CN205897308U - 一种基于分布式加热储热技术的集中供热系统 - Google Patents

一种基于分布式加热储热技术的集中供热系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及一种基于分布式加热储热技术的集中供热系统，包括太阳能中高温集热系统、蓄热装置、换热器、控制系统等组成，集中供热管网中包括太阳能集热系统和相变蓄热系统；太阳能集热系统吸收太阳能加热管网中蒸汽满足用户需求，相变蓄热系统具有高温导热油蓄热和电加热蓄热两种运行模式，当太阳能集热系统热量富裕时，调节阀门使导热油流经相变蓄热装置，对蓄热材料进行加热实现充热过程；或用低谷电驱动电阻丝发热，蓄热材料将这部分热储存起来实现充热过程；当太阳能集热系统无法满足加热需求时，将储存的热量释放出来加热蒸汽；充分利用清洁能源，增加集中供热系统的经济性。

Description

一种基于分布式加热储热技术的集中供热系统
技术领域
本实用新型涉及一种基于分布式加热储热技术的集中供热系统，特别是一种带有相变储热装置的太阳能加热系统，属于集中供热、中高温太阳能利用、蓄能、能源与环境等领域。
背景技术
目前，我国城市供热热源包括：煤炭、燃油、天然气、电能、核能、太阳能、地热等，但集中供热所用能源目前仍以煤炭为主，部分经济发达城市开始使用天然气和燃油。在中国经济的快速发展，人民生活水平和工业化水平不断提高，环境保护和节约能源等相关政策的推动下，城市供热得到迅速发展。
在集中供热模式取代分散供热模式下，相关供热问题也逐渐显现出来。由于热用户比较分散，蒸汽(热水)在输送过程中温度逐渐降低，送至管网末端热用户时，部分供热参数无法满足热用户需求；此外集中供热还存在着峰谷特性，热源在面对负荷高峰时供不应求，负荷低谷时又供过于求。
太阳能作为一种清洁的可再生能源得到了广泛的应用，太阳能热利用正越来越受到重视。中国专利“一种热管式太阳能集中供热水系统”(CN201310277088.7)公开了一种热管式太阳能集热系统加热供热水系统，并辅以真空燃气炉辅助加热，该系统具有传热效率高、恒温恒压的优点，可满足宾馆等公共建筑24小时热水的需要，但未配备储能装置，且真空燃气炉作为辅热装置，经济性较差。中国专利“带有蓄能罐的集中供热供冷联合系统”(CN201410721211.4)公开了一种带有蓄能罐的集中供热供冷联合系统，通过大型蓄能罐在低负荷时蓄热和在高负荷时产生热水，但其属于水的显热储热，储热密度低，占地面积大；相对于水蓄能，相变蓄热更具有潜力，其蓄热能力是水蓄能的几倍甚至几十倍。因此本实用新型致力于开发绿色节能的供热加热系统，结合太阳能集热系统和相变储热系统，可最大限度地降低运行成本，保证系统运行稳定性，减少环境污染，降低碳排放。
实用新型内容
为了改善现有集中供热管网中供热蒸汽(水)温度不够的现象，本实用新型提供一种基于分布式加热储热技术的集中供热系统，利用太阳能加热，低谷电储热等技术，可最大限度地降低运行成本，保证系统运行稳定性，减少环境污染，降低碳排放的一种技术。
该实用新型所述的一种基于分布式加热储热技术的集中供热系统包括：太阳能中高温集热系统、蓄热装置、换热器、末端用户与控制系统；集中供热管网中包括太阳能集热系统和相变蓄热系统；
所述的太阳能中高温集热系统、蓄热装置、换热器与末端用户通过传热管道依次连接；
所述的蓄热装置包括电加热蓄热装置与高温导热油蓄热装置；
所述的控制系统包括设置在导热油管道上的温度测量仪表，压力测量仪表与流量测量仪表。
优选地，所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统中的蓄热装置中的电加热蓄热装置与高温导热油蓄热装置包括：蓄热器入口、蓄热器出口、蓄热器外壁、相变材料、保温材料以及电阻加热丝。
优选地，所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统中的传热管道内的传热介质为导热油。
优选地，所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统中的相变材料为熔盐相变材料。
优选地，所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统中的太阳能中高温集热系统为太阳能槽式集热系统。
优选地，所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统中的换热器后依次连接有变频泵与系统补油装置，系统补油装置与太阳能中高温集热系统相连形成循环。
