CN115823750B - 利用复合能源的储热供热系统及其运行方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用复合能源的储热供热系统及其运行方法。储热供热系统包括太阳能集热器、储热装置、低温储液罐、换热器、清洁能源机组，太阳能集热器、储热装置、低温储液罐串联组成储热回路，太阳能集热器、换热器的热侧和低温储液罐串联组成主加热回路，清洁能源机组与换热器的热侧串联组成辅助加热回路，储热装置与换热器的热侧串联组成放热回路。本发明提供的利用复合能源的储热供热系统利用太阳能以及其他清洁能源作为热源，提高了能源利用效率。不同热源之间互补，与单独的太阳能储热供热系统相比储量更大，同时减少对清洁能源机组的负担，能够为用热端提供稳定、持续的热量。

Description

利用复合能源的储热供热系统及其运行方法

技术领域

本发明涉及储能技术领域，尤其是涉及一种利用复合能源的储热供热系统及其运行方法。

背景技术

为了缓解全球变暖和空气污染的危机，可清洁能源比如太阳能、地热能的开发利用是解决能源和环境问题的重要途径。但是太阳能具有的时间-空间不匹配的问题，很大程度上限制了太阳能技术的发展，尤其在北方冬季供暖季，这一问题愈加严重。目前解决这一问题的重要手段是利用储热装置，在太阳能辐射强度较高的情况下将热量储存，在辐射强度较弱或无太阳能辐射时，将热量释放。地热能、空气能等清洁能源虽然可以相对稳定的热量输出，但是当用热端热负荷较大时，机组的负担也较大，无法满足实际用热需求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的实施例提出一种利用复合能源的储热供热系统。本发明的实施例还提出一种利用复合能源的储热供热系统的运行方法。

本发明实施例的利用复合能源的储热供热系统包括：太阳能集热器、储热装置、低温储液罐、换热器、清洁能源机组，所述太阳能集热器用于将太阳能转化为热能，所述低温储液罐用于储存工作流体，所述清洁能源机组用于将清洁能源转化为热能；

所述太阳能集热器、所述储热装置、所述低温储液罐串联组成储热回路，所述储热回路用于将太阳能转化的热能储存在所述储热装置中；

所述太阳能集热器、所述换热器的热侧和所述低温储液罐串联组成主加热回路，所述主加热回路用于将太阳能转化的热能通过换热器传递至用热侧；

所述清洁能源机组与所述换热器的热侧串联组成辅助加热回路，所述辅助加热回路用于将清洁能源转化的热能通过换热器传递至用热侧；

所述储热装置与所述换热器的热侧串联组成放热回路，所述放热回路用于将所述储热装置储存的热能通过换热器传递至用热侧。

本发明实施例提供的利用复合能源的储热供热系统利用太阳能以及其他清洁能源作为热源，提高了能源利用效率。且不同热源之间可互补，与单独的太阳能储热供热系统相比储量更大，同时减少对清洁能源机组的负担。此外，地热能、空气能等清洁能源具有稳定的热量输出，使储热回路、主加热回路、辅助加热回路和放热回路之间配合，能够为用热端提供稳定、持续的热量。清洁能源的高效利用，也有助于减少温室气体的排放，使储热供热系统具有环保、安全的优点。

在一些实施例中，所述储热装置顶部设有第一入口和第一出口，所述储热装置底部设有第二入口和第二出口；所述储热回路与所述第一入口和所述第二出口连通；所述放热回路与所述第二入口和所述第一出口连通。

在一些实施例中，所述清洁能源为地热能，所述清洁能源机组为地源热泵机组；和/或，所述清洁能源为空气能，所述清洁能源机组为空气能热泵机组。

在一些实施例中，所述清洁能源机组串联在所述放热回路中，且所述清洁能源机组位于所述储热装置的上游。

在一些实施例中，所述储热装置为堆积床储热罐，所述堆积床储热罐内具有由相变材料封装形成的堆积床，所述相变材料相变以储存或释放热量。

在一些实施例中，所述储热回路中的高温工作流体从所述堆积床储热罐的顶部流入、底部流出，所述堆积床储热罐的上部的堆积密度大于下部的堆积密度。

在一些实施例中，所述堆积床储热罐的入口和出口处均设有均流器，所述均流器用于均匀流体流入和流出的速度。

本发明另一方面实施例提供了一种利用复合能源的储热供热系统的运行方法，所述储热供热系统具有储热阶段和放热阶段，所述储热供热系统的运行方法包括：

在所述储热阶段，所述储热回路和/或所述主加热回路开启；

在所述放热阶段，所述放热回路和/或所述辅助加热回路开启。

在一些实施例中，在所述放热阶段，具体包括：比较所述储热装置内的温度与设定温度阈值；当所述储热装置内的温度高于或等于所述设定温度阈值，所述放热回路开启且所述辅助加热回路关闭；当所述储热装置内的温度低于所述设定温度阈值，所述辅助加热回路开启且所述放热回路关闭。

