CN204240453U - 蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统 - Google Patents

蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统 Download PDF

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金洪文
张自国
徐辉
马爽
刘喆
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Abstract

本实用新型公开了一种蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统,包括有太阳能集热蓄热单元、锅炉联合蓄热单元、混水控制单元、外网供水管和外网回水管，其中太阳能集热蓄热单元中设有第一蓄热水池，锅炉联合蓄热单元中设有电锅炉、燃煤锅炉和第二蓄热水池，第一蓄热水池通过第一补水管路分别与电锅炉、燃煤锅炉和第二蓄热水池相连接，第一蓄热水池中设有第一换热器，第二蓄热水池中设有第二换热器，第一换热器和第二换热器之间由连接管相连，连接管与外网回水管之间通过旁通管相贯通，有益效果：本实用新型能最大限度的利用太阳能和谷电能作为城市供热热源，实现了电能利用的移峰填谷，有利于挖掘电网潜力、提高负荷率和电网安全性。

Description

蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统
技术领域
本实用新型涉及一种联合供热热源系统，特别涉及一种蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统。
背景技术
目前，城市中供热热源种类单一，多依靠燃煤热能供热，而燃煤锅炉的排放对大气环境会造成严重污染。因此，降低城市供热燃煤供热比重，增加清洁能源使用比例，改善城市热源排放，成为节能减排工作亟待解决的问题。现有的做法往往是淘汰小锅炉房，改燃煤为燃气、改善锅炉除尘和脱硫除尘设备，但热源燃料仍以矿物质燃料为主，清洁能源和可再生能源利用率低。此外现有城市电网日负荷变化大，夜晚电网负荷偏低，此时电厂负荷率低，出力不足，而白天负荷增大，不利于电网安全，如何移峰填谷，实现电能的蓄能和利用也是亟待解决的问题。
发明内容
本实用新型的主要目的是为了解决现有城市中热源燃料仍以矿物质燃料为主，清洁能源和可再生能源利用率低的问题；
本实用新型的另一个目的是为了解决如何移峰填谷，实现电能的蓄能和利用；
本实用新型为了达到上述目的，解决上述问题而提供的一种蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统。
本实用新型提供的蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统包括有太阳能集热蓄热单元、锅炉联合蓄热单元、混水控制单元、外网供水管和外网回水管，其中太阳能集热蓄热单元中设有第一蓄热水池，锅炉联合蓄热单元中设有电锅炉、燃煤锅炉和第二蓄热水池，第一蓄热水池通过第一补水管路分别与电锅炉、燃煤锅炉和第二蓄热水池相连接，第一蓄热水池中设有第一换热器，第二蓄热水池中设有第二换热器，第一换热器和第二换热器之间由连接管相连，连接管与外网回水管之间通过旁通管相贯通，混水控制单元中设有混水器，混水器通过管路分别与连接管、第二换热器和外网供水管连接，外网回水管、第一换热器、连接管、第二换热器、混水器和外网供水管形成第一循环管路，外网回水管、第一换热器、连接管、混水器和外网供水管形成第二循环管路，外网回水管、旁通管、连接管、第二换热器、混水器和外网供水管形成第三循环管路，外网回水管、旁通管、连接管、混水器和外网供水管形成第四循环管路。
太阳能集热蓄热单元中还设置有太阳能集热器，太阳能集热器的两端通过管路与第一蓄热水池连接，连接管路上设有第一温度传感器和第一循环水泵，第一循环水泵由第一温度传感器控制工作。
