CN208901495U - 一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统，包括储罐(2)、电加热器(4)、熔盐/水换热器(5)、空气源热泵(6)、供暖回水箱(8)、供暖供水箱(9)；所述储罐(2)的出口通过管路经熔盐循环泵(3)分别与电加热器(4)的入口和熔盐/水换热器(5)的入口连接；所述熔盐/水换热器(5)的出口通过管路与储罐(2)的入口连接；所述供暖回水箱(8)通过管路经供暖循环泵(7)和空气源热泵(6)与所述熔盐/水换热器(5)一侧入口连接；所述熔盐/水换热器(5)一侧出口通过管路连接于供暖供水箱(9)。本实用新型可达到既解决空气源热泵出水温度低、供暖受限的问题，又减少储能系统中的熔盐储能量，减小储能设备体积，显著降低储能系统中电力增容量的有益效果。

Description

一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统

技术领域

本实用新型属于熔盐储能技术领域，特别涉及一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统。

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，采用地板辐射供暖设计供回水温度一般为45℃/35℃；采用散热器供暖设计供回水温度一般为75℃/50℃；一次供暖网的热水温度一般为90-115℃之间。因空气源热泵具有较高的COP(能效比)，使得空气源热泵供暖具有较大的优势，但是空气源热泵的最高出水温度在55℃左右，单纯采用空气源热泵供暖，使空气源热泵受供暖形式限制其大规模应用。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。如水常压储能温差小、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

本实用新型针对现有技术中存在的技术问题，提供一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统，可达到既解决空气源热泵出水温度低、供暖受限的问题，又减少储能系统中的熔盐储能量，减小储能设备体积，显著降低储能系统中电力增容量的有益效果。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统，包括储罐、电加热器、熔盐/水换热器、空气源热泵、供暖回水箱、供暖供水箱；

所述储罐的出口通过管路经熔盐循环泵分别与电加热器的入口和熔盐/水换热器的入口连接；

所述电加热器的出口通过管路与储罐的入口连接；所述熔盐/水换热器的出口通过管路与储罐的入口连接；

所述供暖回水箱通过管路经供暖循环泵和空气源热泵与所述熔盐/水换热器一侧入口连接；所述熔盐/水换热器一侧出口通过管路连接于供暖供水箱。

作为优选，所述储罐的出口通过管路一与电加热器的入口连接；所述电加热器的出口通过管路三与储罐的入口连接；

所述管路一和所述管路三之间通过管路二连通；所述管路一沿储罐到电加热器方向依次安设有熔盐循环泵、阀门一；所述管路三安设有阀门二、阀门三；所述管路二安设有阀门五；所述管路二的一端连接于熔盐循环泵、阀门一之间，另一端连接于阀门二、阀门三之间。

作为优选，所述熔盐/水换热器分别通过管路六、管路九接入管路三；所述管路六安设有阀门六，所述管路九安设有阀门七；所述管路六和所述管路九分别接入阀门三的两侧。

作为优选，所述供暖供水箱通过管路八与熔盐/水换热器连接；所述管路八安设有阀门十二。

作为优选，所述熔盐/水换热器与所述空气源热泵之间设有管路七，所述管路七安设有阀门十。

作为优选，所述供暖回水箱与所述所述空气源热泵之间设有管路五，所述管路五沿供暖回水箱至空气源热泵的方向依次安设有阀门八、供暖循环泵、阀门九；

所述管路五和所述管路七之间通过管路四连通；所述管路四安设有阀门十一；所述管路四的一端位于熔盐/水换热器和阀门十之间，另一端位于阀门九和供暖循环泵之间。

作为优选，所述储罐内装有熔盐，熔点低于-40℃。

与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果是：本实用新型通过空气源热泵和熔盐储能联合供暖，既解决了空气源热泵出水温度低、供暖受限的问题，又利用空气源热泵较高的COP，减少了储能系统中的熔盐储能量，减小了储能设备体积，使储能系统中电加热器的功率显著降低，显著降低储能系统中电力增容量，使储能系统初投资显著下降。

