CN207831469U - 供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种供热系统，所述供热系统包括：加热器、放热器，所述放热器通过供水管、回水管与所述加热器相连以形成主供热循环；换热器，所述换热器具有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，所述第一接口和所述第二接口连通，所述第三接口和所述第四接口连通，所述第一接口与所述供水管相连，所述第二接口与所述回水管相连；低温罐、高温罐，所述低温罐与所述第三接口相连，所述高温罐与所述第四口相连，所述低温罐和所述高温罐内存储有储热介质。本实用新型的供热系统，通过设置储热模块，可以有效地调节热供需的不平衡，将低谷电、弃风电、弃光电的电能转化为热能存储供热，可以有效地提高能源的利用率，降低供热成本。

Description

供热系统

技术领域

本实用新型属于供热技术领域，具体而言，涉及一种供热系统。

背景技术

供热系统利用热源对用户供热，热源的来源多样，比如燃煤锅炉或电加热等，用户的用热需求难以与热源的供热能力保持匹配，比如火电厂的燃煤锅炉在启动后，难以急停或调解负荷，或者对于用电的热源，电网峰谷差大，若在用电高峰时，用户的热需求大，在用电低谷时，用户的热需求小，上述状况均会造成热源的供热能力与用户的热需求错位，存在改进空间。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种供热系统，所述供热系统可均衡供热，提高能源利用率。

根据本实用新型实施例的供热系统包括：加热器、放热器，所述放热器通过供水管、回水管与所述加热器相连以形成主供热循环；换热器，所述换热器具有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，所述第一接口和所述第二接口连通，所述第三接口和所述第四接口连通，所述第一接口与所述供水管相连，所述第二接口与所述回水管相连；低温罐、高温罐，所述低温罐与所述第三接口相连，所述高温罐与所述第四接口相连，所述低温罐和所述高温罐内存储有储热介质。

根据本实用新型实施例的供热系统，通过设置储热模块，可以有效地调节热供需的不平衡，将低谷电、弃风电、弃光电的电能转化为热能存储供热，可以有效地提高能源的利用率，降低供热成本。

根据本实用新型一个实施例的供热系统，所述供水管设有第一阀，所述第一阀具有三个阀口，且分别与所述加热器、所述放热器、所述第一接口相连；所述回水管设有第二阀，所述第二阀具有三个阀口，且分别与所述加热器、所述放热器、所述第二接口相连；所述第一阀和所述第二阀可选择性地控制自身阀口的连通关系。

根据本实用新型一个实施例的供热系统，还包括：第一循环泵，所述第一循环泵设于所述回水管，且位于所述第二阀与所述加热器之间；第二循环泵，所述第二循环泵设于所述回水管，且位于所述第二阀与所述放热器之间。

根据本实用新型一个实施例的供热系统，在储热模式中，所述第一循环泵工作，所述第二循环泵关闭，所述加热器通过所述第一阀、所述第二阀与所述换热器连通，所述加热器与所述放热器断开。

根据本实用新型一个实施例的供热系统，在储热模式中，所述第一循环泵工作，所述第二循环泵关闭，所述第一阀的所述三个阀口相互连通，所述第二阀的所述三个阀口相互连通。

根据本实用新型一个实施例的供热系统，在供热模式中，所述第一循环泵关闭，所述第二循环泵工作，所述放热器通过所述第一阀、所述第二阀与所述换热器连通，所述加热器与所述放热器断开。

根据本实用新型一个实施例的供热系统，在供热模式中，所述第一循环泵或所述第二循环泵工作，所述第一阀的所述三个阀口相互连通，所述第二阀的所述三个阀口相互连通。

根据本实用新型一个实施例的供热系统，所述换热器内所述第一接口到所述第二接口的流道延伸方向与所述第三接口到所述第四接口的流道延伸方向相逆。

根据本实用新型一个实施例的供热系统，所述低温罐的出口与所述第三接口相连，且所述低温罐的出口与所述第三接口之间设有低温泵，所述低温罐的进口与所述第三接口相连；所述高温罐的出口与所述第四接口相连，且所述高温罐的出口与所述第四接口之间设有高温泵，所述高温罐的进口与所述第四接口相连。

