门；7、第七阀门；8、第八阀门；9、第九阀门；10、第十阀门；11、第十一阀门；12、第十二阀门；13、第十三阀门；14、第十四阀门；15、第十五阀门；16、第十六阀门；17、第十七阀门；18、第十八阀门；
20、跨季节冷热联储装置；201、第一小室；202、第二小室；21、第六进出口；22、第三进出口；23、第四进出口；24、第五进出口；25、第一进出口；26、第二进出口；
30、制冰机；31、第一入口；32、第一出口；33、第二入口；34、第二出口；
40、末端换热站；401、换热设备；41、入口；42、出口；402、电热泵；43、入口；44、出口；
50、供水管路；
60、回水管路。
具体实施方式
本申请的核心思想是：
冬季：①利用余热或者电驱动制冰机，深度从水中提取相变热量，将用于驱动的余热或者电和从水中提出的相变热量都用于供热，大幅增加供热量，解决冬季供热系统缺热的问题，增加供热量，同时获得了免费的冰或者冷水，将得到的冰或冷水存储于一个跨季节冷热联储装置中(这时候是蓄冷)，将冷量存储一直到夏季供冷的时候再用于空调供冷。②利用跨季节冷热联储装置中的热(夏季存的余热和来自房间空调散的热)同时用于供热，将热量供出之后，用于存制冰机制出的冰或者冷。
夏季：①将跨季节冷热联储装置中存储的冷量放出，这部分冷量是冬天免费获得的，用于空调供冷，一是可以大幅降低供冷总能耗，二是也降低了因为这部分供冷而单独增加电网的发电装机、输配电的投资、电制冷设备投资。当存的冷不足以满足总冷量时，补充常规电制冷来满足总需求。②冷热联储装置冷量释放后，利用余热或者电驱动制冰机吸收来自房间空调散的热，将驱动余热或者电和房间散的热都存入冷热联储装置中(这时候是蓄热)，将存储的热量一直储存到供暖期用于供热。
该系统可以同时解决供热、供冷存在的上述关键问题。
需要补充说明的是：系统中的余热或者电驱动的制冰机冬夏工况都投入使用，设备利用率高；跨季节冷热联储装置蓄热蓄冷温差大，蓄能效率极高，冬夏都可利用，利用小时数长。驱动制冰机的余热可以是热电联产或者锅炉房来的高温热水、烟气，也可以是自己直接输入燃料(燃煤、燃气、燃油等)产生的热。
本申请的核心思想除了上述这种系统之外，还包含着一种调峰模式的思想内涵，包含着以降低初投资为目标的调峰功能及降低运行费用为目标的调峰功能。
首先，以降低初投资为目标的调峰功能具体指的是：
冬季，系统供热量有两部分，一部分是用余热驱动吸收式制冰机深度提热供热；另一部分是跨季节冷热联储装置存的热在供热，在系统配置时，用跨季节冷热联储装置顶供热的尖峰负荷，减少了供热热源的装机及配套费用。如果常规供热是用燃气锅炉的话，节省了燃气锅炉投资、配套燃气气源-气网-燃气调压站等这一套基础设施的费用(热、气协同)；如果常规供热是热电联产或者电热泵的话，节省了热电联产和电热泵的投资、配套电源-电网-变电等这一套基础设施的费用(热、电协同)；
夏季，系统用跨季节冷热联储装置存的冷顶尖峰冷负荷，大幅减少了冷源的装机及配套费用(节省了电制冷机、配套电源-电网-变电等这一套基础设施的费用)。
同时，系统供热供冷可以共用一个输配管网，冷热同网。
最终实现了冷、热、气、电四网协同。
其次，降低运行费用为目标的调峰功能，又包含季节性调峰功能和日调峰功能两种思想。
季节性的调峰功能：
冬季，在供热总量上，系统中有一部分是跨季节冷热联储装置存夏季存的余热和来自房间空调散的热在供热，相当于削减了冬季总供热量。在运行模式上，用存的热顶供热的尖峰热负荷(用于严寒期供热)，相当于削减了尖峰供热量。严寒期需热量大，这个时候的热是高价值的热，当与燃气供热相比时，相当于严寒期节省了最贵的天然气，为燃气调峰，实现了热和气的协同。着眼未来的话，未来电网上冬天是缺电的，我们通过跨季节放热削减了供热量，使得热电联产可以多发电，为电网季节性调峰，实现了热电协同。(自身削了供热的峰，为燃气调峰，为电力调峰。)