附图说明

图1为本实用新型的示意图。

图中101-管路一，102-管路二，103-管路三，104-管路四，105-管路五，106-管路六，107-管路七，108-管路八，109-管路九，

2-储罐，3-熔盐循环泵，4-电加热器，5-熔盐/水换热器，6-空气源热泵，7-供暖循环泵，8-供暖回水箱，9-供暖供水箱，10-阀门一，11-阀门二，12-阀门三，13-阀门四，14-阀门五，15-阀门六，16-阀门七，17-阀门八，18-阀门九，19-阀门十，20-阀门十一，21-阀门十二，a-储罐进口，b-储罐出口。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本实用新型作详细说明。

本实用新型的实施例公开了一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统，如图所示，其包括储罐2、电加热器4、熔盐/水换热器5、空气源热泵6、供暖回水箱8、供暖供水箱9；

储罐2的出口通过管路经熔盐循环泵3分别与电加热器4的入口和熔盐/水换热器5的入口连接；

电加热器4的出口通过管路与储罐2的入口连接；熔盐/水换热器5的出口通过管路与储罐2的入口连接；

供暖回水箱8通过管路经供暖循环泵7和空气源热泵6与熔盐/水换热器5一侧入口连接；熔盐/水换热器5一侧出口通过管路连接于供暖供水箱9。

本实施例中，储罐2的出口通过管路一101与电加热器4的入口连接；电加热器4的出口通过管路三103与储罐2的入口连接；

管路一101和管路三103之间通过管路二102连通；管路一101沿储罐2到电加热器4方向依次安设有熔盐循环泵3、阀门一10；管路三103安设有阀门二11、阀门三12；管路二102安设有阀门五14；管路二102的一端连接于熔盐循环泵3、阀门一10之间，另一端连接于阀门二11、阀门三12之间。

本实施例中，熔盐/水换热器5分别通过管路六106、管路九109接入管路三103；管路六106安设有阀门六15，管路九109安设有阀门七16；管路六106和管路九109分别接入阀门三12的两侧。

本实施例中，供暖供水箱9通过管路八108与熔盐/水换热器5连接；管路八108安设有阀门十二21。

本实施例中，熔盐/水换热器5与空气源热泵6之间设有管路七107，管路七107安设有阀门十19。

本实施例中，供暖回水箱8与空气源热泵6之间设有管路五105，管路五105沿供暖回水箱8至空气源热泵6的方向依次安设有阀门八17、供暖循环泵7、阀门九18；

管路五105和管路七107之间通过管路四104连通；管路四104安设有阀门十一20；管路四104的一端位于熔盐/水换热器5和阀门十19之间，另一端位于阀门九18和供暖循环泵7之间。

本实施例中，储罐2内装有熔盐，熔点低于-40℃。

本实施例中，利用空气源热泵6与熔盐储能串联供暖，制取供暖用户需求参数的中温供暖水；

本实施例中，储能熔盐是适用于供暖系统的一种新型储能材料，其熔点低于-40℃，沸点为240℃，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；

在夜间谷电时段，开启熔盐循环泵3、电加热器4，打开阀门10-13，关闭阀门14-16，储罐2中的低温熔盐从储罐2出口b流出，由熔盐循环泵3泵入电加热器4中。经电加热器4加热升温后熔盐温度升高经阀门12、13由储罐进口a进入储罐2中。熔盐继续从储罐出口流出进入电加热器4加热，直至谷电时间结束，熔盐储罐2内熔盐温度均匀稳定，关闭电加热器4。至此将谷电电能转化为热能储存在储罐2中的储能介质熔盐中。

非谷电时段供暖时，开启熔盐泵3，关闭阀门10-12，打开阀门13-16。高温熔盐从储罐2出口b流出，由熔盐泵3泵入熔盐/水换热器5与供暖回水箱8中的供暖回水换热，换热后的熔盐温度降低，从储罐2进口a返回至储罐2中，依次循环换热。开启供暖循环泵7，打开阀门17-19、21，关闭阀门20。供暖回水箱8中的供暖回水经供暖循环泵7进入空气源热泵6，受空气源热泵6结构限制，供暖回水最高只能升温至55℃左右，初步升温后的供暖回水进入熔盐/水换热器5与高温熔盐换热，进一步升温，变为供暖末端需求参数的中温供暖水进入供水箱9为用户供暖，依次循环，实现熔盐放热过程。