根据本实用新型一个实施例的供热系统，还包括：低温三通阀，所述低温罐的出口、所述低温罐的进口、所述第三接口分别与所述低温三通阀的三个阀口相连；高温三通阀，所述高温罐的出口、所述高温罐的进口、所述第三接口分别与所述高温三通阀的三个阀口相连。

根据本实用新型一个实施例的供热系统，在储热模式中，所述储热介质从所述低温罐顺次通过所述第三接口、第四接口流向所述高温罐；在供热模式中，所述储热介质从所述高温罐顺次通过所述第四接口、第三接口流向所述低温罐。

根据本实用新型一个实施例的供热系统，所述主供热循环内的换热介质为导热油。

根据本实用新型一个实施例的供热系统，所述储热介质为熔盐。

根据本实用新型一个实施例的供热系统，所述换热器、所述低温罐、所述高温罐形成储热模块，所述储热模块为多个，且沿所述供水管和所述回水管的走向间隔开分布。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的供热系统的结构示意图。

附图标记：

供热系统100，

加热器10，放热器20，

供水管30，第一阀31，

回水管40，第二阀32，第一循环泵33，第二循环泵34，

换热器50，第一接口51，第二接口52，第三接口53，第四接口54，

低温罐60，低温三通阀61，低温泵62，

高温罐70，高温三通阀62，高温泵72。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1描述根据本实用新型实施例的供热系统100。

如图1所示，根据本实用新型一个实施例的供热系统100包括：加热器10、放热器20、换热器50、低温罐60和高温罐70。

其中，放热器20通过供水管30、回水管40与加热器10相连以形成主供热循环，加热器10的出水端与供水管30相连，放热器20的进水端与供水管30相连，放热器20的出水端与回水管40相连，回水管40与加热器10的回水端相连。

加热器10用于加热主供热循环内的换热介质，加热器10的热源可以来源于锅炉，优选地，加热器10可以为电加热器10，加热器10可以由电网供电以将电网的谷电利用起来，或者加热器10可以与风电站或光伏电站相连，将弃风电或弃光电转化为换热介质的热能，从而提高风电、光伏等清洁能源的利用。

放热器20用于向用户供热，放热器20可以为一个或多于一个的若干个，放热器20可以向商业用户供热或者向居民供暖。比如放热器20可以与水进行换热，以产生热水供居民采暖也可以产生蒸汽供工业蒸汽。

换热器50具有第一接口51、第二接口52、第三接口53和第四接口54，第一接口51和第二接口52连通，第一接口51与第二接口52之间形成换热器50的一个流路，第三接口53和第四接口54连通，第三接口53和第四接口54之间形成换热器50的另一个流路，这两个流路之间可以进行热交换。优选地，如图1所示，换热器50内第一接口51到第二接口52的流道延伸方向与第三接口53到第四接口54的流道延伸方向相逆。这样，可以增强换热器50的换热效率。

低温罐60和高温罐70内存储有储热介质，储热介质可以为熔盐，熔盐具有价格低廉、性能稳定可靠、储热密度高的优点。这样，低温罐60和高温罐70的储热密度大。

低温罐60与换热器50的第三接口53相连，高温罐70与换热器50的第四口54相连，这样低温罐60、高温罐70和换热器50形成储热模块。第一接口51与供水管30相连，第二接口52与回水管40相连。这样，主供热循环可以通过换热器50与储热循环回路形成热交换。

