CN115727386A - 一种固体显热蓄热调峰供热系统及需求响应调控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及显热蓄热供热技术领域,特别涉及一种固体显热蓄热调峰供热系统及需求响应调控方法,该系统包括第一循环水泵、固体显热蓄热换热器、第一缓冲水箱、换热器、一次侧管网、二次侧管网、第二循环水泵、第二缓冲水箱,支路;第一循环水泵、固体显热蓄热换热器、第一缓冲水箱、第二循环水泵、第二缓冲水箱通过一次侧管网顺次连接构成供热一次侧闭合回路;一次侧管网与二次侧管网通过换热器相连,实现一二次侧换热。缓冲水箱容积可变,上水箱与下水箱之间均由可移动隔板分隔。本发明通过双水箱可变容积调节,加快需求变化的响应速度,缓解了调控过程的输出波动,扩大了变工况调节的适用范围。
Description
技术领域
本发明涉及显热蓄热供热技术领域,特别涉及一种固体显热蓄热调峰供热系统及需求响应调控方法。
背景技术
在固体显热蓄热调峰供热系统中,蓄热换热器的放热过程伴随着固体显热蓄热材料的温降。对于工作温度范围足够大且放热时间较短的换热系统,蓄热材料降温引起的换热功率和输出温度的下降不可忽视。从新型固体显热蓄热换热器优化设计的角度,现有方法主要通过串并联换热管路排布来增大蓄热材料在较低工作温区的换热面积,减小单个管路内的流量,实现分段调控蓄热换热器放热过程的输出功率。从系统优化的角度,蓄热换热器的出口加设缓冲水箱可以进一步调控输出温度波动,进而提高分段控制的可靠性。
现有的基于缓冲水箱的固体显热蓄热系统(例如可参见公开号为CN111829047A的专利)主要针对设计工况的稳定运行来确定水箱的容量,蓄水温度等参数。当二次侧的需求发生变化,一次侧则需要具备足够的调节能力来维持系统的运行。在单水箱系统中,蓄热换热器出口的缓冲水箱虽然可以凭借较大的热惯性平衡输出温度的波动,但在需求变化的条件下也会因水箱温度的变化缓慢而阻碍一次侧功率调节。在此基础上,双水箱系统在蓄热换热器入口加设一个缓冲水箱来实现一次侧流量的双重调控。该技术在设定的调节时间内,通过减小固体蓄热换热器内的流量来快速提升一次侧的入口温度。同时,系统的输出功率可以根据能量平衡原理由一次侧输出热水的流量调节。然而,调节时间不仅取决于二次侧需求对应的双重流量调节,还取决于两个水箱的初始储水量。对于不同的二次侧需求,工况调节所需的最佳初始储水量不同。若设计的初始储水量过大,双重流量调节的时间更长。这意味着系统参数由设计工况切换至需求变化的新工况的时间延长,系统在调节期间处于不稳定性输出的状态。此外,当剩余放热时间小于调节时间时,这种调控方法则不适用。双水箱系统的运行和调节方式一定程度上增强了系统在需求变化时的灵活性,但其适用范围具有局限性。因此,还需寻求更好的技术改进方案来平衡水箱缓冲效果和调节响应时间的矛盾。
发明内容
为了增强系统在需求变化时的灵活性,本发明实施例提供了一种固体显热蓄热调峰供热系统及需求响应调控方法。
第一方面,本发明实施例提供了一种固体显热蓄热调峰供热系统,包括:
供热回路,包括通过管路依次连接的第一循环水泵、固体显热蓄热换热器、第一缓冲水箱、一次侧管网、换热器、第二循环水泵和第二缓冲水箱,所述第一循环水泵和所述第二缓冲水箱连接,所述第一缓冲水箱包括位于上方的第一上水箱和位于下方的第一下水箱,所述第一上水箱和所述第一下水箱之间以及所述第二上水箱和所述第二下水箱之间均设置有可移动隔板,所述第二缓冲水箱包括位于上方的第二上水箱和位于下方的第二下水箱,所述第一下水箱和所述第二上水箱之间连接有支路,所述第一缓冲水箱和所述第二缓冲水箱内均设置有温度传感器和加热器;
二次侧官网,与所述换热器连接,所述一次侧管网与所述二次侧管网通过所述换热器进行换热;
阀组件,设置于所述支路上、连接于所述第一上水箱和所述第一下水箱之间的管路上以及连接于所述第二上水箱和所述第二下水箱之间的管路上;
通过控制所述阀组件来使得所述供热回路处于不同的加热状态。
第二方面,本发明实施例提供了一种利用上述实施例所述的固体显热蓄热调峰供热系统的需求响应调控方法,包括:
假设所述固体显热蓄热换热器的入口水温为设计入口温度Tin1,一次侧流量调控系数y为所述固体显热蓄热换热器的入口总流量与设计循环流量的比值,通过拟合得到所述固体显热蓄热换热器的输出温度、功率与流量的关系;