在一些实施例中，当所述储热装置内的温度低于所述设定温度阈值，所述辅助加热回路开启且提升所述清洁能源机组的功率。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的利用复合能源的储热供热系统的示意图。

图2是本发明实施例二提供的利用复合能源的储热供热系统的示意图。

附图标记：

太阳能集热器101、储热装置102、低温储液罐103、换热器104、地源热泵机组105、空气能热泵机组106、地埋热管107、第一流体泵108、第二流体泵109、阀门1-7。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面根据图1和图2描述本发明实施例提供的利用复合能源的储热供热系统的基本结构。

储热供热系统包括：太阳能集热器101、储热装置102、低温储液罐103、换热器104和清洁能源机组。太阳能集热器101用于将太阳能转化为热能，储热装置102用于储存热量，低温储液罐103用于储存工作流体，工作流体在系统的管道内流通，将热量进行传递。清洁能源机组用于将清洁能源转化为热能，清洁能源例如地热能、空气能。换热器104具有热侧和冷侧，在本发明的实施例中，换热器104的热侧与太阳能集热器101、低温储液罐103、清洁能源机组相连，换热器104的冷侧为用热侧，在换热器104中，热量由热侧向冷侧传递。

其中，太阳能集热器101、储热装置102、低温储液罐103串联组成储热回路，储热回路用于将太阳能集热器101中由太阳能转化为的热能储存在储热装置中；太阳能集热器101、换热器104的热侧和低温储液罐103串联组成主加热回路，主加热回路用于太阳能集热器101中由太阳能转化为的热能通过换热器104传递至用热侧。

在太阳能辐射强度较高时，太阳能集热器101将太阳能转化为热能，在一些实施例中，热能的一部分通过储热回路储存在储热装置102内，热能的另一部分通过加热回路传递至换热器104的用热侧。在其他实施例中，太阳能集热器101转化的热能通过储热回路储存在储热装置102内，或者，太阳能集热器101转化的热能通过加热回路传递至用热侧。

清洁能源机组与换热器104的热侧串联组成辅助加热回路，辅助加热回路用于将清洁能源机组中由清洁能源转化为的热能通过换热器104传递至用热侧；储热装置102与换热器104的热侧串联组成放热回路，放热回路用于将储热装置102储存的热能通过换热器104传递至用热侧。

在太阳能辐射强度不高时，可以利用清洁能源机组转化的热能和/或储热装置102中储存的热能为用热侧提供热量。当储热装置102中的温度在一定阈值之上时，储热装置102中储存的热能通过放热回路传递至用热侧，当储热装置102中的温度在阈值之下时，储热装置102中储存的热能不足以向用热侧提供热量，为了保证用热侧的用热，清洁能源机组将转化的热能通过辅助加热回路传递至用热侧。

本发明实施例提供的利用复合能源的储热供热系统利用太阳能以及其他清洁能源作为热源，提高了能源利用效率。且不同热源之间可互补，与单独的太阳能储热供热系统相比储量更大，同时减少对清洁能源机组的负担。此外，地热能、空气能等清洁能源具有稳定的热量输出，使储热回路、主加热回路、辅助加热回路和放热回路之间配合，能够为用热端提供稳定、持续的热量。清洁能源的高效利用，也有助于减少温室气体的排放，使储热供热系统具有环保、安全的优点。

在一些实施例中，清洁能源为地热能，清洁能源机组为地源热泵机组105，地源热泵机组105将地热能转化热能。在这些实施例中，储热供热系统将太阳能与地热能耦合。

在另一些实施例中，清洁能源为空气能，清洁能源机组为空气能热泵机组106，空气能热泵机组106将空气能转化为热能。在这些实施例中，储热供热系统将太阳能与空气能耦合。

在其他实施例中，储热供热系统可以将太阳能与多种清洁能源耦合，例如将太阳能与地热能和空气能耦合，清洁能源机组包括地源热泵机组105和空气能热泵机组106。地源热泵机组105和空气能热泵机组106可以并联也可以串联在辅助加热回路中。在这些实施例中，地热能和空气能可以互补，以更好地实现满足用热侧的需求。