夏季，电网的空调电耗造成了季节性的用电高峰。在供冷总量上，系统中有一部分是冷是冬天免费获得的，相当于削减了夏季总供冷量，也就削减了空调的总电耗，在运行模式上，用存的冷顶尖峰冷负荷(最热月供冷)，相当于削减了尖峰供冷量。夏季最热的月份需冷量大，这个时候的冷是高价值的冷，这个冷替代的是常规电制冷，节省了最热月份的制冷耗电量，也就是削减了夏季空调用电高峰，为电网季节性调峰，实现冷电协同。(自身削了供冷的峰，为电力调峰。)
全年日调峰功能：系统可以为电力进行日调峰。
因为系统有了跨季节冷热联储装置，在一日内可以将冷或者热储存起来，当用电高峰时，电网缺电，系统用自身的蓄冷蓄热来供冷供热，不用高峰电；当用电低谷时，电网鼓励用户多用电，该系统可以多用电产生冷和热存到跨季节冷热联储装置中。(全年为电力日调峰)
系统春季、秋季也可同时把冷和热存起来，冷在夏季释放，热在冬天释放。
为了更好的了解本申请的目的、结构及功能，下面结合附图，对本申请的一种跨季节冷热联储能源系统和方法做进一步详细的描述。
实施例1
如图1所示为本申请实施例1，该实施例提供一种跨季节冷热联储能源系统，包括跨季节冷热联储装置20、制冰机30、供水管路50、回水管路60，供水管路50、回水管路60流通有介质；
在供热时该介质为水，在供冷时该介质为冰浆或水，供水管路50、回水管路60可以连接至用户的暖气系统和空调系统；
跨季节冷热联储装置20通过供水管路50向外输出热能/冷能，输送完毕后，制冰机30通过供水管路50向外输出热能/冷能，同时，制冰机30向跨季节冷热联储装置20输出冷能/热能，跨季节冷热联储装置20储存冷能/热能。
在一个实施例中，制冰机30包括第一入口31、第一出口32、第二入口33、第二出口34，跨季节冷热联储装置20包括第一小室201，第一小室201包括第一进出口25、第二进出口26、第五进出口24；
第一入口31分别连接回水管路60、第一进出口25，第一出口32分别连接供水管路50、第二进出口26，第二入口33分别连接回水管路60、第一进出口25，第二出口34分别连接供水管路50、第五进出口24；
第一进出口25连接回水管路60，第二进出口26连接供水管路50，第五进出口24连接供水管路50。
在一个实施例中，跨季节冷热联储装置20还包括第二小室202，第二小室202与第一小室201并联，第二小室202包括第三进出口22、第四进出口23、第六进出口21；
第一入口31连接第三进出口22，第一出口32连接第四进出口23，第二入口33连接第三进出口22，第二出口34连接第六进出口21；
第三进出口22连接回水管路60，第四进出口23连接供水管路50，第六进出口21连接供水管路50。
在一个实施例中，第一进出口25的设置有第十五阀门15、第二进出口26设置有第一阀门1、第五进出口24设置有第五阀门5；
第三进出口22设置有第十六阀门16、第四进出口23设置有第三阀门3、第六进出口21设置有第七阀门7。
在一个实施例中，第一入口31连接第一进出口25的路径上设置有第十阀门10，连接第三进出口22的路径上设置有第十二阀门12；
第一出口32连接第二进出口26的路径上设置有第九阀门9，连接第四进出口23的路径上设置有第十一阀门11；
第二入口33连接第一进出口25的路径上设置有第六阀门6，连接第三进出口22的路径上设置有第八阀门8。