当二次侧流量发生变化时,根据二次侧温升需求确定新工况对应的功率,继而确定一次侧流量调控系数y及与其对应的所述固体显热蓄热换热器的平均输出温度TSHSout;
在调控的第一步骤中,在一定的时间间隔τ内改变所述第一缓冲水箱和所述第二缓冲水箱的温度至系统新工况,定义所述固体显热蓄热换热器工作的最小流量qmin为系统压力下不产生蒸汽的临界流量,当二次侧流量减小时,调整所述第一循环水泵的流量至最小值qmin,此时所述固体显热蓄热换热器的出口水温急剧升高,保持所述第一上水箱入口阀和所述第一上水箱出口阀开启,关闭所述第一下水箱入口阀和所述第一下水箱出口阀;
同时,所述换热器一次侧的水以特定的质量流量qI工作,该质量流量由以下公式确定:
qI=b*x*qIdesign
式中,qIdesign为一次侧的设计循环流量,x为二次侧变化后的流量qII与二次侧设计流量qIIdesign的比值,系数b通过所述换热器的热平衡计算来确定,所述第一缓冲水箱的升温看作线性上升,初始温度计为Ttanki,终温为新工况下所述固体显热蓄热换热器的平均输出温度TSHSout,则所述换热器热平衡计算中涉及的一次侧入口温度为:
Texchanger=(Ttanki+TSHSout)/2
根据所述换热器两侧换热功率PI与PII平衡的原理,可求解出二次侧流量变化系数x对应的一次侧流量系数b;
第一步骤持续时间τ的确定基于下式:
在调控的第一步骤中,关闭所述第二上水箱入口阀,保持开启所述第二上水箱出口阀,打开所述第二下水箱入口阀,保持关闭所述第二下水箱出口阀,所述第二上水箱用于输出工质,所述第二下水箱同时储存所述换热器出口的冷却水;此时,打开所述支路阀使得所述第一下水箱的高温水通过所述支路流入所述第二上水箱,增加所述固体显热蓄热换热器的入口水温,进而提升所述固体显热蓄热换热器的出口水温;
经过τ时间,所述第一缓冲水箱温度升高至一次侧流量调控系数y对应的所述固体显热蓄热换热器平均输出温度TSHSout,该步骤完成;
接着进入第二步调控,所述第一循环水泵与所述第二循环水泵的流量都调为TSHSout;此时,所述第一缓冲水箱重新作为新工况下改善温度波动的设备工作,所述固体显热蓄热系统对二次侧需求变化的响应调控完成。
本发明实施例提供了一种固体显热蓄热调峰供热系统及需求响应调控方法,通过可变容积水箱的设计既保证了设计工况的水箱缓冲效果,又提供了需求变化时水箱容积的调整空间,增加了水箱调控的灵活性;工况调节时,第二缓冲水箱实现供水与储水分区,增加了蓄热换热器的入口温度调节的余地,进而加速第一缓冲水箱升温调节;本系统的双水箱可变容积调节,加速需求变化的调控,缓解了调控过程的输出波动,扩大了变工况调节的适用范围。
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为本发明一实施例提供的固体显热蓄热调峰供热系统的结构示意图;
图2为图1所示固体显热蓄热调峰供热系统中的可变容积水箱的原理示意图。
附图标记:
1-第一循环水泵;2-固体显热蓄热换热器;3-第一缓冲水箱;4-换热器;5-一次侧管网;6-二次侧管网;7-第二循环水泵;8-第二缓冲水箱;9-支路;10-第一上水箱;11-第一下水箱;12-第二上水箱;13-第二下水箱;14-第一上水箱入口阀;15-第一下水箱入口阀;16-第一上水箱出口阀;17-第一下水箱出口阀;18-第二上水箱入口阀;19-第二下水箱入口阀;20-第二下水箱出口阀;21-第二上水箱出口阀;22-支路阀门;23-可移动隔板;24-挡板。
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,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参考图1和图2,本发明实施例提供了一种固体显热蓄热调峰供热系统,该系统包括:
供热回路,包括通过管路依次连接的第一循环水泵1、固体显热蓄热换热器42、第一缓冲水箱3、一次侧管网5、换热器4、第二循环水泵7和第二缓冲水箱8,第一循环水泵1和第二缓冲水箱8连接,第一缓冲水箱3包括位于上方的第一上水箱10和位于下方的第一下水箱11,第一上水箱10和第一下水箱11之间以及第二上水箱12和第二下水箱13之间均设置有可移动隔板23,第二缓冲水箱8包括位于上方的第二上水箱12和位于下方的第二下水箱13,第一下水箱11和第二上水箱12之间连接有支路9,第一缓冲水箱3和第二缓冲水箱8内均设置有温度传感器(图中未示出)和加热器;