在一些实施例中，清洁能源机组还串联在放热回路中，且清洁能源机组位于储热装置102的上游，也就是说，当放热回路开启，从换热器104的热侧流出的低温工作流体首先进入清洁能源机组中吸热升温，然后进入储热装置102中进行再加热以获得高品质的热量，从储热装置102流出的高温工作流体进入换热器104的热侧，将热量传递至用户侧。在这些实施例中，清洁能源机组起到为工作流体进行预热的功能，使换热效率更高，为用户端提供更加稳定、持续的热量。并且，清洁能源机组的预热功能减小了储热装置102的储热压力，降低了对太阳能集热器101的发热要求，有利于减小储热装置102的体积以及太阳能集热器101的面积，进而有利于减小建造成本。

显热储热是迄今为止最成熟和最广泛被商业应用的储热技术类型，尤其是水罐储热，但是为了储存足够的热水容量，一般水箱的容量很大，当水温逐渐下降时，只能通过电加热才能达到水温要求，耗能大并增加使用成本。

为了解决上述问题，在本发明的一些实施例中，储热装置102为堆积床储热罐，堆积床储热罐内具有由相变材料封装形成的堆积床，相变材料相变以储存或释放热量。储热装置102为堆积床储热罐有助于增强储热供热系统能量输出的稳定性。相比于传统储水罐，堆积床储热罐具有更大的单位储热能力，同时堆积床储热罐具有良好的热分层结构，有助于改善储热装置102的储热效率。

下面根据图1-图2描述本发明实施例提供的若干具体实施例中的利用复合能源的储热供热系统。

实施例一：

本实施例提供的储热供热系统为太阳能-地热能复合储热供热系统，清洁能源为地热能，清洁能源机组为地源热泵机组105。地源热泵机组105用于将地热能转化为热能。

如图1所示，储热供热系统包括太阳能集热器101、储热装置102和低温储液罐103、换热器104、地源热泵机组105和地埋热管107，以及若干用于控制各个回路启闭的阀门1-7。地源热泵机组105与地埋热管107相连，地埋热管107埋设在地面之下用于采集地热能，地埋热管107将地热能输送至地面之上的地源热泵机组105。

太阳能集热器101、储热装置102、低温储液罐103串联组成储热回路，低温储液罐103位于太阳能集热器101的上游，太阳能集热器101位于储热装置102的上游，储热装置102位于低温储液罐103的上游。阀门1和阀门2连接在储热回路中用于控制储热回路的启闭，其中阀门1连接在太阳能集热器101和低温储液罐103之间，阀门2连接在太阳能集热器2和储热装置102的入口之间。

太阳能集热器101、换热器104的热侧和低温储液罐103串联组成主加热回路。低温储液罐103位于太阳能集热器101的上游，太阳能集热器101位于换热器104的上游，换热器104位于低温储液罐103的上游。阀门3和阀门7连接在主加热回路中用于控制主加热回路的启闭，其中阀门3连接在太阳能集热器101和换热器104入口之间，阀门7连接在换热器104出口和低温储液罐103之间。

地源热泵机组105与换热器104的热侧串联组成辅助加热回路，阀门6和阀门4连接在辅助加热回路上用于控制辅助加热回路的启闭，其中阀门6连接在换热器104的出口和地源热泵机组105之间，阀门4连接在地源热泵机组105和换热器104的入口之间。

储热装置102、换热器104的热侧以及地源热泵机组105串联组成放热回路，其中地源热泵机组105位于储热装置102的上游，储热装置102位于换热器104的上游。阀门3、阀门5和阀门6连接在放热回路之间用于控制放热回路的启闭，其中阀门3连接在储热装置102出口和换热器104之间，阀门5连接在地源热泵机组105于储热装置102的入口之间，阀门6连接在换热器104的出口和地源热泵机组105之间。

工作流体在储热回路、主加热回路、辅助加热回路和放热回路中循环流动，以将热量从一个设备带向下一个设备。

储热供热系统还包括用于驱动工作流体流动的第一流体泵108和第二流体泵109。第一流体泵108连接在低温储液罐103出口与太阳能集热器101之间，第二流体泵109连接在换热器104的热侧出口与地源热泵机组105之间。如图1所示，第一流体泵108位于储热回路和主加热回路中的每一者中。第二流体泵109位于辅助加热回路和放热回路中的每一者中。