优选地，所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统中的太阳能中高温集热系统的两端直接连有带控制阀门的传热管道。
优选地，所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统中的蓄热装置的两端直接连有带控制阀门的传热管道。
优选地，所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统中的太阳能中高温集热系统与蓄热装置之间的传热管道上设置有温度测量仪表、压力测量仪表与流量测量仪表；所述的蓄热装置与换热器之间的传热管道上设置有温度测量仪表、压力测量仪表与流量测量仪表；所述的换热器与变频泵之间的传热管道上设置有温度测量仪表；所述的变频泵与系统补油装置之间的传热管道上设置有流量测量仪表与压力测量仪表；所述的系统补油装置与太阳能中高温集热系统之间的传热管道上设置有压力测量仪表。
具体地，该实用新型中所提到的一种基于分布式加热储热技术的集中供热系统，包括太阳能中高温集热系统、蓄热装置、换热器与相关的电路与仪表控制系统等。
上述太阳能中高温集热系统可以是槽式集热器，集热器收集太阳能加热传热介质，传热介质经换热器加热集中供热管网中的蒸汽(水)，以达到末端用户侧使用要求。当集热系统热量富裕时，传热介质流经相变蓄热装置进行能量存储。
上述相变蓄热系统蓄热介质为熔盐相变材料，传热介质为导热油，其蓄热室箱体的外壁包裹有保温层。
上述相变蓄热系统具有电加热蓄热和高温导热油蓄热两种运行模式，运行模式一：利用低谷电驱动电阻丝发热，蓄热材料将这部分热储存起来实现充热过程。运行模式二：当太阳能集热系统热量富裕时，调节阀门使导热油流经相变蓄热装置，对蓄热材料进行加热实现充热过程。当太阳能集热系统无法满足加热需求时，将储存的热量释放出来加热蒸汽(水)。
很明显，与现有集中供热系统相比较，本实用新型采用槽式太阳能集热系统和相变储热系统加热用户端蒸汽(水)，通过两套系统“互补”为用户端提供热源，相变储热系统的加入，有效弥补了单独使用太阳能集热系统易受天气影响，间断不稳定的不足，相变蓄热系统不仅可以储存富裕的太阳能，提高可再生能源利用率，还可以有效结合低谷电，使系统具有更好的经济性；基于相变储能的太阳能集热加热系统的加入，有效地拓宽了太阳能集热系统的应用范围，提高了集中供热系统的整体供热能力，实现了节能减排，削峰填谷效果，提高可再生能源利用率及供热系统整体的经济性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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是本实用新型分布式加热系统的流程图。
图2是相变蓄热装置的结构示意图。
图3是相变蓄热装置的截面示意图。
标号说明：1、太阳能槽式集热系统；2、相变蓄热装置；3、系统补油装置；4、换热器；5、变频泵；6、末端用户；7、传热管道；8、蓄热器入口；9、蓄热器出口；10、相变材料；11、保温材料；12、蓄热器外壁；13、电阻加热丝；14、TT温度测量仪表；15、PT压力测量仪表；16、FT流量测量仪表；17、控制阀门。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释而本实用新型并不局限于以下实施例。
实施例1：
如图1、图2、图3所示，本实施例提供了一种基于分布式加热储热技术的集中供热系统，包括：太阳能槽式集热系统1、相变蓄热装置2、换热器4、变频泵5、系统补油装置3、末端用户6与相关的电路与仪表控制系统；太阳能槽式集热系统1、相变蓄热装置2、换热器4、变频泵5、系统补油装置3、末端用户6之间通过传热管道7依次连接形成循环管路，传热管道内的传热介质为导热油；相变蓄热装置2包括电加热蓄热装置与高温导热油蓄热装置，具体包括蓄热器入口8、蓄热器出口9、蓄热器外壁12、相变材料10、保温材料11以及电阻加热丝，相变材料10为熔盐相变材料；太阳能槽式集热系统1的两端直接连有带控制阀门的传热管道；相变蓄热装置的两端直接连有带控制阀门的传热管道7；太阳能槽式集热系统1与相变蓄热装置2之间的传热管道上设置有TT温度测量仪表14、PT压力测量仪表15与FT流量测量仪表16；相变蓄热装置2与换热器4之间的传热管道7上设置有TT温度测量仪表14、PT压力测量仪表15与FT流量测量仪表16；换热器4与变频泵5之间的传热管道7上设置有TT温度测量仪表14；变频泵5与系统补油装置3之间的传热管道7上设置有FT流量测量仪表16与PT压力测量仪表15；系统补油装置3与太阳能槽式集热系统1之间的传热管道7上设置有PT压力测量仪表15。