在一个实施例中，第一进出口25连接回水管路60的路径上设置有第二阀门2，第二进出口26连接供水管路50的路径上设置有第十七阀门17，第五进出口24连接供水管路50的路径上设置有第十三阀门13；
第三进出口22连接回水管路60的路径上设置有第四阀门4，第四进出口23连接供水管路50的路径上设置有第十八阀门18，第六进出口21连接供水管路50的路径上设置有第十四阀门14。
上述各个阀门可以采用电磁阀，方便进行自动控制。
在一个实施例中，如图2所示，跨季节冷热联储能源系统还包括末端换热站40，末端换热站40包括换热设备401，换热设备401包括入口41、出口42，入口41连接供水管路50，出口42连接回水管路60。末端换热站40的功能是将冷或者热释放给用户。
在一个实施例中，如图3所示，末端换热站40还包括电热泵402，电热泵402包括入口43、出口44，入口43与出口42连接，出口44连接回水管路60。
在一个实施例中，跨季节冷热联储装置20还包括第N小室，N为大于2的自然数，第N小室与第一小室201、第二小室202并联。
系统中跨季节冷热联储装置20的每个小室不限于附图中所示的3个进出口，进出口数量可以调整，只要实现功能与本申请相同，都属于本专利保护范围，例如可以大于3个进出口。
在一个实施例中，制冰机30是吸收式制冰机、或电压缩式制冰机，或吸收式与电压缩式混合的制冰机。制冰机30可以不制冰，只出冷水。
在一个实施例中，换热设备401是普通换热器，或大温差换热器，或二类热泵换热器。
跨季节冷热联储装置20可以解决大型蓄冰池跨季节蓄冰后冰浆分层形成富冰层而无法输送冰浆的问题，能够实现大型蓄冰池内冰浆的均匀持续输送。可以采用这样的结构设置：包括蓄冰池、输冰管和回水管，蓄冰池包括冰浆区和静置区，冰浆区与静置区的底部互相连通，输冰管和回水管分别连接冰浆区和静置区；还包括：搅拌器和取冰器，搅拌器设置在冰浆区，取冰器设置在静置区的上部；搅拌器将固态冰和水混合为冰浆，并调节冰浆浓度，取冰器用于将静置区的固态冰输送至冰浆区。
以上所述的各个组成设备，例如：制冰机30、换热设备401、电热泵402，这些设备的内部结构可以参考现有技术，此处不再详细描述。这些设备上的各个接口，与设备内部的单个或多个功能组件连通，以实现对介质的升温、降温、输送、等不同功能，本领域技术人员在了解设备的具体结构之后，就可以充分理解其工作原理。
实施例2
本实施例提供一种冬季供暖方法，通过实施例1中所述的跨季节冷热联储能源系统实施，冬季这种模式实现的功能是：①利用跨季节冷热联储装置20中的热同时用于供热，将热量供出之后，用于存制冰机30制出的冷。②利用制冰机30，深度从水中提取相变热量，将用于驱动的余热或者电和从水中提出的相变热量都用于供热，同时获得了免费的冰浆或者冷水，将得到的冰浆或冷水存储于跨季节冷热联储装置20中(这时候是蓄冷)，将冷量存储一直到夏季供冷的时候再用于空调供冷。
如图1、或图2、或图3所示，冬季供暖之前的初始状态是：跨季节冷热联储装置20中是高温热水，温度为90℃-95℃，所有阀门均处于关闭状态；
冬季开始供暖，包括：
工况一：第一小室201供热模式；
第二阀门2、第十五阀门15、第一阀门1、第十七阀门17打开，回水管路60的回水流经第二阀门2、第十五阀门15从第一进出口25进入第一小室201，高温热水从第二进出口26经过第一阀门1、第十七阀门17流出送入供水管路50，当第一小室201放完热后，第二阀门2、第十五阀门15、第一阀门1、第十七阀门17均关闭。
在一个实施例中，冬季供暖方法还包括：
工况二：第一小室201蓄冷同时系统供热模式，第一小室201开始实现蓄冷功能，制冰机30开始对第一小室201进行补冷的同时，对外供热；