第一蓄热水池通过第二补水管路与水箱连接，第二补水管路上设有第二补水泵，水箱连接有水软化设备，第一蓄热水池上还设有液位控制器和第二温度传感器，第二补水泵由液位控制器控制工作。
第一补水管路上设有第一补水泵。
第一换热器和第二换热器均为水浴式换热器。
锅炉联合蓄热单元中的电锅炉和燃煤锅炉并列设置，电锅炉和燃煤锅炉通过管路分别与第二蓄热水池连接,管路上设有第二循环水泵。
连接管上设有比例调节阀，外网供水管上设有第三温度传感器，比例调节阀由第三温度传感器控制工作。
外网回水管通过第三补水管路与水箱连接，第三补水管路上设有第三补水泵，外网回水管上设有压力传感器和第三循环水泵，第三补水泵由压力传感器控制工作，外网回水管上设有第一电磁阀，旁通管上设有第二电磁阀，第一电磁阀和第二电磁阀均由第一蓄热水池上的第二温度传感器控制工作。
本实用新型的工作原理：
太阳能集热蓄热单元的日集热量和蓄热量与日外网补给水加热至回水温度所需热量大致相等，按此集热量设计的太阳能集热器通过热水循环管道与第一循环水泵、第一蓄热水池、第一温度传感器相连，第一循环水泵的开关由第一温度传感器控制，当太阳能集热器出水温度达到设定值时，第一循环水泵关闭，外网回水管上安装的压力传感器压力降低到补水压力时，压力传感器控制第三补水泵工作，存储于水箱内经水软化设备处理过的补水经第三补水泵加压进入系统，由于补水温度低，经补水的系统回水温度将降低，当第一蓄热水池内热水温度超过外网回水温度时，第二温度传感器控制第一电磁阀开启，第二电磁阀关闭，此时，供热外网回水(包括补给水)进入太阳能集热蓄热单元，经第一蓄热水池内部的第一换热器加热后温度升高，当第一蓄热水池缺水时，由第一蓄热水池进水口处的液位控制器发出信号，启动第二补水泵，补水至第一蓄热水池。
锅炉联合蓄热单元中的电锅炉、燃煤锅炉并联运行，产出热水经第二循环水泵加压进入第二蓄热水池，电锅炉的运行时间为谷电时段，非谷电时间和谷电时间燃煤锅炉根据负荷变化适时工作，谷电和非谷电时段用热均由第二蓄热水池提取，第二蓄热水池的蓄热量通过第二换热器加热外网回水，第二蓄热水池的补水由第一补水泵负责。
外网回水在第三循环水泵作用下先在太阳能集热蓄热单元中加热，后经连接管上的比例调节阀分配：一部分进入第二蓄热水池内的第二换热器，一部分进入混水器，两者在混水器中重新混合，比例调节阀由外网供水管上的第三温度传感器控制，当供水温度低于设定值时，比例调节阀动作，外网回水进入第二换热器的比例增大，外网回水进入混水器的水量将减少，供水温度会提高，若供水温度达到设定值，则比例调节阀停止动作，否则，则继续动作，直到供水温度达到设定值。
本实用新型的有益效果：
本实用新型能最大限度的利用太阳能和谷电能作为城市供热热源，有利于改善城市冬季大气质量，极大地提高了清洁能源和可再生能源的利用率，并且实现了电能利用的移峰填谷，有利于挖掘电网潜力、提高负荷率和电网安全性。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图。
1、太阳能集热蓄热单元   2、锅炉联合蓄热单元   3、混水控制单元
4、外网供水管   5、外网回水管   10、第一蓄热水池   11、电锅炉
12、燃煤锅炉   13、第二蓄热水池   14、第一补水管路   15、第一换热器
16、第二换热器   17、旁通管   18、混水器   20、太阳能集热器
21、第一温度传感器   22、第一循环水泵   23、水箱   24、第一补水泵
25、水软化设备   26、液位控制器   27、第二温度传感器   28、第二补水泵
29、第二循环水泵   30、比例调节阀   31、第三温度传感器   32、第三补水泵
33、压力传感器   34、第三循环水泵   35、第一电磁阀   36、第二电磁阀、
37、第二补水管路   38、第三补水管路   39、连接管。
具体实施方式
请参阅图1所示：