在本实施例中，如图1所示，储热装置102为堆积床储热罐，堆积床储热罐具有球形空腔，相变材料封装在球形空腔内部，并将其能够在密封罐内部，形成堆积床，利用相变材料受热相变的特性，依靠潜热在太阳能辐射强度较高时将热量储存，并在太阳能辐射强度较弱使释放热量。堆积床储热罐作为储热装置102，具有强大的储热能力，改善了太阳能集热系统101和储热装置102的储热效率。其次，相变材料在相变区内进行蓄放热，温度变化小，能达到控制温度的目的。此外，堆积床储热罐强大的储热能力有助于进一步减小储热装置102的占地面积以及太阳能集热器101的面积，并对用热端提供稳定、持续的热量。

储热装置102的顶部设有第一入口和第一出口，储热装置102底部设有第二入口和第二出口。储热回路与储热装置102的第一入口和第二出口连通，放热回路与储热装置102的第二入口和第一出口连通。

具体地，如图1所述，太阳能集热器101的出口与储热装置102的顶部的第一入口连通，高温工作流体从第一入口进入储热装置102中并从上向下流动，将携带的热量传递至储热装置102内的相变材料，相变材料相变蓄热。换热后的低温工作流体从储热装置102底部的第二出口流出。地源热泵机组105的出口与储热装置102底部的第二入口连通，由地源热泵机组105预热后的工作流体从第二入口进入储热装置102中并从下向上流动，相变材料放热，工作流体吸热温升，高温工作流体从储热装置102顶部的第一出口流出。

进一步地，堆积床储热罐的上述入口和出口处均设有均流器，均流器用于均匀流体流入和流出的速度，使流体沿径向方向速度均匀，使得相变储热材料和流体径向温度分布均匀，从而可以降低径向冷、热流体混合扰流。

在本实施例中，由于储热回路中高温工作流体从堆积床顶部流入，底部流出，所以堆积床上部温度较高，为了提升储热效率，使堆积床储热罐内堆积床的上部的堆积密度大于下部的堆积密度。堆积床的上部采用密集堆积的方式来实现更小的孔隙率堆积，堆积床下部采用更大的孔隙率堆积，可以一定程度上节约储热材料用量和降低成本。除此之外，堆积床储热罐的顶部与底部均采用圆锥形设计，这有助于流入和流出的工作流体在径向上均匀分布。

为减小换热器的换热面积，提高换热效率，换热器104为逆向换热，即换热器104的热侧和冷侧的流体流动方向相反。

当应用场所地热资源丰富时，以太阳能、地热能为热源。在白天太阳能辐射强度较强时，低温储热罐103中的工作流体通过第一流体泵108的驱动进入太阳能集热器101中，被太阳能加热后，高温工作流体可以通过储热回路从储热装置102的顶部进入储热装置102内，利用空腔内部相变材料的相变潜热将热量储存，也可以通过主加热回路进入换热器104的热侧与用热端回水换热，对热源用户端提供热量。

被用热侧回水冷却的低温工作流体从换热器104的热侧出口流出，流出的低温工作流体可以回到低温储热罐103中，继续进入太阳能集热器101进行加热，也可以进入地源热泵机组105中，吸收地热能之后被加热。当储热装置102内部堆积床温度较低时，被加热后的工作流体通过辅助加热回路直接进入换热器104的热侧与用热端的回水进行换热，为用热端提供热量；当储热装置102内部堆积床温度较高时，储热装置102释热，吸收地热能后的工作流体通过放热回路从储热装置102底部进入储热装置102内，吸收堆积床热量后从顶部流出，进入换热器104的热侧与用热端回水进行换热。

利用地热能作为清洁能源为工作流体进行预热，然后进入储热装置102内部再加热，换热效率更高，可以为用热端提供稳定、持续的热量，并且在不污染环境的同时，有助于减小储热装置102的体积以及太阳能集热器101的面积。

实施例二：

本实施例提供的储热供热系统为太阳能-空气能复合储热供热系统，清洁能源为空气能，清洁能源机组为空气能热泵机组106。空气能热泵机组106用于将空气能转化为热能。

如图2所示，储热供热系统包括太阳能集热器101、储热装置102和低温储液罐103、换热器104和空气能热泵机组106，以及若干用于控制各个回路启闭的阀门1-7和驱动工作流体流动的第一流体泵108和第二流体泵109。其中空气能热泵机组106主要包含压缩机，冷凝器，节流阀以及蒸发器。储热装置102的结构及其工作原理与实施例一的储热装置102相同，此处不作赘述。

