CN208566819U - 一种大温差热泵熔盐储能供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大温差热泵熔盐储能供暖系统，包括熔盐储罐、加热熔盐泵、电加热器、放热熔盐泵、吸收式热泵、热泵发生器、热泵冷凝器、热泵吸收器、热泵蒸发器、熔盐/水换热器、供暖供回水和供暖循环泵，熔盐储罐通过加热熔盐泵与电加热器连接，熔盐储罐通过放热熔盐泵与热泵发生器入口连接，热泵发生器出口经熔盐/水换热器与热泵蒸发器入口通过管道相连接，供暖回水通过供暖循环泵分两路进行换热，一路进入熔盐/水换热器，另一路先后经热泵吸收器和热泵冷凝器，之后两路供暖水汇流，达到热用户需求的供暖参数送往热用户。本实用新型显著提高熔盐的使用温区，在相同的蓄热量基础上，减少了熔盐的使用量，缩小储能系统体积。

Description

一种大温差热泵熔盐储能供暖系统

技术领域

本实用新型涉及熔盐储能技术领域，尤其是一种大温差热泵熔盐储能供暖系统。

背景技术

随经济的发展，对燃煤供热的需求也越来越大，由此引发的一系列环境问题也日益凸显，尤其是雾霾问题。电供暖是一种安全、清洁、舒适的供暖方式，免除了煤炭的储存、搬运，也免除了煤灰的排放和煤气中毒的威胁，这种供暖方式可以减轻氮氧化物的排放量，还能够大幅度提高居民的生活质量，然而直热式电锅炉供暖方式白天运行费用高昂，并不适合大面积供暖应用。在我国，谷电裕量大，而储能技术是实现电力移峰填谷、平衡用电负荷，降低供暖运行费用的有效途径。

供暖系统热水温度一般较低，一次供暖网的热水温度一般为90-115℃之间。目前的储能介质有水储、固体砖储、熔盐储等多种储能介质，但真正适合供暖系统的储能介质却不是很多。如水储常压储热温差小、固体砖储换热难度大、二元熔盐solar salt虽其使用上限温度较高为600℃，但是其熔点也较高易发生冻堵现象。

实用新型内容

针对上述存在的问题，本实用新型的目的是提供一种大温差热泵熔盐储能供暖系统。

本实用新型的技术方案是：一种大温差热泵熔盐储能供暖系统，包括熔盐储罐、加热熔盐泵、电加热器、放热熔盐泵、吸收式热泵、热泵发生器、热泵冷凝器、热泵吸收器、热泵蒸发器、熔盐/水换热器、供暖供回水和供暖循环泵，所述熔盐储罐通过加热熔盐泵与电加热器连接，所述熔盐储罐通过放热熔盐泵与热泵发生器入口连接，所述热泵发生器出口经熔盐/水换热器与热泵蒸发器入口通过管道相连接，所述供暖回水通过供暖循环泵分两路进行换热，一路进入熔盐/水换热器，另一路先后经热泵吸收器和热泵冷凝器，之后两路供暖水汇流，达到热用户需求的供暖参数送往热用户。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型以高温熔盐为驱动热源，溴化锂浓溶液为吸收剂，水为蒸发剂，利用水在低压真空状态下的低沸点沸腾特性，提取低品位低温熔盐中的余热，这种以熔盐同时作为驱动热源和低温余热热源的方式，可以显著提高熔盐的使用温区，在相同的蓄热量基础上，减少了熔盐的使用量，缩小储能系统体积。

(2)本实用新型在没有吸收式热泵供暖系统中，高温熔盐直接进入换热器与供暖回水进行换热，板式换热器最小端差一般在5℃左右，按一次网供水温度90℃计算，熔盐换热后的温度为95℃左右。采用大温差吸收式热泵机组后，可使熔盐经热泵换热后温度降低至20℃左右，较常规储能系统相比提高储能温差75℃左右。本系统中熔盐储热温度上限为210℃，根据储热介质质量计算公式(1)可知，在相同储热量的情况下，大温差储能系统可显著减少储能介质用量约40％，显著缩小储能装置体积，节约系统占地面积，相应熔盐泵的流量下降，系统泵耗减少。