太阳能槽式集热系统01吸收热量加热传热管道7中的传热介质，通过调节阀控制传热介质07直接加热供热管网中的蒸汽或加热相变蓄热装置中的相变材料进行能量的存储。相变蓄热装置02具有电加热蓄热和高温导热油蓄热两种运行模式，并通过智能控制系统在两种模式中自动切换。当夜间低谷电时期，利用低谷电驱动电阻丝13发热，蓄热材料将这部分热储存起来实现充热过程；当太阳能集热系统热量富裕时，系统不仅能满足加热蒸汽(水)的要求，还能自动调节阀门使部分导热油流经相变蓄热装置，对蓄热材料进行加热实现充热；当太阳能集热系统无法满足加热需求时或阴雨天气，将蓄热装置中储存的热量释放出来加热蒸汽，达到工业用户需求。
实施例2，
与实施例1基本相同，不同之处在于：
一种基于分散式太阳能集热储热技术的集中生活供热系统，其供热管网中介质为生活热水，太阳能槽式集热系统01和相变蓄热装置02的传热介质用于加热生活热水，以满足生活供热需求。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本实用新型专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本实用新型专利的保护范围内。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本实用新型的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于分布式加热储热技术的集中供热系统，其特征在于：所述的集中供热系统包括：太阳能中高温集热系统、蓄热装置、换热器、末端用户与控制系统；
所述的太阳能中高温集热系统、蓄热装置、换热器与末端用户通过传热管道依次连接；
所述的蓄热装置包括电加热蓄热装置与高温导热油蓄热装置；
所述的控制系统包括设置在导热油管道上的温度测量仪表，压力测量仪表与流量测量仪表。
2.根据权利要求1所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统，其特征在于：所述的蓄热装置中的电加热蓄热装置与高温导热油蓄热装置包括：蓄热器入口、蓄热器出口、蓄热器外壁、相变材料、保温材料以及电阻加热丝。
3.根据权利要求1所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统，其特征在于：所述的传热管道内的传热介质为导热油。
4.根据权利要求2所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统，其特征在于：所述的相变材料为熔盐相变材料。
5.根据权利要求1所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统，其特征在于：所述的太阳能中高温集热系统为太阳能槽式集热系统。
6.根据权利要求1所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统，其特征在于：所述的换热器后依次连接有变频泵与系统补油装置，系统补油装置与太阳能中高温集热系统相连形成循环。
7.根据权利要求1所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统，其特征在于：所述的太阳能中高温集热系统的两端直接连有带控制阀门的传热管道。
8.根据权利要求1所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统，其特征在于：所述的蓄热装置的两端直接连有带控制阀门的传热管道。
9.根据权利要求6所述的基于分布式加热储热技术的集中供热系统，其特征在于：所述的太阳能中高温集热系统与蓄热装置之间的传热管道上设置有温度测量仪表、压力测量仪表与流量测量仪表；所述的蓄热装置与换热器之间的传热管道上设置有温度测量仪表、压力测量仪表与流量测量仪表；所述的换热器与变频泵之间的传热管道上设置有温度测量仪表；所述的变频泵与系统补油装置之间的传热管道上设置有流量测量仪表与压力测量仪表；所述的系统补油 装置与太阳能中高温集热系统之间的传热管道上设置有压力测量仪表。
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