如图2所示，在本实施例中，太阳能集热器101、储热装置102、低温储液罐103串联组成储热回路，太阳能集热器101、换热器104的热侧和低温储液罐103串联组成主加热回路。空气能热泵机组106与换热器104的热侧串联组成辅助加热回路，储热装置102、换热器104的热侧以及空气能热泵机组106串联组成放热回路。阀门4连接在空气能热泵机组106与换热器104入口之间，阀门5连接在空气能热泵机组106与储热装置102之间，阀门6连接在换热器104出口与空气能热泵机组106之间。

本实施例以太阳能、空气能为热源为用热端提供热量。在白天太阳能辐射强度较强时，工作流体在太阳能集热器中吸收太阳能热量，高温工作流体可以通过储热回路从储热装置102的顶部进入储热装置102内，利用空腔内部相变材料的相变潜热将热量储存，也可以通过主加热回路进入换热器104的热侧与用热端回水换热，对热源用户端提供热量。

被用热侧回水冷却的低温工作流体从换热器104的热侧出口流出，流出的低温工作流体可以回到低温储热罐103中，继续进入太阳能集热器101进行加热，也可以进入空气能热泵机组106中，吸收环境空气热量之后被加热。当储热装置102内部堆积床温度较低时，被加热后的工作流体通过辅助加热回路直接进入换热器104的热侧与用热端的回水进行换热，为用热端提供热量；当储热装置102内部堆积床温度较高时，储热装置102释热，吸收空气能后的工作流体通过放热回路从储热装置102底部进入储热装置102内，吸收堆积床热量后从顶部流出，进入换热器104的热侧与用热端回水进行换热。

利用空气能作为清洁能源为工作流体进行预热，然后进入储热装置102内部再加热，换热效率更高，可以为用热端提供稳定、持续的热量，并且在不污染环境的同时，有助于减小储热装置102的体积以及太阳能集热器101的面积。

实施例三：

本实施例提供了一种利用复合能源的储热供热系统的运行方法，储热供热系统为实施例一种的储热供热系统。储热供热系统具有储热阶段和放热阶段，储热供热系统的运行方法包括：

在储热阶段，储热回路和/或主加热回路开启；

在放热阶段，放热回路和/或辅助加热回路开启。

其中，在放热阶段，储热供热系统的运行方法具体包括：

比较储热装置102内的温度与设定温度阈值；

当储热装置102内的温度高于或等于设定温度阈值，放热回路开启且辅助加热回路关闭，当储热装置102内的温度低于设定温度阈值，辅助加热回路开启且放热回路关闭。

为了保证用户侧的用热需求得到满足，当储热装置102内的温度低于设定温度阈值，辅助加热回路开启并提升清洁能源机组的功率。

下面以实施例一中的储热供热系统为例描述储热供热系统的运行方法。

在白天太阳能辐射强度较高时，储热供热系统进入储热阶段，阀门1、2、3和7开启，储热回路和主加热回路开启。低温储热罐103中的工作流体通过第一流体泵108的驱动进入太阳能集热器101中，被太阳能加热后，高温工作流体的一部分通过储热回路从储热装置102的顶部进入储热装置102内，经过内部均流器，使得储热装置102内换热流体沿着罐体径向均匀分布，相变储热材料和工作流体径向温度分布均匀，从而可以降低径向冷、热流体混合扰流的可能性。通过导热和热对流将热量传递到堆积床内部的相变材料，使其升温并将热量储存，工作流体温度降低之后从储热装置102底部回到低温储液罐103中，完成储热循环。另一部分被太阳能加热的工作流体直接通过主加热回路进入换热器104热侧进口为用热端提供热量，最后通过阀门7重新流入低温储液罐103中。

在晚上太阳能辐射强度较低时，储热供热系统进入放热阶段。比较储热装置102内的温度与设定温度阈值的大小关系。当储热装置102内的温度高于或等于设定温度阈值，说明堆积床的温度较高，储热装置102可以释放热量满足用热端热负荷要求。此时开启阀门3、5和6，使放热回路开启且辅助加热回路关闭，被用热侧回水冷却的低温工作流体从换热器104的热侧出口流出，流出的低温工作流体进入地源热泵机组105中，吸收地热能之后被预热，预热工作流体通过放热回路从储热装置102底部进入储热装置102内，相变材料通过相变潜热将热量传递到工作流体中，然后工作流体从顶部流出，通过放热回路进入换热器104热侧进口，为用热端提供热量。降温后的工作流体通过阀门6重新回到地源热泵机组105中，继续吸热升温。