二次侧官网,与换热器4连接,一次侧管网5与二次侧管网6通过换热器4进行换热;
阀组件,设置于支路9上、连接于第一上水箱10和第一下水箱11之间的管路上以及连接于第二上水箱12和第二下水箱13之间的管路上;
通过控制阀组件来使得供热回路处于不同的加热状态。
在本实施例中,通过可变容积水箱的设计既保证了设计工况的水箱缓冲效果,又提供了需求变化时水箱容积的调整空间,增加了水箱调控的灵活性;工况调节时,第二缓冲水箱实现供水与储水分区,增加了蓄热换热器的入口温度调节的余地,进而加速第一缓冲水箱升温调节;本系统的双水箱可变容积调节,加速需求变化的调控,缓解了调控过程的输出波动,扩大了变工况调节的适用范围。
在本发明一个实施例中,可移动隔板23采用隔热材料制成,以保证密封性。
在本发明一个实施例中,第一缓冲水箱3和第二缓冲水箱8内均设置有挡板24,挡板24用于限制可移动隔板23的最低位置。
在本发明一个实施例中,固体显热蓄热换热器42采用若干段串联或并联的方式,以调节不同蓄热温区的换热面积。
在本发明一个实施例中,阀组件包括位于第一上水箱10入口的第一上水箱10入口阀14、位于第一下水箱11入口的第一下水箱11入口阀15、位于第一上水箱10出口的第一上水箱10出口阀16、位于第一下水箱11出口的第一下水箱11出口阀17、位于第二上水箱12入口的第二上水箱12入口阀18、位于第二下水箱13入口的第二下水箱13入口阀19、位于第二下水箱13出口的第二下水箱13出口阀20、位于第二上水箱12出口的第二上水箱12出口阀21和位于支路9上的支路阀22,第一上水箱10入口阀14与第一下水箱11入口阀15并联,第一上水箱10出口阀16与第一下水箱11出口阀17并联,第二上水箱12入口阀18与第二下水箱13入口阀19并联,第二上水箱12出口阀21与第二下水箱13出口阀20并联,支路阀22控制支路9开闭;
第一上水箱10、第一下水箱11和第二上水箱12按照设计储水量预先充水,第二下水箱13不储水;
首先,启动第一循环水泵1和第二循环水泵7到达设计循环流量,固体显热蓄热换热器42内管路按照最低蓄热温度开启管路阀;此时,一次侧管网5内的低温水通过循环在固体显热蓄热换热器42内进行快速加热,而二次侧不工作;
同时,开启第一缓冲水箱3和第二缓冲水箱8内的加热器,加速启动预热阶段;此时,第一上水箱10入口阀14、第一下水箱11入口阀15、第一上水箱10出口阀16、第一下水箱11出口阀17、第二上水箱12入口阀18和第二上水箱12出口阀21打开,第二下水箱13入口阀19和第二下水箱13出口阀20关闭;
当第二缓冲水箱8内的温度传感器监测到温度达到设定温度TtankII 1时,关闭第二上水箱12入口阀18和第二上水箱12出口阀21,打开第二下水箱13入口阀19和第二下水箱13出口阀20;其中,第二下水箱13的液位通过第一循环水泵1和第二循环水泵7的流量调节;此时,第一缓冲水箱3内的水继续循环,完成剩下的预热过程;
当第一缓冲水箱3内的温度传感器监测到温度达到设定温度TtankI 1时,第一循环水泵1、第二循环水泵7和固体显热蓄热换热器42根据蓄热体温度,自动调节到相应温区的设计循环流量和换热管路;其中,TtankI 1>TtankII 1;
开启二次侧管路,冷水流入换热器4的冷水入口,一次侧和二次侧开始换热。
在设计工况中,第一缓冲水箱3的上下水箱都参与循环,用以平衡固体显热蓄热换热器2由于蓄热体的温度下降和不同工作温区管路换热面积调节导致的出口温度波动。第二缓冲水箱8仅上水箱工作,用于进一步平衡温度波动。第二下水箱13的水可在预热结束时排空,在变工况调节时备用。
此外,本发明实施例还提供了一种利用如上述实施例所述的固体显热蓄热调峰供热系统的需求响应调控方法,核心思想是系统中循环水在固体显热蓄热换热器2中的吸热功率与在换热器4中向二次侧的放热功率相平衡,该调控方法具体可以包括:
假设固体显热蓄热换热器42的入口水温为设计入口温度Tin1,一次侧流量调控系数y为固体显热蓄热换热器42的入口总流量与设计循环流量的比值,通过拟合得到固体显热蓄热换热器42的输出温度、功率与流量的关系;
当二次侧流量发生变化时,根据二次侧温升需求确定新工况对应的功率,继而确定一次侧流量调控系数y及与其对应的固体显热蓄热换热器42的平均输出温度TSHSout;