在主供热循环的热供需关系平衡时，可以关闭换热器50，储热循环不工作。

在主供热循环的热供应量大于热需求量时，储热模块进入储热模式。

在储热模式中，换热器50开启，主供热循环内的换热介质从供水管30进入换热器50的第一接口51，再从换热器50的第二接口52流回到回水管40，储热介质从低温罐60顺次通过换热器50的第三接口53、换热器50的第四接口54流向高温罐70，这样，低温罐60内的储热介质与主供热循环的高温换热介质换热，低温的储热介质变为高温的储热介质后流入高温罐70存储。

比如利用谷电、风电弃风电、光伏弃光电的电能通过加热器10将电能转化热能传递给换热介质，换热介质通过换热器50与储热介质换热，将换热介质中的热能传递到储热介质当中，换热完毕后的换热介质回流到加热器10，再次循环。低温罐60内的储热介质进入换热器50，储热介质受热后进入高温罐70进行储存。

在主供热循环的热供应量大于热需求量时，储热模块进入供热模式，在供热模式中，换热器50开启，高温的储热介质从高温罐70顺次通过换热器50的第四接口54、第三接口53流向低温罐60，并与换热器50的第一接口51、第二接口52之间的换热介质换热，实现储热模块的供热。

在供热模式中，高温罐70内的高温储热介质进入换热器50进行放热，将热量释放给换热介质后，储热介质进入低温罐60进行储存，循环利用。在换热器50受热后的换热介质进入放热器20供热，换热完毕后的换热介质进入换热器50，再次循环。

根据本实用新型实施例的供热系统100，通过设置储热模块，可以有效地调节热供需的不平衡，将低谷电、弃风电、弃光电的电能转化为热能存储供热，可以有效地提高能源的利用率，降低供热成本。

在一些实施例中，低温罐60与高温罐70中的储热介质可以为熔盐，主供热循环内的换热介质可以为导热油。熔盐具有价格低廉、性能稳定可靠、储热密度高的优点，采用价格低廉、性能稳定可靠、储热密度高的熔盐作为储热介质，避免了直接用导热油储热带来的价格昂贵的问题。导热油的传热性能良好，利用导热油良好的物理性能解决了主供热循环的防凝问题，避免了熔盐和水直接换热导致熔盐凝结的问题，且大容量导热油电加热器10不存在技术难题，工程上的建造难度低，导热油在本系统内只是作为传热介质存在，用量及损耗极少，解决了导热油推广应用的局限性。

在一些实施例中，换热器50、低温罐60、高温罐70形成储热模块，储热模块可以为多个，且多个储热模块可以沿供水管30和回水管40的走向间隔开分布，这样可以降低储热模块的体积，便于布置，降低成本，且可以根据需求选择性地开启一个或多个储热模块，以调节储热容量或供热能力。

如图1所示，低温罐60的出口与换热器50的第三接口53相连，且低温罐60的出口与第三接口53之间设有低温泵62，低温罐60的进口与第三接口53相连，比如换热系统还可以包括：低温三通阀61，低温罐60的出口、低温罐60的进口、换热器50的第三接口53分别与低温三通阀61的三个阀口相连，为了便于描述，将低温三通阀61的三个阀口编号为g、h、i，阀口g与换热器50的第三接口53相连，阀口h与低温罐60的出口相连，阀口i与低温罐60的进口相连。

高温罐70的出口与换热器50的第四口54相连，且高温罐70的出口与第四口54之间设有高温泵72，高温罐70的进口与第四口54相连，比如换热系统还可以包括：高温三通阀62，高温罐70的出口、高温罐70的进口、换热器50的第四口54分别与高温三通阀62的三个阀口相连，为了便于描述，将高温三通阀62的三个阀口编号为k、j、l，阀口k与换热器50的第四口54相连，阀口j与高温罐70的出口相连，阀口l与高温罐70的进口相连。

在储热模式中，低温泵62开启，高温泵72关闭，阀口h与阀口g连通，阀口k与阀口l连通，储热介质在低温泵62的驱动下，从低温罐60的出口依次通过阀口h、阀口g、换热器50的第三接口53、换热器50的第四口54、阀口k、阀口l进入高温罐70的进口。

