CN208442910U - 一种储热供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种储热供热系统，包括储热单元、换热单元以及用热单元；所述储热单元包括储热介质储罐以及用于加热储热介质的电加热装置；所述用热单元包括用热装置以及吸热介质贮存箱；所述换热单元包括换热器，用于将所述储热介质中存储的热能传递至所述吸热介质，以供用热装置使用；所述储热介质储罐通过管道与所述电加热装置连接，形成加热循环回路，所述储热介质储罐通过管道与所述换热器连接，形成换热循环回路；其中，所述储热介质储罐中设置有隔断层，所述隔断层将所述储罐分隔为用于存储高温储热介质的第一区域和用于存储低温储热介质的第二区域，以防止或缓冲高温储热介质与低温储热介质直接混合。

Description

一种储热供热系统

技术领域

本实用新型属于供热技术领域，具体涉及一种储热供热系统。

背景技术

2013年以来，以京津冀为中心的大面积雾霾天气已严重影响到人民群众的日常生活和身体健康。其中工业燃煤供热和冬季燃煤取暖是造成空气严重污染的主要原因之一。同时随着经济水平的发展，电力需求快速增长，电网负荷峰谷差逐渐增大，由于落差悬殊，按满足用电高峰负荷建设投入的发供电设备，在用电低谷期造成大量电力设备闲置，电力资源严重浪费。因此，引导电力需求移峰填谷，有利于减轻电网在峰期的供电压力，缓解电力供应紧张局面，促进电网安全运行。

申请号为201710438437.7公开了一种单罐熔盐蓄热式电热蒸汽锅炉，包括熔盐蓄热罐、蒸汽发生器和电加热炉，熔盐蓄热罐顶部安装有加热循环泵和换热循环泵；所述电加热炉分别与加热循环泵、熔盐蓄热罐连接构成一个熔盐流动循环系统；所述蒸汽发生器位于一熔盐混合罐上；所述熔盐混合罐分别与换热循环泵、熔盐蓄热罐连接构成一个熔盐流动循环系统。

但是，技术中储热罐是将温度较低的储热介质经过加热后直接流回储热罐中，这种储热罐会导致未被加热的低温储热介质和加热后的高温介质直接混合，由于温度差形成对流，会导致因储热罐中的储热介质没有被完全加热而导致用热单元换热速度慢的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种储热供热系统，该储热供热系统利用低谷电加热储热介质储存在储罐中，储罐从上至下以温度高低分层储存热量，可实现24小时连续供热的效果。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种储热供热系统，包括储热单元、换热单元以及用热单元；

所述储热单元包括储热介质储罐以及用于加热储热介质的电加热装置；

所述用热单元包括用热装置以及吸热介质贮存箱；

所述换热单元包括换热器，用于将所述储热介质中存储的热能传递至所述吸热介质，以供用热装置使用；

所述储热介质储罐通过管道与所述电加热装置连接，形成加热循环回路，所述储热介质储罐通过管道与所述换热器连接，形成换热循环回路；

其中，所述储热介质储罐中设置有隔断层，所述隔断层将所述储罐分隔为用于存储高温储热介质的第一区域和用于存储低温储热介质的第二区域，以防止或缓存高温储热介质与低温储热介质直接混合。

在一些具体实施例中，所述隔断层可沿所述储罐罐壁上下移动。

在一些具体实施例中，所述隔断层为完整的实心板，或表面设置有多个孔洞的分隔孔板。

在一些具体实施例中，所述储热介质储罐上设置有低温储热介质出口和高温储热介质入口，所述低温储热介质出口通过第一管道与所述电加热装置上的介质入口连接，所述电加热装置上的介质出口通过第二管道与所述高温储热介质入口连接，形成加热循环回路；

所述储热介质储罐上还设置有高温储热介质出口和低温储热介质入口，所述高温储热介质出口通过第三管道与所述换热器的入口连接，所述换热器的出口通过第四管道与所述储热介质储罐上的低温储热介质入口连接，形成换热循环回路。

在一些具体实施例中，所述储罐上的高温储热介质出口和高温储热介质入口设置在所述第一区域，所述储罐上的低温储热介质入口和低温储热介质出口位于所述第二区域。

在一些具体实施例中，所述电加热装置上的介质出口还连接在一第五管道的一端，所述第五管道的另一端与所述换热器的入口连接。

在一些具体实施例中，所述第一管道上设置有合流接口与分流接口，所述第一管道与所述第三管道在合流接口处连接，在分流接口处分开，所述合流接口与所述分流接口之间的管道上设置有一循环泵。