第十五阀门15、第六阀门6、第五阀门5打开，第一小室201的水从第一进出口25流经第十五阀门15、第六阀门6进入制冰机30的第二入口33，被冷却后，从第二出口34流出，经过第五阀门5进入第一小室201的第五进出口24，将冷水或者冰浆存入第一小室201；
同时，第四阀门4、第十二阀门12、第十一阀门11、第十八阀门18打开，回水管路60的回水流经第四阀门4、第十二阀门12进入制冰机30的第一入口31，被加热后，从第一出口32流经第十一阀门11、第十八阀门18后送入供水管路50，对外供热；
第一小室201蓄冷完毕后，第十五阀门15、第六阀门6、第五阀门5均关闭。
在一个实施例中，冬季供暖方法还包括：
工况三：第二小室202同时供热调峰模式，承担供热的调峰负荷，在工况二的基础上，第二小室202同时对外供热；
第四阀门4、第十六阀门16、第三阀门3、第十八阀门18打开，回水管路60的回水同时经过第四阀门4、第十六阀门16、经第三进出口22进入第二小室202，高温热水经第二小室202的第四进出口23、第三阀门3、第十八阀门18送入供水管路50，对外供热；
第二小室202供热完毕后，第四阀门4、第十六阀门16、第三阀门3、第十八阀门18均关闭。
这种工况下，系统既体现了降低初投资的优势，又体现了季节性调峰功能。
降低初投资体现在：
这时候系统供热量有两部分，一部分是用制冰机30深度提热供热；另一部分是跨季节冷热联储装置20存的热在供热，在系统配置时，用跨季节冷热联储装置20顶供热的尖峰负荷，减少了供热热源的装机及配套费用。如果常规供热是用燃气锅炉的话，节省了燃气锅炉投资、配套燃气气源-气网-燃气调压站等这一套基础设施的费用(热、气协同)；如果常规供热是热电联产或者电热泵的话，节省了热电联产和电热泵的投资、配套电源-电网-变电等这一套基础设施的费用(热、电协同)。
季节性调峰功能体现在：
冬季，在供热总量上，系统中有一部分是跨季节冷热联储装置20在夏季存的来自房间空调散的热在供热，相当于削减了冬季总供热量。在运行模式上，用存的热顶供热的尖峰热负荷(用于严寒期供热)，相当于削减了尖峰供热量。严寒期需热量大，这个时候的热是高价值的热，当与燃气供热相比时，相当于严寒期节省了最贵的天然气，为燃气调峰，实现了热和气的协同。着眼未来的话，未来电网上冬天是缺电的，我们通过跨季节放热削减了供热量，使得热电联产可以多发电，为电网季节性调峰，实现了热电协同。(自身削了供热的峰，为燃气调峰，为电力调峰。)
在一个实施例中，冬季供暖方法还包括：
工况四：第二小室202蓄冷并同时供热模式，第二小室202的热量供完后，实现蓄冷功能；
第七阀门7、第十六阀门16、第八阀门8打开，第二小室202的水从第一进出口22流经第十六阀门16、第八阀门8进入制冰机30的第二入口33，被冷却后，从第二出口34流出，经过第七阀门7进入第二小室202的第六进出口21，将冷水或者冰浆存入第二小室202；
同时，第二阀门2、第十阀门10、第九阀门9、第十七阀门17打开，回水管路60的回水流经第二阀门2、第十阀门10进入制冰机30的第一入口31，被加热后，从第一出口32流经第九阀门9、第十七阀门17后送入供水管路50，对外供热。
当跨季节冷热联储装置20分为N个小室时，工作过程同工况一至工况四，N个小室可循环进行倒罐操作，逐个进入先放热、然后蓄冷的功能。
实施例3