本实用新型提供的蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统包括有太阳能集热蓄热单元1、锅炉联合蓄热单元2、混水控制单元3、外网供水管4和外网回水管5，其中太阳能集热蓄热单元1中设有第一蓄热水池10，锅炉联合蓄热单元2中设有电锅炉11、燃煤锅炉12和第二蓄热水池13，第一蓄热水池10通过第一补水管路14分别与电锅炉11、燃煤锅炉12和第二蓄热水池13相连接，第一蓄热水池10中设有第一换热器15，第二蓄热水池13中设有第二换热器16，第一换热器15和第二换热器16之间由连接管39相连，连接管39与外网回水管5之间通过旁通管17相贯通，混水控制单元3中设有混水器18，混水器18通过管路分别与连接管39、第二换热器16和外网供水管4连接，外网回水管5、第一换热器15、连接管39、第二换热器16、混水器18和外网供水管4形成第一循环管路，外网回水管5、第一换热器15、连接管39、混水器18和外网供水管4形成第二循环管路，外网回水管5、旁通管17、连接管39、第二换热器16、混水器18和外网供水管4形成第三循环管路，外网回水管5、旁通管17、连接管39、混水器18和外网供水管4形成第四循环管路。
太阳能集热蓄热单元1中还设置有太阳能集热器20，太阳能集热器20的两端通过管路与第一蓄热水池10连接，连接管路上设有第一温度传感器21和第一循环水泵22，第一循环水泵22由第一温度传感器21控制工作。
第一蓄热水池10通过第二补水管路37与水箱23连接，第二补水管路37上设有第二补水泵28，水箱23连接有水软化设备25，第一蓄热水池10上还设有液位控制器26和第二温度传感器27，第二补水泵28由液位控制器26控制工作。
第一补水管路14上设有第一补水泵24。
第一换热器15和第二换热器16均为水浴式换热器。
锅炉联合蓄热单元2中的电锅炉11和燃煤锅炉12并列设置，电锅炉11和燃煤锅炉12通过管路分别与第二蓄热水池13连接,管路上设有第二循环水泵29。
连接管39上设有比例调节阀30，外网供水管4上设有第三温度传感器31，比例调节阀30由第三温度传感器31控制工作。
外网回水管5通过第三补水管路38与水箱23连接，第三补水管路38上设有第三补水泵32，外网回水管5上设有压力传感器33和第三循环水泵34，第三补水泵32由压力传感器33控制工作，外网回水管5上设有第一电磁阀35，旁通管17上设有第二电磁阀36，第一电磁阀35和第二电磁阀36均由第一蓄热水池10上的第二温度传感器27控制工作。
本实用新型的工作原理：
太阳能集热蓄热单元1的日集热量和蓄热量与日外网补给水加热至回水温度所需热量大致相等，按此集热量设计的太阳能集热器20通过热水循环管道与第一循环水泵22、第一蓄热水池10、第一温度传感器21相连，第一循环水泵22的开关由第一温度传感器21控制，当太阳能集热器20出水温度达到设定值时，第一循环水泵22关闭，外网回水管5上安装的压力传感器33压力降低到补水压力时，压力传感器33控制第三补水泵32工作，存储于水箱23内经水软化设备25处理过的补水经第三补水泵32加压进入系统，由于补水温度低，经补水的系统回水温度将降低，当第一蓄热水池10内热水温度超过外网回水温度时，第二温度传感器27控制第一电磁阀35开启，第二电磁阀36关闭，此时，供热外网回水(包括补给水)进入太阳能集热蓄热单元1，经第一蓄热水池10内部的第一换热器15加热后温度升高，当第一蓄热水池10缺水时，由第一蓄热水池10进水口处的液位控制器26发出信号，启动第二补水泵28，补水至第一蓄热水池10。
锅炉联合蓄热单元2中的电锅炉11、燃煤锅炉12并联运行，产出热水经第二循环水泵29加压进入第二蓄热水池13，电锅炉11的运行时间为谷电时段，非谷电时间和谷电时间燃煤锅炉12根据负荷变化适时工作，谷电和非谷电时段用热均由第二蓄热水池13提取，第二蓄热水池13的蓄热量通过第二换热器16加热外网回水，第二蓄热水池13的补水由第一补水泵24负责。
外网回水在第三循环水泵34作用下先在太阳能集热蓄热单元1中加热，后经连接管39上的比例调节阀30分配：一部分进入第二蓄热水池13内的第二换热器16，一部分进入混水器18，两者在混水器18中重新混合，比例调节阀30由外网供水管4上的第三温度传感器31控制，当供水温度低于设定值时，比例调节阀30动作，外网回水进入第二换热器16的比例增大，外网回水进入混水器18的水量将减少，供水温度会提高，若供水温度达到设定值，则比例调节阀30停止动作，否则，则继续动作，直到供水温度达到设定值。