在一些具体实施例中，所述第一管道、第二管道以及第三管道上均设置有流量调节装置。

在一些具体实施例中，所述用热装置、换热器以及吸热介质贮存箱通过管道循环连接，在循环路径上设置有一输送泵。

在一些具体实施例中，所述吸热介质贮存箱设置有吸热介质补液口。

通过采用上述技术方案，使其与现有技术相比具有以下有益效果：

(1)在储罐内设置有一隔断层，该隔断层将罐内的高温储热介质和低温储热介质隔开，有效防止由温度不同造成的密度差异，进而导致内部储热介质形成对流的问题，且由于将回流的高温储热介质与回流的低温储热介质分开，能有效降低热量的散失，提高对热量的利用率。

(2)本实用新型系统结构简单，可靠性好，能够实现24小时连续清洁供热，极大地降低碳排放和燃煤造成的环境污染，具有良好的社会效益和环境效益。

(3)本实用新型使用电能做为发热元件，有效避免烧煤造成的空气污染问题，且该系统充分利用低谷电满足白天用电高峰期的供暖需求，对电网削峰填谷，提高了电网的稳定性和电能的使用率，有利于电网的稳定运行。

(4)本实用新型可采用水工质作为储热介质，相较于熔盐、导热油等介质，其成本可忽略不计，系统一次性投资小，极大地降低了供热成本，经济性好。

(5)本实用新型的管道上设置有多处流量调节装置，可根据需求改变储热介质的循环路径，在用热装置继续供热时，可改变循环路径，使经过电加热装置的储热介质直接流向换热单元，缩短循环路径的距离，减少热能是损失，提高热能的利用率；当用热装置不需要供热时，可改变循环路径，使经过电加热装置的储热介质直接流向储热介质储罐，实现削峰填谷，存储能力的目的。

(6)本实施例在采用共用管道的方案，将循环泵设置在公共管道部分，简化系统的复杂程度，减少了管道的材料及铺设成本，同时，只需要在公共管道部分设置一个循环泵，减少了循环泵的使用数量，降低了系统成本。

附图说明

图1为本实用新型一种储热供热系统结构示意图；

图2为本实用新型另一种储热供热系统的结构示意图。

图中，1-储罐；2-电加热器；3-换热器；4-用热装置；5-吸热介质贮存箱；6-循环泵；7-输送水泵；8-贮水罐外界补水入口；9-储罐低温储热介质出口管道；10-电加热器储热介质进口管道；11-储罐高温储热介质进口管道；12-储罐高温储热介质出口管道；13-换热器储热介质进口管；14-储罐低温储热介质进口管道；15-电加热器出口支管；16-换热器冷水进水管；17-隔断层；20第二循环泵。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

本实用新型实施例提供一种储热供热系统，包括储罐1、电加热器2、循环泵6、输送水泵7、换热器3、吸热介质贮存箱5、用热装置4、流量调节装置；储热介质储罐1通过管道与电加热器2连接，形成加热循环回路，储热介质储罐1通过管道与换热器3连接，形成换热循环回路。

实施例1

请参阅图1，储热单元包括储罐1以及用于加热储热介质的电加热器2；其中，储罐1上包括低温储热介质出口和高温储热介质入口，低温储热介质出口通过第一管道与电加热器2上的介质入口连接，电加热器2上的介质出口通过第二管道与所述高温储热介质入口连接，形成加热循环回路；储罐1上还设置有高温储热介质出口和低温储热介质入口，高温储热介质出口通过第三管道与所述换热器的入口连接，所述换热器的出口通过第四管道与所述储热介质储罐上的低温储热介质入口连接，形成换热循环回路。

其中，第一管道包括：储罐低温储热介质出口管9和电加热器进口管道10。第二管道包括：储罐高温储热介质进口管道11。第三管道包括：储罐高温储热介质出口管道12。第四管道包括：储罐低温储热介质进口管道14。

在第一管道上设置有循环泵6，循环泵6连接储罐低温储热介质出口管9和电加热器进口管道10，在循环泵6连接储罐低温储热介质出口管9和电加热器进口管道10上设置有流量调节装置，打开流量调节装置并循环泵6启动后，储罐1和管道内的储热介质循环流动，当储热介质流经电加热器2后，对储热介质进行加热，经过加热的储热介质通过第二管道进入储罐1中；在第三管道上设置有第二循环泵20和流量调节装置，打开流量调节装置并启动第二循环泵20后，储罐1和管道内的储热介质循环流动，储热介质流经换热器中，与换热器中的低温吸热介质进行热交换，热交换后的储热介质温度降低，通过第四管道流回储罐1中。

进一步的，用热单元包括通过管道串联的用热装置4，输送水泵以及吸热介质贮存箱5；吸热介质贮存箱5与管道中有吸热介质，该用热单元与换热器3连接，在换热器3中完成热交换；本实施例中的吸热介质以水为例，当输送水泵7启动后，用热单元中的水循环流动经过换热器3，换热完成的高温度水流向用热装置4，以供使用。