本实施例提供一种夏季制冷方法，通过实施例1中所述的跨季节冷热联储能源系统实施，热网供水实现送冷水功能，热网回水实现将用户处的回水送回系统的功能。系统可以送冷水、也可以送冰浆。①将跨季节冷热联储装置20中存储的冷量放出，这部分冷量是冬天免费获得的，用于空调供冷，一是可以大幅降低供冷总能耗，二是也降低了因为这部分供冷而单独增加电网的发电装机、输配电的投资、电制冷设备投资。当存的冷不足以满足总冷量时，可以补充常规电制冷来满足总需求。②跨季节冷热联储装置20冷量释放后，制冰机30吸收来自房间空调散的热，将热都存入跨季节冷热联储装置20中(这时候是蓄热)，将存储的热量一直储存到供暖期用于供热。
如图1、或图2、或图3所示，夏季供冷之前的初始状态是：跨季节冷热联储装置20中是冰浆或冰水混合物，温度为0℃，所有阀门均处于关闭状态；
夏季开始供冷，包括：
工况一：第一小室201供冷模式；
第二阀门2、第十五阀门15、第一阀门1、第十七阀门17打开，回水管路60的回水流经第二阀门2、第十五阀门15从第一进出口25进入第一小室201，冰浆或冷水从第二进出口26经过第一阀门1、第十七阀门17流出送入供水管路50，当第一小室201放完冷后，第二阀门2、第十五阀门15、第一阀门1、第十七阀门17均关闭。
在一个实施例中，夏季制冷方法还包括：
工况二：第一小室201蓄热同时系统供冷模式，第一小室201开始实现蓄热功能，制冰机30开始对第一小室201进行补热的同时，对外供冷；
第十五阀门15、第十阀门10、第九阀门9、第一阀门1打开，第一小室201的水从第一进出口25流经第十五阀门15、第十阀门10进入制冰机30的第一入口31，被加热后，从第一出口32流经第九阀门9、第一阀门1后，经过第一小室201的第二进出口26进入第一小室201；
同时，第四阀门4、第八阀门8、第十四阀门14打开，回水管路60的的回水流经第四阀门4、第八阀门8进入制冰机30的第二入口33，被冷却后，从第二出口34流经第十四阀门14送入供水管路50，对外供冷；
第一小室201蓄热完毕后，第十五阀门15、第十阀门10、第一阀门1均关闭。
在一个实施例中，夏季制冷方法还包括：
工况三：第二小室202同时供冷调峰模式，承担供冷的调峰负荷，在工况二的基础上，第二小室202同时对外供冷；
第四阀门4、第十六阀门16、第三阀门3、第十八阀门18打开，回水管路60的回水同时经过第四阀门4、第十六阀门16、经第三进出口22进入第二小室202，冰浆或冷水经第二小室202的第四进出口23、第三阀门3、第十八阀门18送入供水管路50，对外供冷；
第二小室202供冷完毕后，第四阀门4、第十六阀门16、第三阀门3、第十八阀门18均关闭。
这种工况下，系统既体现了降低初投资的优势，又体现了季节性调峰功能。
降低初投资体现在：
这时候系统供冷量有两部分，一部分是用制冰机30供冷；另一部分是跨季节冷热联储装置20在供冷，系统用跨季节冷热联储装置20存的冷顶尖峰冷负荷，大幅减少了冷源的装机及配套费用(节省了电制冷机、配套电源-电网-变电等这一套基础设施的费用)。
季节性调峰功能体现在：
夏季，电网的空调电耗造成了季节性的用电高峰。在供冷总量上，系统中有一部分是冷是冬天免费获得的，相当于削减了夏季总供冷量，也就削减了空调的总电耗，在运行模式上，用存的冷顶尖峰冷负荷(最热月供冷)，相当于削减了尖峰供冷量。夏季最热的月份需冷量大，这个时候的冷是高价值的冷，这个冷替代的是常规电制冷，节省了最热月份的制冷耗电量，也就是削减了夏季空调用电高峰，为电网季节性调峰，实现冷电协同。(自身削了供冷的峰，为电力调峰。)
在一个实施例中，夏季制冷方法还包括：
工况四：第二小室202蓄热并同时供冷模式，第二小室202供冷完成后，实现蓄热功能；