式中，Q为储热量，C为储热介质比热，ΔT为储热温差。此计算储热介质质量时没有考虑各环节的换热损失及介质裕量。

(3)本实用新型有效解决了常规二元熔盐作为储热介质熔点高、防凝难度大、换热温差大等难题；结合吸收式热泵技术，将高温熔盐作为热泵的驱动热源，将与供暖水换热后的低温熔盐作为热泵的低温余热热源，从而降低储能熔盐的下限使用温度，提高储能熔盐的使用温区，减少储热熔盐用量及设备体积。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图中：1-熔盐储罐，2-加热熔盐泵，3-电加热器，4-放热熔盐泵，5-吸收式热泵机组，6-热泵发生器，7-热泵冷凝器，8-热泵吸收器，9-热泵蒸发器，10-熔盐/水换热器，11-供暖回水，12-供暖循环泵，13-供暖供水。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

如图所示，一种大温差热泵熔盐储能供暖系统，包括熔盐储罐1、加热熔盐泵2、电加热器3、放热熔盐泵4、吸收式热泵5、热泵发生器6、热泵冷凝器7、热泵吸收器8、热泵蒸发器9、熔盐/水换热器10、供暖回水11、供暖循环泵12和供暖供水13，所述熔盐储罐1通过加热熔盐泵2与电加热器3连接，所述熔盐储罐1通过放热熔盐泵4与热泵发生器6入口连接，所述热泵发生器6出口经熔盐/水换热器10与热泵蒸发器6入口通过管道相连接，所述供暖回水11通过供暖循环泵12分两路进行换热，一路进入熔盐/水换热器10，另一路先后经热泵吸收器8和热泵冷凝器7，之后两路供暖水汇流，达到热用户需求的供暖参数送往热用户。

本实用新型主要分为储热系统和放热系统两部分，利用溴化锂吸收式热泵工作原理，以溴化锂浓溶液为吸收剂，水为蒸发剂，储能熔盐同时作为驱动热源和余热热源，将储存的低温余热充分利用，制取中温供暖水。

在夜间谷电时段开启加热熔盐泵2和电加热器3，熔盐储罐1中的低温熔盐由加热熔盐泵2泵入电加热器3中，20℃低温熔盐(本实用新型熔盐储能温区为20-210℃)经电加热器3加热升温后返回至熔盐储罐1中，加热熔盐泵2持续将低温熔盐泵入电加热器3中，直至谷电时间结束，熔盐储罐1内的熔盐达到均匀温度210℃，至此将谷电电能转化为热能储存在熔盐储罐1中的熔盐中，完成熔盐储热过程。

夜间及非谷电时段供暖时，210℃的高温熔盐经放热熔盐泵4依次进入热泵发生器6、熔盐/水换热器10、热泵蒸发器9，换热结束后20℃的低温熔盐返回熔盐储罐1。供暖回水11分两路分别流经熔盐/水换热器10和吸收式热泵机组5，流经吸收式热泵机组5的供暖回水依次流经热泵吸收器8、热泵冷凝器7后与流经熔盐/水换热器10的供暖供水混合汇流后变为用户所需温度的供暖供水13，完成熔盐放热过程。

本系统设置一个熔盐储罐，在熔盐放热供暖过程中熔盐储罐内的温度不是恒定值，通过自动控制系统控制熔盐系统中的换热流量，可始终保证供暖水连续、稳定的输出用户侧所需参数的供暖水，且储能系统可根据用户侧实际用热情况，逐时调整熔盐换热流量，使储能系统始终满足末端用户的供暖需求。一种大温差热泵熔盐储能供暖系统，利用谷电加热熔盐储能，实现了电力系统的移峰填谷，平衡了用电负荷，大幅提升电力资产的利用率，提高电力系统的运行效益，并显著降低供暖系统的运行费用。本系统采用新型储能熔盐，避免了系统冻堵风险，省去了系统防凝装置，且利用吸收式热泵技术显著提高了熔盐储能温区，减小了设备体积，降低了系统熔盐泵耗，是清洁供暖领域的新技术。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种大温差热泵熔盐储能供暖系统，其特征在于，包括熔盐储罐、加热熔盐泵、电加热器、放热熔盐泵、吸收式热泵、热泵发生器、热泵冷凝器、热泵吸收器、热泵蒸发器、熔盐/水换热器、供暖回水和供暖循环泵，所述熔盐储罐通过加热熔盐泵与电加热器连接，所述熔盐储罐通过放热熔盐泵与热泵发生器入口连接，所述热泵发生器出口经熔盐/水换热器与热泵蒸发器入口通过管道相连接，所述供暖回水通过供暖循环泵分两路进行换热，一路进入熔盐/水换热器，另一路先后经热泵吸收器和热泵冷凝器，之后两路供暖水汇流，达到热用户需求的供暖参数送往热用户。

2.根据权利要求1所述的一种大温差热泵熔盐储能供暖系统，其特征在于，熔盐储能温区为20-210℃。