在调控的第一步骤中,在一定的时间间隔τ内改变第一缓冲水箱3和第二缓冲水箱8的温度至系统新工况,定义固体显热蓄热换热器42工作的最小流量qmin为系统压力下不产生蒸汽的临界流量,当二次侧流量减小时,调整第一循环水泵1的流量至最小值qmin,此时固体显热蓄热换热器42的出口水温急剧升高,保持第一上水箱10入口阀14和第一上水箱10出口阀16开启,关闭第一下水箱11入口阀15和第一下水箱11出口阀17;第一缓冲水箱3实际工作的缓冲水量减少,高温水进入第一上水箱10与水箱内的水混合,可以短时间内大幅度提升该水箱的温度;
同时,换热器4一次侧的水以特定的质量流量qI工作,该质量流量由以下公式确定:
qI=b*x*qIdesign
式中,qIdesign为一次侧的设计循环流量,x为二次侧变化后的流量qII与二次侧设计流量qIIdesign的比值,系数b通过换热器4的热平衡计算来确定,第一缓冲水箱3的升温近似看作线性上升,初始温度计为Ttanki,终温为新工况下固体显热蓄热换热器42的平均输出温度TSHSout,则换热器4热平衡计算中涉及的一次侧入口温度为:
Texchanger=(Ttanki+TSHSout)/2
根据换热器4两侧换热功率PI与PII平衡的原理,可求解出二次侧流量变化系数x对应的一次侧流量系数b;第二循环水泵7的流量保持为qI,第一缓冲水箱3的温度升高,进而导致换热器4入口温度升高,加之换热器4中冷热流体温差变大,最终会导致系统输出功率近似线性上升;
为保证该阶段输出功率的平均值接近系统的设计功率,第一步骤持续时间τ的确定基于下式:
在调控的第一步骤中,关闭第二上水箱12入口阀18,保持开启第二上水箱12出口阀21,打开第二下水箱13入口阀19,保持关闭第二下水箱13出口阀20,第二上水箱12用于输出工质,第二下水箱13同时储存换热器4出口的冷却水;此时,打开支路阀22使得第一下水箱11的高温水通过支路9流入第二上水箱12,增加固体显热蓄热换热器42的入口水温,进而提升固体显热蓄热换热器42的出口水温;这样,第一缓冲水箱3的升温过程可以进一步加速,减少调节总时长;
经过τ时间,第一缓冲水箱3温度升高至一次侧流量调控系数y对应的固体显热蓄热换热器42平均输出温度TSHSout,该步骤完成;
接着进入第二步调控,第一循环水泵1与第二循环水泵7的流量都调为TSHSout;此时,第一缓冲水箱3重新作为新工况下改善温度波动的设备工作,固体显热蓄热系统对二次侧需求变化的响应调控完成。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其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过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,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发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种固体显热蓄热调峰供热系统,其特征在于,包括:
供热回路,包括通过管路依次连接的第一循环水泵、固体显热蓄热换热器、第一缓冲水箱、一次侧管网、换热器、第二循环水泵和第二缓冲水箱,所述第一循环水泵和所述第二缓冲水箱连接,所述第一缓冲水箱包括位于上方的第一上水箱和位于下方的第一下水箱,所述第一上水箱和所述第一下水箱之间以及所述第二上水箱和所述第二下水箱之间均设置有可移动隔板,所述第二缓冲水箱包括位于上方的第二上水箱和位于下方的第二下水箱,所述第一下水箱和所述第二上水箱之间连接有支路,所述第一缓冲水箱和所述第二缓冲水箱内均设置有温度传感器和加热器;
二次侧官网,与所述换热器连接,所述一次侧管网与所述二次侧管网通过所述换热器进行换热;
阀组件,设置于所述支路上、连接于所述第一上水箱和所述第一下水箱之间的管路上以及连接于所述第二上水箱和所述第二下水箱之间的管路上;
通过控制所述阀组件来使得所述供热回路处于不同的加热状态。
2.根据权利要求1所述的固体显热蓄热调峰供热系统,其特征在于,所述可移动隔板采用隔热材料制成。
3.根据权利要求1所述的固体显热蓄热调峰供热系统,其特征在于,所述第一缓冲水箱和所述所述第二缓冲水箱内均设置有挡板,所述挡板用于限制所述可移动隔板的最低位置。