第十一阀门11、第三阀门3、第十六阀门16、第十二阀门12打开，第二小室202的水从第一进出口22流经第十六阀门16、第十二阀门12进入制冰机30的第一入口31，被加热后，从第一出口32流经第十一阀门11、第三阀门3后进入第二小室202的第四进出口23，将高温热水存入第二小室202；
同时，第二阀门2、第六阀门6、第十三阀门13打开，回水管路60的回水流经第二阀门2、第六阀门6进入制冰机30的第二入口33，被冷却后，从第二出口34流经第十三阀门13，送入供水管路50，对外供冷。
当跨季节冷热联储装置20分为N个小室时，工作过程同工况一至工况四，N个小室可循环进行倒罐操作，逐个进入先放冷、然后蓄热的功能。
实施例4
本实施例提供一种夏季制冷方法，通过实施例1中所述的跨季节冷热联储能源系统实施，热网供水实现送冷水功能，热网回水实现将用户处的回水送回系统的功能。系统可以送冷水、也可以送冰浆。①将跨季节冷热联储装置20中存储的冷量放出，这部分冷量是冬天免费获得的，用于空调供冷，一是可以大幅降低供冷总能耗，二是也降低了因为这部分供冷而单独增加电网的发电装机、输配电的投资、电制冷设备投资。当存的冷不足以满足总冷量时，可以补充常规电制冷来满足总需求。②跨季节冷热联储装置20冷量释放后，制冰机30吸收来自房间空调散的热，将热都存入跨季节冷热联储装置20中(这时候是蓄热)，将存储的热量一直储存到供暖期用于供热。
如图1、或图2、或图3所示，夏季供冷之前的初始状态是：跨季节冷热联储装置20中是冰浆或冰水混合物，温度为0℃，所有阀门均处于关闭状态；
夏季开始供冷，包括：
工况一：第一小室201供冷模式；
第二阀门2、第十五阀门15、第五阀门5、第十三阀门13打开，回水管路60的回水流经第二阀门2、第十五阀门15从第一进出口25进入第一小室201，冰浆或冷水从第五进出口24经过第五阀门5、第十三阀门13送入供水管路50，当第一小室201放完冷后，第二阀门2、第十五阀门15、第五阀门5、第十三阀门13均关闭。
在一个实施例中，夏季制冷方法还包括：
工况二：第一小室201蓄热同时系统供冷模式，第一小室201开始实现蓄热功能，制冰机30开始对第一小室201进行补热的同时，对外供冷；
第十五阀门15、第十阀门10、第九阀门9、第一阀门1打开，第一小室201的水从第一进出口25流经第十五阀门15、第十阀门10进入制冰机30的第一入口31，被加热后，从第一出口32流经第九阀门9、第一阀门1后，经过第一小室201的第二进出口26进入第一小室201；
同时，第四阀门4、第八阀门8、第十四阀门14打开，回水管路60的回水流经第四阀门4、第八阀门8进入制冰机30的第二入口33，被冷却后，从第二出口34流经第十四阀门14送入供水管路50，对外供冷；
第一小室201蓄热完毕后，第十五阀门15、第十阀门10、第一阀门1均关闭。
在一个实施例中，夏季制冷方法还包括：
工况三：第二小室202同时供冷水调峰模式，承担供冷的调峰负荷，在工况二的基础上，第二小室202同时对外供冷；
第四阀门4、第十六阀门16、第七阀门7和第十四阀门14打开，回水管路60的回水同时经过第四阀门4、第十六阀门16、经第三进出口22进入第二小室202，冰浆或冷水经第二小室202的第六进出口21、第七阀门7、第十四阀门14送入供水管路50，对外供冷；
第二小室202供冷完毕，第四阀门4、第十六阀门16、第七阀门7、第十四阀门14均关闭。
这种工况下，系统既体现了降低初投资的优势，又体现了季节性调峰功能具体可参考实施例3。
在一个实施例中，夏季制冷方法还包括：
工况四：第二小室202蓄热并同时供冷模式，第二小室202供冷完成后，实现蓄热功能；