Claims (8)

1.一种蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统，其特征在于：包括有太阳能集热蓄热单元、锅炉联合蓄热单元、混水控制单元、外网供水管和外网回水管，其中太阳能集热蓄热单元中设有第一蓄热水池，锅炉联合蓄热单元中设有电锅炉、燃煤锅炉和第二蓄热水池，第一蓄热水池通过第一补水管路分别与电锅炉、燃煤锅炉和第二蓄热水池相连接，第一蓄热水池中设有第一换热器，第二蓄热水池中设有第二换热器，第一换热器和第二换热器之间由连接管相连，连接管与外网回水管之间通过旁通管相贯通，混水控制单元中设有混水器，混水器通过管路分别与连接管、第二换热器和外网供水管连接，外网回水管、第一换热器、连接管、第二换热器、混水器和外网供水管形成第一循环管路，外网回水管、第一换热器、连接管、混水器和外网供水管形成第二循环管路，外网回水管、旁通管、连接管、第二换热器、混水器和外网供水管形成第三循环管路，外网回水管、旁通管、连接管、混水器和外网供水管形成第四循环管路。
2.根据权利要求1所述的蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统，其特征在于：所述的太阳能集热蓄热单元中还设置有太阳能集热器，太阳能集热器的两端通过管路与第一蓄热水池连接，连接管路上设有第一温度传感器和第一循环水泵，第一循环水泵由第一温度传感器控制工作。
3.根据权利要求1所述的蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统，其特征在于：所述的第一蓄热水池通过第二补水管路与水箱连接，第二补水管路上设有第二补水泵，水箱连接有水软化设备，第一蓄热水池上还设有液位控制器和第二温度传感器，第二补水泵由液位控制器控制工作。
4.根据权利要求1所述的蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统，其特征在于：所述的第一补水管路上设有第一补水泵。
5.根据权利要求1所述的蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统，其特征在于：所述的第一换热器和第二换热器均为水浴式换热器。
6.根据权利要求1所述的蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统，其特征在于：所述的锅炉联合蓄热单元中的电锅炉和燃煤锅炉并列设置，电锅炉和燃煤锅炉通过管路分别与第二蓄热水池连接,管路上设有第二循环水泵。
7.根据权利要求1所述的蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统，其特征在于：所述的连接管上设有比例调节阀，外网供水管上设有第三温度传感器，比例调节阀由第三温度传感器控制工作。
8.根据权利要求1所述的蓄热式太阳能、电能和燃煤热能联合供热热源系统，其特征在于：所述的外网回水管通过第三补水管路与水箱连接，第三补水管路上设有第三补水泵，外网回水管上设有压力传感器和第三循环水泵，第三补水泵由压力传感器控制工作，外网回水管上设有第一电磁阀，旁通管上设有第二电磁阀，第一电磁阀和第二电磁阀均由第一蓄热水池上的第二温度传感器控制工作。
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