4.根据权利要求1所述的固体显热蓄热调峰供热系统,其特征在于,所述固体显热蓄热换热器采用若干段串联或并联的方式,以调节不同蓄热温区的换热面积。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的固体显热蓄热调峰供热系统,其特征在于,所述阀组件包括位于所述第一上水箱入口的第一上水箱入口阀、位于所述第一下水箱入口的第一下水箱入口阀、位于所述第一上水箱出口的第一上水箱出口阀、位于所述第一下水箱出口的第一下水箱出口阀、位于所述第二上水箱入口的第二上水箱入口阀、位于所述第二下水箱入口的第二下水箱入口阀、位于所述第二下水箱出口的第二下水箱出口阀、位于所述第二上水箱出口的第二上水箱出口阀和位于所述支路上的支路阀,所述第一上水箱入口阀与所述第一下水箱入口阀并联,所述第一上水箱出口阀与所述第一下水箱出口阀并联,所述第二上水箱入口阀与所述第二下水箱入口阀并联,所述第二上水箱出口阀与所述第二下水箱出口阀并联,所述支路阀控制所述支路开闭;
所述第一上水箱、所述第一下水箱和所述第二上水箱按照设计储水量预先充水,所述第二下水箱不储水;
首先,启动所述第一循环水泵和所述第二循环水泵到达设计循环流量,所述固体显热蓄热换热器内管路按照最低蓄热温度开启管路阀;此时,所述一次侧管网内的低温水通过循环在所述固体显热蓄热换热器内进行快速加热,而二次侧不工作;
同时,开启所述第一缓冲水箱和所述第二缓冲水箱内的加热器,加速启动预热阶段;此时,所述第一上水箱入口阀、所述第一下水箱入口阀、所述第一上水箱出口阀、所述第一下水箱出口阀、所述第二上水箱入口阀和所述第二上水箱出口阀打开,所述第二下水箱入口阀和所述第二下水箱出口阀关闭;
当所述第二缓冲水箱内的温度传感器监测到温度达到设定温度TtankII 1时,关闭所述第二上水箱入口阀和所述第二上水箱出口阀,打开所述第二下水箱入口阀和所述第二下水箱出口阀;其中,所述第二下水箱的液位通过所述第一循环水泵和所述第二循环水泵的流量调节;此时,所述第一缓冲水箱内的水继续循环,完成剩下的预热过程;
当所述第一缓冲水箱内的温度传感器监测到温度达到设定温度TtankI 1时,所述第一循环水泵、所述第二循环水泵和所述固体显热蓄热换热器根据蓄热体温度,自动调节到相应温区的设计循环流量和换热管路;其中,TtankI 1>TtankII 1;
开启二次侧管路,冷水流入所述换热器的冷水入口,一次侧和二次侧开始换热。
6.一种利用如权利要求5所述的固体显热蓄热调峰供热系统的需求响应调控方法,其特征在于,包括:
假设所述固体显热蓄热换热器的入口水温为设计入口温度Tin1,一次侧流量调控系数y为所述固体显热蓄热换热器的入口总流量与设计循环流量的比值,通过拟合得到所述固体显热蓄热换热器的输出温度、功率与流量的关系;
当二次侧流量发生变化时,根据二次侧温升需求确定新工况对应的功率,继而确定一次侧流量调控系数y及与其对应的所述固体显热蓄热换热器的平均输出温度TSHSout;
在调控的第一步骤中,在一定的时间间隔τ内改变所述第一缓冲水箱和所述第二缓冲水箱的温度至系统新工况,定义所述固体显热蓄热换热器工作的最小流量qmin为系统压力下不产生蒸汽的临界流量,当二次侧流量减小时,调整所述第一循环水泵的流量至最小值qmin,此时所述固体显热蓄热换热器的出口水温急剧升高,保持所述第一上水箱入口阀和所述第一上水箱出口阀开启,关闭所述第一下水箱入口阀和所述第一下水箱出口阀;
同时,所述换热器一次侧的水以特定的质量流量qI工作,该质量流量由以下公式确定:
qI=b*x*qIdesign
式中,qIdesign为一次侧的设计循环流量,x为二次侧变化后的流量qII与二次侧设计流量qIIdesign的比值,系数b通过所述换热器的热平衡计算来确定,所述第一缓冲水箱的升温看作线性上升,初始温度计为Ttanki,终温为新工况下所述固体显热蓄热换热器的平均输出温度TSHSout,则所述换热器热平衡计算中涉及的一次侧入口温度为:
Texchanger=(Ttanki+TSHSout)/2
根据所述换热器两侧换热功率PI与PII平衡的原理,可求解出二次侧流量变化系数x对应的一次侧流量系数b;
第一步骤持续时间τ的确定基于下式:
在调控的第一步骤中,关闭所述第二上水箱入口阀,保持开启所述第二上水箱出口阀,打开所述第二下水箱入口阀,保持关闭所述第二下水箱出口阀,所述第二上水箱用于输出工质,所述第二下水箱同时储存所述换热器出口的冷却水;此时,打开所述支路阀使得所述第一下水箱的高温水通过所述支路流入所述第二上水箱,增加所述固体显热蓄热换热器的入口水温,进而提升所述固体显热蓄热换热器的出口水温;
经过τ时间,所述第一缓冲水箱温度升高至一次侧流量调控系数y对应的所述固体显热蓄热换热器平均输出温度TSHSout,该步骤完成;
接着进入第二步调控,所述第一循环水泵与所述第二循环水泵的流量都调为TSHSout;此时,所述第一缓冲水箱重新作为新工况下改善温度波动的设备工作,所述固体显热蓄热系统对二次侧需求变化的响应调控完成。
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Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4390008A (en) * | 1980-06-26 | 1983-06-28 | The United Stated Of America As Represented By The Department Of Energy | Hot water tank for use with a combination of solar energy and heat-pump desuperheating |
JP2002286290A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Toto Ltd | 温水供給システム |
US20080197205A1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-08-21 | Alexandru Sorin Ene | Tank-tankless water heater |
WO2009122041A2 (fr) * | 2008-03-20 | 2009-10-08 | Patrice Philippe Pierre Claude | Dispositif et systemes de recuperation et de stockage de la chaleur |
US20090272373A1 (en) * | 2006-07-17 | 2009-11-05 | Ben Benjan | Hot Water Tank With A Movable Inner Partition |
CN202389706U (zh) * | 2011-12-09 | 2012-08-22 | 山东科技大学 | 变容式储水器 |
CN105857945A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-08-17 | 胡莉莉 | 容积可变的保温水箱 |
CN106931485A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-07-07 | 祝凤娟 | 一种利用供热管网储能的热网调节方法 |
CN110469891A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-19 | 浙江大学 | 一种固体显热蓄热供热系统及方法 |
CN111121134A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-08 | 北京市伟业供热设备有限责任公司 | 混水式固体显热蓄热供热系统及方法 |
CN111829047A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-27 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 双水箱固体显热蓄热供热系统及需求响应调控方法 |
CN213020495U (zh) * | 2020-06-23 | 2021-04-20 | 河南中烟工业有限责任公司 | 一种冷却循环水箱的改进结构 |
WO2021227538A1 (zh) * | 2020-05-09 | 2021-11-18 | 江苏苏净集团有限公司 | 一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统及其控制方法 |