本实施例中，储罐1中设置有一隔断层17，该隔断层17将储罐1分成分别用于存储高温储能介质的第一区域和用于存储低温储热介质的第二区域，以防止或缓存高温储热介质与低温储热介质直接混合。其中，储罐1的高温储热介质出口和高温储热介质入口设置在第一区域，低温储热介质出口和低温储热介质入口设置在第二区域。

具体地，隔断层17将储罐分成两部分，其中第一区域设置在上层，第二区域设置在下层，所述的隔断层17可以是实体板，也可以是设置有多个孔洞的分隔孔板，隔断层17可设置与储罐1匹配的凹槽或凸起实现沿储罐1的罐壁上下移动的目的，实时调整冷热介质的比例。该隔断层17将罐内的高温储热介质和低温储热介质隔开，有效防止由温度不同造成的密度差异，进而导致内部储热介质形成对流的问题，且由于将回流的高温储热介质与回流的低温储热介质分开，能有效降低热量的散失，提高对热量的利用率。

实施例2

图2为本实用新型实施例提供的另一种储热供热系统的结构示意图，如图2所示，一种储热供热系统，包括储罐1、电加热器2、循环泵6、输送水泵7、换热器3、吸热介质贮存箱5，用热装置4，流量调节装置；上述构件通过管道连接；储罐1的低温储热介质出口通过循环泵6与电加热器2入口连通，电加热器2出口通过储罐高温储热介质进口管道11与储罐1的高温储热介质入口连通，储罐1的高温储热介质出口通过循环泵6与换热器3高温储热介质入口连通，换热器3低温储热介质出口通过储罐低温储热介质进口管道14与所述储罐1低温储热介质进口连通。

具体地，循环泵6设置在一管道上，在管道的两端分别设置有合流管与分流管，其中与储罐1的低温储热介质出口连接的储罐低温储热介质出口管道9和与储罐1的高温介质出口连接的储罐高温储热介质出口管道12分别连接在合流管上；与电加热器2低温介质入口连接的电加热器进口管道10，以及与换热器高温介质入口连接的换热器储热介质进口管13分别连接在分流管上，且上述两条合流管道以及两条分流管道上分别设置有流量调节装置。

电加热器2的介质出口还连接在一电加热器出口支管15的一端，电加热器出口支管15的另一端与换热器3的介质入口连接，在储罐高温储热介质进口管道11上设置有流量调节装置。

进一步的，所述的储罐1中间有隔断层17，储罐1内部的储热介质从上至下以温度高低分层储存，用于实现热量的隔离。隔断层17可以为完整的实心板，也可以是设置有多个孔洞的分隔孔板，隔断层17的目的是为了隔离高温储热介质与低温储热介质，防止储热介质由于密度差导致的自然对流。所述隔断层17与所述储罐1固定连接或可在储罐内上下移动。所述隔断层17的下部区域用于储存低温储热介质。

其中，隔断层17将储罐1分为在上部分用于存储高温储热介质的第一区域，以及在下部分用于存储低温储热介质的第二区域，所述储罐1的高温储热介质入口与所述储罐1的高温储热介质出口设在所述储罐1上部的第一区域，所述储罐1的低温储热介质入口和储罐1的低温储热介质出口设在所述储罐1下部的第二区域。

具体来说，本实用新型所述的一种储热供热系统能够利用低谷电实现储热和供热，下面分别对储热和供热流程进行详细说明。

供热流程：从储罐1高温储热介质出口出来的高温储热介质经过高温储热介质出口管到12，由循环泵6经换热器高温储热介质进口管道13泵入换热器3中，与吸热介质贮存箱5过来的冷水进行换热，经加热后的冷水供给用热装置4，被冷却的低温储热介质经储罐低温储热介质入口管道14返回储罐1。

储热流程：从储罐1低温储热介质出口出来的低温储热介质经过储罐低温储热介质出口管道9由循环泵6经电加热器进口管道10泵入电加热器2中，电加热器2利用低谷电将低温储热介质加热成高温储热介质，一部分被加热的高温储热介质经储罐1高温储热介质进口管道11进入储罐1储存，另一部分被加热的高温储热介质经换热器3与冷水进行换热后经储罐低温储热介质进口管道14返回储罐1，被换热器3加热的冷水供给用热装置4。其中，被加热的高温储热介质流入换热器3的流量可根据用热装置4的需求进行调节。