本系统设置空气源热泵6旁路既阀门十一20，在空气源热泵6事故或室外温度降至空气源热泵6不能正常工作的范围时，可直接利用熔盐储热系统加热供暖水，保证供暖系统的正常运行。

本系统设置一个储罐2，在熔盐储、放热供暖过程中熔盐储罐2内的温度不是恒定值，通过控制熔盐的流量，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，且可根据用户侧实际用热情况，逐时调整熔盐换热流量，以始终满足末端用户的供暖需求。

本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。

以上通过实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的示例性实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。本实用新型的保护范围由权利要求书限定。凡利用本实用新型所述的技术方案，或本领域的技术人员在本实用新型技术方案的启发下，在本实用新型的实质和保护范围内，设计出类似的技术方案而达到上述技术效果的，或者对申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖保护范围之内。应当注意，为了清楚的进行表述，本实用新型的说明中省略了部分与本实用新型的保护范围无直接明显的关联但本领域技术人员已知的部件和处理的表述。

Claims (7)

1.一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统，其特征在于，包括储罐(2)、电加热器(4)、熔盐/水换热器(5)、空气源热泵(6)、供暖回水箱(8)、供暖供水箱(9)；

所述储罐(2)的出口通过管路经熔盐循环泵(3)分别与电加热器(4)的入口和熔盐/水换热器(5)的入口连接；

所述电加热器(4)的出口通过管路与储罐(2)的入口连接；所述熔盐/水换热器(5)的出口通过管路与储罐(2)的入口连接；

所述供暖回水箱(8)通过管路经供暖循环泵(7)和空气源热泵(6)与所述熔盐/水换热器(5)一侧入口连接；所述熔盐/水换热器(5)一侧出口通过管路连接于供暖供水箱(9)。

2.根据权利要求1所述的一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述储罐(2)的出口通过管路一(101)与电加热器(4)的入口连接；所述电加热器(4)的出口通过管路三(103)与储罐(2)的入口连接；

所述管路一(101)和所述管路三(103)之间通过管路二(102)连通；所述管路一(101)沿储罐(2)到电加热器(4)方向依次安设有熔盐循环泵(3)、阀门一(10)；所述管路三(103)安设有阀门二(11)和阀门三(12)；所述管路二(102)安设有阀门五(14)；所述管路二(102)的一端连接于熔盐循环泵(3)、阀门一(10)之间，另一端连接于阀门二(11)、阀门三(12)之间。

3.根据权利要求1所述的一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述熔盐/水换热器(5)分别通过管路六(106)、管路九(109)接入管路三(103)；所述管路六(106)安设有阀门六(15)，所述管路九(109)安设有阀门七(16)；所述管路六(106)和所述管路九(109)分别接入阀门三(12)的两侧。

4.根据权利要求1所述的一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述供暖供水箱(9)通过管路八(108)与熔盐/水换热器(5)连接；所述管路八(108)安设有阀门十二(21)。

5.根据权利要求1所述的一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述熔盐/水换热器(5)与所述空气源热泵(6)之间设有管路七(107)，所述管路七(107)安设有阀门十(19)。

6.根据权利要求1所述的一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述供暖回水箱(8)与所述空气源热泵(6)之间设有管路五(105)，所述管路五(105)沿供暖回水箱(8)至空气源热泵(6)的方向依次安设有阀门八(17)、供暖循环泵(7)、阀门九(18)；

所述管路五(105)和所述管路七(107)之间通过管路四(104)连通；所述管路四(104)安设有阀门十一(20)；所述管路四(104)的一端位于熔盐/水换热器(5)和阀门十(19)之间，另一端位于阀门九(18)和供暖循环泵(7)之间。

7.根据权利要求1所述的一种耦合空气源热泵的熔盐储能供暖系统，其特征在于，所述储罐(2)内装有熔盐，熔点低于-40℃。