CN114646148A (zh) * | 2020-12-20 | 2022-06-21 | 赵宏岩 | 一种节能保温水箱 |
-
2022
- 2022-11-28 CN CN202211506662.7A patent/CN115727386B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4390008A (en) * | 1980-06-26 | 1983-06-28 | The United Stated Of America As Represented By The Department Of Energy | Hot water tank for use with a combination of solar energy and heat-pump desuperheating |
JP2002286290A (ja) * | 2001-03-23 | 2002-10-03 | Toto Ltd | 温水供給システム |
US20090272373A1 (en) * | 2006-07-17 | 2009-11-05 | Ben Benjan | Hot Water Tank With A Movable Inner Partition |
US20080197205A1 (en) * | 2007-02-21 | 2008-08-21 | Alexandru Sorin Ene | Tank-tankless water heater |
WO2009122041A2 (fr) * | 2008-03-20 | 2009-10-08 | Patrice Philippe Pierre Claude | Dispositif et systemes de recuperation et de stockage de la chaleur |
CN202389706U (zh) * | 2011-12-09 | 2012-08-22 | 山东科技大学 | 变容式储水器 |
CN105857945A (zh) * | 2016-04-29 | 2016-08-17 | 胡莉莉 | 容积可变的保温水箱 |
CN106931485A (zh) * | 2017-04-01 | 2017-07-07 | 祝凤娟 | 一种利用供热管网储能的热网调节方法 |
CN110469891A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-11-19 | 浙江大学 | 一种固体显热蓄热供热系统及方法 |
CN111121134A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-08 | 北京市伟业供热设备有限责任公司 | 混水式固体显热蓄热供热系统及方法 |
WO2021227538A1 (zh) * | 2020-05-09 | 2021-11-18 | 江苏苏净集团有限公司 | 一种采用二氧化碳热泵的恒温供水系统及其控制方法 |
CN213020495U (zh) * | 2020-06-23 | 2021-04-20 | 河南中烟工业有限责任公司 | 一种冷却循环水箱的改进结构 |
CN111829047A (zh) * | 2020-06-30 | 2020-10-27 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 双水箱固体显热蓄热供热系统及需求响应调控方法 |
CN114646148A (zh) * | 2020-12-20 | 2022-06-21 | 赵宏岩 | 一种节能保温水箱 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
于东;彭玉翠;杨飞;: "生活热水电蓄热系统技术研究", 洁净与空调技术 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115727386B (zh) | 2023-05-05 |
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