具体地，晚上市电电价较低时，关闭储罐高温储热介质出口管道12和换热器储热介质进口管13上的流量调节装置，打开储罐低温储热介质出口管道9、电加热器进口管道10和储罐高温储热介质进口管道11上的流量调节装置，之后启动循环泵6，温度较低的储热介质流入电加热器2中进行加热，从电加热器2中出来后，一部分直接通过电加热器出口支管15进入换热器中换热，为用热装置4提供热量，另一部分通过储罐高温储热介质进口管道11进入储罐1中，使得热量被存储在储罐1中，通过调节储罐高温储热介质进口管道11上的流量调节装置，可以调整储热介质流入储罐1和换热器3的比例；到白天后，一般不再用电加热器2加热，而是利用晚上储罐中高温储热介质存储的热量与换热器中的水进行热交换，进而为用热装置4提供热量，具体实现方式为：关闭储罐低温储热介质出口管道9、电加热器进口管道10和储罐高温储热介质进口管道11上的流量调节装置，打开罐高温储热介质出口管道12、换热器储热介质进口管13的流量调节装置，启动循环泵6，储罐1中的高温储热介质通过储罐高温储热介质出口管道12和换热器储热介质进口管13流入换热器3中，换热后经储罐低温储热介质进口管道14流回储罐1中。实现电力需求移峰填谷，有利于减轻电网在峰期的供电压力，缓解电力供应紧张局面，促进电网安全运行。且由于晚上电费价格较低，能有效节省成本。且本系统中采用共用管道方案，简化系统的复杂程度，减少了管道的材料及铺设成本，同时，只需要设置一个循环泵6，无需设置第二循环泵20，减少了循环泵的使用数量，降低了系统成本。

若夜间存储的储热介质不够时，可关闭换热器储热介质进口管13上的流量调节装置，打开电加热器进口管道10上的流量调节装置，使储热介质流入电加热器2中，经电加热器出口支管15进入换热器3中进行换热，之后通过储罐低温储热介质入口管道14流回储罐1中，待夜间进行储热流程。

用热单元部分与实施例1相同，在此不再赘述。

以上结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式。即使对本实用新型作出各种变化，倘若这些变化属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本。

Claims (10)

1.一种储热供热系统，其特征在于，包括储热单元、换热单元以及用热单元；

所述储热单元包括储热介质储罐以及用于加热储热介质的电加热装置；

所述用热单元包括用热装置以及吸热介质贮存箱；

所述换热单元包括换热器，用于将所述储热介质中存储的热能传递至所述吸热介质，以供用热装置使用；

所述储热介质储罐通过管道与所述电加热装置连接，形成加热循环回路，所述储热介质储罐通过管道与所述换热器连接，形成换热循环回路；

其中，所述储热介质储罐中设置有隔断层，所述隔断层将所述储罐分隔为用于存储高温储热介质的第一区域和用于存储低温储热介质的第二区域，以防止或缓冲高温储热介质与低温储热介质直接混合。

2.根据权利要求1所述的一种储热供热系统，其特征在于，所述隔断层为完整的实心板，或表面设置有多个孔洞的分隔孔板。

3.根据权利要求1所述的一种储热供热系统，其特征在于，所述隔断层可沿所述储罐罐壁上下移动。

4.根据权利要求1所述的一种储热供热系统，其特征在于，所述储热介质储罐上设置有低温储热介质出口和高温储热介质入口，所述低温储热介质出口通过第一管道与所述电加热装置上的介质入口连接，所述电加热装置上的介质出口通过第二管道与所述高温储热介质入口连接，形成加热循环回路；

所述储热介质储罐上还设置有高温储热介质出口和低温储热介质入口，所述高温储热介质出口通过第三管道与所述换热器的入口连接，所述换热器的出口通过第四管道与所述储热介质储罐上的低温储热介质入口连接，形成换热循环回路。

5.根据权利要求4所述的一种储热供热系统，其特征在于，所述储罐上的高温储热介质出口和高温储热介质入口设置在所述第一区域，所述储罐上的低温储热介质入口和低温储热介质出口位于所述第二区域。

6.根据权利要求4所述的一种储热供热系统，其特征在于，所述电加热装置上的介质出口还连接在一第五管道的一端，所述第五管道的另一端与所述换热器的入口连接。

7.根据权利要求6所述的一种储热供热系统，其特征在于，所述第一管道上设置有合流接口与分流接口，所述第一管道与所述第三管道在合流接口处连接，在分流接口处分开，所述合流接口与所述分流接口之间的管道上设置有一循环泵。

8.根据权利要求4所述的一种储热供热系统，其特征在于，所述第一管道、第二管道以及第三管道上均设置有流量调节装置。

9.根据权利要求1所述的一种储热供热系统，其特征在于，所述用热装置、换热器以及吸热介质贮存箱通过管道循环连接，在循环路径上设置有一输送泵。

10.根据权利要求9所述的一种储热供热系统，其特征在于，所述吸热介质贮存箱设置有吸热介质补液口。