第十一阀门11、第三阀门3、第十六阀门16、第十二阀门12打开，第二小室202的水从第一进出口22流经第十六阀门16、第十二阀门12进入制冰机30的第一入口31，被加热后，从第一出口32流经第十一阀门11、第三阀门3后进入第二小室202的第四进出口23，将高温热水存入第二小室202；
同时，第二阀门2、第六阀门6、第十三阀门13打开，回水管路60的回水流经第二阀门2、第六阀门6进入制冰机30的第二入口33，被冷却后，从第二出口34流经第十三阀门13，送入供水管路50，对外供冷。
当跨季节冷热联储装置20分为N个小室时，工作过程同工况一至工况四，N个小室可循环进行倒罐操作，逐个进入先放冷、然后蓄热的功能。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种跨季节冷热联储能源系统，其特征在于，包括跨季节冷热联储装置(20)、制冰机(30)、供水管路(50)、回水管路(60)，所述供水管路(50)、所述回水管路(60)流通有介质；
所述跨季节冷热联储装置(20)通过所述供水管路(50)向外输出热能/冷能，输送完毕后，所述制冰机(30)通过所述供水管路(50)向外输出热能/冷能，同时，所述制冰机(30)向所述跨季节冷热联储装置(20)输出冷能/热能，所述跨季节冷热联储装置(20)储存所述冷能/热能。
2.根据权利要求1所述的跨季节冷热联储能源系统，其特征在于，所述制冰机(30)包括第一入口(31)、第一出口(32)、第二入口(33)、第二出口(34)，所述跨季节冷热联储装置(20)包括第一小室(201)，所述第一小室(201)包括第一进出口(25)、第二进出口(26)、第五进出口(24)；
所述第一入口(31)分别连接所述回水管路(60)、所述第一进出口(25)，所述第一出口(32)分别连接所述供水管路(50)、所述第二进出口(26)，所述第二入口(33)分别连接所述回水管路(60)、所述第一进出口(25)，所述第二出口(34)分别连接所述供水管路(50)、所述第五进出口(24)；
所述第一进出口(25)连接所述回水管路(60)，所述第二进出口(26)连接所述供水管路(50)，所述第五进出口(24)连接所述供水管路(50)。
3.根据权利要求2所述的跨季节冷热联储能源系统，其特征在于，所述跨季节冷热联储装置(20)还包括第二小室(202)，所述第二小室(202)与所述第一小室(201)并联，所述第二小室(202)包括第三进出口(22)、第四进出口(23)、第六进出口(21)；
所述第一入口(31)连接所述第三进出口(22)，所述第一出口(32)连接所述第四进出口(23)，所述第二入口(33)连接所述第三进出口(22)，所述第二出口(34)连接所述第六进出口(21)；
所述第三进出口(22)连接所述回水管路(60)，所述第四进出口(23)连接所述供水管路(50)，所述第六进出口(21)连接所述供水管路(50)。
4.根据权利要求3所述的跨季节冷热联储能源系统，其特征在于，所述第一进出口(25)的设置有第十五阀门(15)、所述第二进出口(26)设置有第一阀门(1)、所述第五进出口(24)设置有第五阀门(5)；
所述第三进出口(22)设置有第十六阀门(16)、所述第四进出口(23)设置有第三阀门(3)、所述第六进出口(21)设置有第七阀门(7)。
5.根据权利要求4所述的跨季节冷热联储能源系统，其特征在于，所述第一入口(31)连接所述第一进出口(25)的路径上设置有第十阀门(10)，连接所述第三进出口(22)的路径上设置有第十二阀门(12)；