当储热装置102内的温度低于设定温度阈值，说明堆积床温度较低，其不能够满足用热端热负荷要求，打开阀门4关闭阀门3、5，辅助加热回路开启且放热回路关闭。从换热器104热侧出口流出的低温工作流体进入地源热泵机组105中，加大地源热泵机组105的功率使机组出口温度可以满足用热端热负荷要求，通过辅助加热回路流入换热器104热侧进口为用热端提供热量，被冷却的工作流体重新进入地源热泵机组105中。

本发明实施例提供的利用复合能源的储热供热系统及其运行方法利用相变堆积床储热装置对太阳能、地热能和空气能等清洁能源进行耦合，提高了能源的利用效率，并为用热端提供持续、稳定的热量。清洁能源的高效利用，减少温室气体排放，降低环境污染问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，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。

此外，术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种利用复合能源的储热供热系统，其特征在于，包括：太阳能集热器、储热装置、低温储液罐、换热器、清洁能源机组，所述太阳能集热器用于将太阳能转化为热能，所述低温储液罐用于储存工作流体，所述清洁能源机组用于将清洁能源转化为热能；

所述太阳能集热器、所述储热装置、所述低温储液罐串联组成储热回路，所述储热回路用于将太阳能转化的热能储存在所述储热装置中，所述储热装置为堆积床储热罐，所述堆积床储热罐内具有由相变材料封装形成的堆积床，所述相变材料相变以储存或释放热量，所述储热回路中的高温工作流体从所述堆积床储热罐的顶部流入、底部流出，所述堆积床储热罐的上部的堆积密度大于下部的堆积密度；

所述太阳能集热器、所述换热器的热侧和所述低温储液罐串联组成主加热回路，所述主加热回路用于将太阳能转化的热能通过换热器传递至用热侧；

所述清洁能源机组与所述换热器的热侧串联组成辅助加热回路，所述辅助加热回路用于将清洁能源转化的热能通过换热器传递至用热侧；

所述储热装置与所述换热器的热侧串联组成放热回路，所述放热回路用于将所述储热装置储存的热能通过换热器传递至用热侧，所述清洁能源机组串联在所述放热回路中，且所述清洁能源机组位于所述储热装置的上游，当所述放热回路开启，从所述换热器的热侧流出的低温工作流体首先进入所述清洁能源机组中吸热升温，然后进入所述储热装置中进行再加热以获得高品质的热量，从所述储热装置流出的高温工作流体进入所述换热器的热侧，将热量传递至用户侧。

2.根据权利要求1所述的利用复合能源的储热供热系统，其特征在于，所述储热装置顶部设有第一入口和第一出口，所述储热装置底部设有第二入口和第二出口；

所述储热回路与所述第一入口和所述第二出口连通；

所述放热回路与所述第二入口和所述第一出口连通。

3.根据权利要求1所述的利用复合能源的储热供热系统，其特征在于，所述清洁能源为地热能，所述清洁能源机组为地源热泵机组；

和/或，所述清洁能源为空气能，所述清洁能源机组为空气能热泵机组。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的利用复合能源的储热供热系统，其特征在于，所述堆积床储热罐的入口和出口处均设有均流器，所述均流器用于均匀流体流入和流出的速度。

5.一种利用复合能源的储热供热系统的运行方法，其特征在于，所述储热供热系统为根据权利要求1-4中任一项所述的储热供热系统，所述储热供热系统具有储热阶段和放热阶段，所述储热供热系统的运行方法包括：

在所述储热阶段，所述储热回路和/或所述主加热回路开启；

在所述放热阶段，所述放热回路和/或所述辅助加热回路开启。

6.根据权利要求5所述的利用复合能源的储热供热系统的运行方法，其特征在于，在所述放热阶段，具体包括：

比较所述储热装置内的温度与设定温度阈值；

当所述储热装置内的温度高于或等于所述设定温度阈值，所述放热回路开启且所述辅助加热回路关闭；

当所述储热装置内的温度低于所述设定温度阈值，所述辅助加热回路开启且所述放热回路关闭。

7.根据权利要求6所述的利用复合能源的储热供热系统的运行方法，其特征在于，当所述储热装置内的温度低于所述设定温度阈值，所述辅助加热回路开启且提升所述清洁能源机组的功率。