在供热模式中，低温泵62关闭，高温泵72开启，阀口j与阀口k连通，阀口i与阀口g连通，储热介质在高温泵72的驱动下，从高温罐70的出口依次通过阀口j、阀口k、换热器50的第四接口54、换热器50的第三接口53、阀口g、阀口i进入低温罐60的进口。

供水管30设有第一阀31，第一阀31具有三个阀口，且第一阀31的三个阀口分别与加热器10、放热器20、第一接口51相连，如图1所示，为了便于描述，将第一阀31的三个阀口编号为a、b、c，阀口a与放热器20相连，阀口b与加热器10相连，阀口c与换热器50的第一接口51相连，第一阀31可选择性地控制自身阀口的连通关系。

回水管40设有第二阀32，第二阀32具有三个阀口，且第二阀32的三个阀口分别与加热器10、放热器20、第二接口52相连，如图1所示，为了便于描述，将第二阀32的三个阀口编号为d、e、f，阀口d与放热器20相连，阀口e与加热器10相连，阀口f与换热器50的第二接口52相连，第二阀32可选择性地控制自身阀口的连通关系。

在阀口a与阀口b连通，且阀口d与阀口e连通时，主供热循环可以正常供热。

在阀口b与阀口c连通，且阀口e与阀口f连通时，储热模块进入储热模式。

在阀口a与阀口c连通，且阀口d与阀口f连通时，储热模块进入供热模式。

如图1所示，供热系统100还可以包括：第一循环泵33和第二循环泵34，第一循环泵33设于回水管40，且第一循环泵33位于第二阀32与加热器10之间，第二循环泵34设于回水管40，且第二循环泵34位于第二阀32与放热器20之间。

根据一些优选实施例，在储热模式中，第一循环泵33工作，第二循环泵34关闭，加热器10工作，换热器50工作，低温泵62开启，高温泵72关闭，加热器10通过第一阀31、第二阀32与换热器50连通，加热器10与放热器20断开。也就是说，阀口b与阀口c连通，阀口e与阀口f连通，换热介质被加热器10加热，并从第一口51进入换热器50。阀口h与阀口g连通，阀口k与阀口l连通，储热介质在低温泵62的驱动下，从低温罐60的出口依次通过阀口h、阀口g、换热器50的第三接口53进入换热器50。储热介质在换热器50内与换热介质换热，换热介质从第二接口52回流到加热器10再次加热，再次循环，储热介质被加热后，从换热器50的第四接口54、阀口k、阀口l进入高温罐70的进口，进行存储。

根据一些优选实施例，在供热模式中，第一循环泵33关闭，第二循环泵34工作，加热器10关闭，换热器50工作，低温泵62关闭，高温泵72开启，放热器20通过第一阀31、第二阀32与换热器50连通，加热器10与放热器20断开。也就是说，储热介质在高温泵72的驱动下，从高温罐70的出口依次通过阀口j、阀口k、换热器50的第四口54、换热器50的第三接口53、阀口g、阀口i进入低温罐60的进口，进行存储。阀口a与阀口c连通，阀口d与阀口f连通，换热介质在第二循环泵34工作的驱动下，从第二接口52进入换热器50，并与储热介质热交换，换热介质从第一接口51回流到放热器20再次供热，再次循环。

根据一些可选的实施例，在储热模式中，第一循环泵33工作，第二循环泵34关闭，加热器10工作，换热器50工作，低温泵62开启，高温泵72关闭，第一阀31的三个阀口相互连通，第二阀32的三个阀口相互连通。也就是说，加热器10同时给放热器20和换热器50供热，这样可以在不影响给用户供热的情况下，将多余的热量存储。

根据一些可选的实施例，在供热模式中，第一循环泵33或第二循环泵34工作，第一阀31的三个阀口相互连通，第二阀32的三个阀口相互连通。也就是说，加热器10和储热模块同时给放热器20供热，这样可以通过储热模块补充加热器10加热功率的不足，给用户提供更多的热量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (14)