所述第一出口(32)连接所述第二进出口(26)的路径上设置有第九阀门(9)，连接所述第四进出口(23)的路径上设置有第十一阀门(11)；
所述第二入口(33)连接所述第一进出口(25)的路径上设置有第六阀门(6)，连接所述第三进出口(22)的路径上设置有第八阀门(8)。
6.根据权利要求5所述的跨季节冷热联储能源系统，其特征在于，所述第一进出口(25)连接所述回水管路(60)的路径上设置有第二阀门(2)，所述第二进出口(26)连接所述供水管路(50)的路径上设置有第十七阀门(17)，所述第五进出口(24)连接所述供水管路(50)的路径上设置有第十三阀门(13)；
所述第三进出口(22)连接所述回水管路(60)的路径上设置有第四阀门(4)，所述第四进出口(23)连接所述供水管路(50)的路径上设置有第十八阀门(18)，所述第六进出口(21)连接所述供水管路(50)的路径上设置有第十四阀门(14)。
7.根据权利要求1所述的跨季节冷热联储能源系统，其特征在于，还包括末端换热站(40)，所述末端换热站(40)包括换热设备(401)，所述换热设备(401)包括入口(41)、出口(42)，所述入口(41)连接所述供水管路(50)，所述出口(42)连接所述回水管路(60)。
8.一种冬季供暖方法，其特征在于，通过权利要求4-6任一项所述的跨季节冷热联储能源系统实施，冬季供暖之前的初始状态是：跨季节冷热联储装置(20)中是高温热水，温度为90℃-95℃，所有阀门均处于关闭状态；
冬季开始供暖，包括：
工况一：第一小室(201)供热模式；
第二阀门(2)、第十五阀门(15)、第一阀门(1)、第十七阀门(17)打开，回水管路(60)的回水流经第二阀门(2)、第十五阀门(15)从第一进出口(25)进入第一小室(201)，高温热水从第二进出口(26)经过第一阀门(1)、第十七阀门(17)流出送入供水管路(50)，当第一小室(201)放完热后，第二阀门(2)、第十五阀门(15)、第一阀门(1)、第十七阀门(17)均关闭。
9.一种夏季制冷方法，其特征在于，通过权利要求4-6任一项所述的跨季节冷热联储能源系统实施，夏季供冷之前的初始状态是：跨季节冷热联储装置(20)中是冰浆或冰水混合物，温度为0℃，所有阀门均处于关闭状态；
夏季开始供冷，包括：
工况一：第一小室(201)供冷模式；
第二阀门(2)、第十五阀门(15)、第一阀门(1)、第十七阀门(17)打开，回水管路(60)的回水流经第二阀门(2)、第十五阀门(15)从第一进出口(25)进入第一小室(201)，冰浆或冷水从第二进出口(26)经过第一阀门(1)、第十七阀门(17)流出送入供水管路(50)，当第一小室(201)放完冷后，第二阀门(2)、第十五阀门(15)、第一阀门(1)、第十七阀门(17)均关闭。
10.一种夏季制冷方法，其特征在于，通过权利要求4-6任一项所述的跨季节冷热联储能源系统实施，夏季供冷之前的初始状态是：跨季节冷热联储装置(20)中是冰浆或冰水混合物，温度为0℃，所有阀门均处于关闭状态；
夏季开始供冷，包括：
工况一：第一小室(201)供冷模式；
第二阀门(2)、第十五阀门(15)、第五阀门(5)、第十三阀门(13)打开，回水管路(60)的回水流经第二阀门(2)、第十五阀门(15)从第一进出口(25)进入第一小室(201)，冰浆或冷水从第五进出口(24)经过第五阀门(5)、第十三阀门(13)送入供水管路(50)，当第一小室(201)放完冷后，第二阀门(2)、第十五阀门(15)、第五阀门(5)、第十三阀门(13)均关闭。
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