1.一种供热系统，其特征在于，包括：

加热器、放热器，所述放热器通过供水管、回水管与所述加热器相连以形成主供热循环；

换热器，所述换热器具有第一接口、第二接口、第三接口和第四接口，所述第一接口和所述第二接口连通，所述第三接口和所述第四接口连通，所述第一接口与所述供水管相连，所述第二接口与所述回水管相连；

低温罐、高温罐，所述低温罐与所述第三接口相连，所述高温罐与所述第四接口相连，所述低温罐和所述高温罐内存储有储热介质。

2.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述供水管设有第一阀，所述第一阀具有三个阀口，且分别与所述加热器、所述放热器、所述第一接口相连；

所述回水管设有第二阀，所述第二阀具有三个阀口，且分别与所述加热器、所述放热器、所述第二接口相连；

所述第一阀和所述第二阀可选择性地控制自身阀口的连通关系。

3.根据权利要求2所述的供热系统，其特征在于，还包括：

第一循环泵，所述第一循环泵设于所述回水管，且位于所述第二阀与所述加热器之间；

第二循环泵，所述第二循环泵设于所述回水管，且位于所述第二阀与所述放热器之间。

4.根据权利要求3所述的供热系统，其特征在于，在储热模式中，所述第一循环泵工作，所述第二循环泵关闭，所述加热器通过所述第一阀、所述第二阀与所述换热器连通，所述加热器与所述放热器断开。

5.根据权利要求3所述的供热系统，其特征在于，在储热模式中，所述第一循环泵工作，所述第二循环泵关闭，所述第一阀的所述三个阀口相互连通，所述第二阀的所述三个阀口相互连通。

6.根据权利要求3所述的供热系统，其特征在于，在供热模式中，所述第一循环泵关闭，所述第二循环泵工作，所述放热器通过所述第一阀、所述第二阀与所述换热器连通，所述加热器与所述放热器断开。

7.根据权利要求3所述的供热系统，其特征在于，在供热模式中，所述第一循环泵或所述第二循环泵工作，所述第一阀的所述三个阀口相互连通，所述第二阀的所述三个阀口相互连通。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的供热系统，其特征在于，所述换热器内所述第一接口到所述第二接口的流道延伸方向与所述第三接口到所述第四接口的流道延伸方向相逆。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的供热系统，其特征在于，

所述低温罐的出口与所述第三接口相连，且所述低温罐的出口与所述第三接口之间设有低温泵，所述低温罐的进口与所述第三接口相连；

所述高温罐的出口与所述第四接口相连，且所述高温罐的出口与所述第四接口之间设有高温泵，所述高温罐的进口与所述第四接口相连。

10.根据权利要求9所述的供热系统，其特征在于，还包括：

低温三通阀，所述低温罐的出口、所述低温罐的进口、所述第三接口分别与所述低温三通阀的三个阀口相连；

高温三通阀，所述高温罐的出口、所述高温罐的进口、所述第三接口分别与所述高温三通阀的三个阀口相连。

11.根据权利要求1-7中任一项所述的供热系统，其特征在于，

在储热模式中，所述储热介质从所述低温罐顺次通过所述第三接口、第四接口流向所述高温罐；

在供热模式中，所述储热介质从所述高温罐顺次通过所述第四接口、第三接口流向所述低温罐。

12.根据权利要求1-7中任一项所述的供热系统，其特征在于，所述主供热循环内的换热介质为导热油。

13.根据权利要求1-7中任一项所述的供热系统，其特征在于，所述储热介质为熔盐。

14.根据权利要求1-7中任一项所述的供热系统，其特征在于，所述换热器、所述低温罐、所述高温罐形成储热模块，所述储热模块为多个，且沿所述供水管和所述回水管的走向间隔开分布。