CN209445472U - 一种多能互补、能源梯级利用系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多能互补、能源梯级利用系统，属于热泵系统及储能技术领域，系统包含空气源热泵、相变蓄热模块、水源热泵、混水装置、燃气锅炉、用户端。空气源热泵作为相变蓄热模块的热源，出口通过管路连接相变蓄热模块入水，相变蓄热模块出水连接水源热泵入口，经水源热泵进一步提升水温，出口连接末端采暖管路；水源热泵出口同时与空气源热泵出水连接，之后经管路连接混水装置，连接末端用户；燃气锅炉直接连接用户采暖末端，作为补充热源。系统有效解决传统功能系统单一，能源利用率不高的问题，实现了从低温到高温的能源梯级利用，效率叠加，同时降低了不可逆损失。
Description
技术领域
本实用新型属于热泵系统及储能技术领域，特别是涉及一种多能互补、能源梯级利用系统。
背景技术
目前，能源领域面临环境问题、能源安全、及能源效率问题，传统化石能源过度开采、附带环境污染，常规能源供应系统运行特性各异，能源的综合利用相对不完善。为应对挑战，人类追求能源的可持续发展和能源效率提升，其中能源梯级利用成为提升能源利用率的有效方法。
市场上热泵产品由于其高效、可再生的特点得到发力推广，但应用形式比较单一，多热泵的，与相变储能技术联合运行方面实际应用案例较少，空气源高出水温度工况下运行效率不高，同时存在环境因素导致的效率降低问题，水源热泵系统对尾水回灌要求较高等因素，也限制了热泵的进一步深入推广。
发明内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供的一种空气源热泵、水源热泵、储能技术相结合的多能互补、能源梯级利用系统，系统简洁高效，能够实现能量梯级利用，多种能源协调配合。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种多能互补、能源梯级利用系统，其特征在于，包含空气源热泵、相变蓄热模块、水源热泵、混水装置、燃气锅炉、用户端。空气源热泵作为相变蓄热模块的热源，出口通过管路连接相变蓄热模块入水，相变蓄热模块出水连接水源热泵入口，经水源热泵进一步提升水温，出口连接用户端采暖管路，管路回水回到空气源热泵，构成闭环；水源热泵出口同时与空气源热泵出水连接，之后经管路连接混水装置，连接用户端热水管路；燃气锅炉直接连接用户采暖末端，作为补充热源。
优选地，所述的空气源热泵出水温度控制在40℃~45℃工况，作为相变储能模块的热源，出口分两路，一路连接形变蓄热模块，一路连接混水装置。
优选地，所述的相变蓄热模块采用相变温度点为35~40℃的相变储能材料，包括结晶水合盐类、石蜡类、非石蜡有机类相变材料的的一种或几种。
优选地，所述的水源热泵出水温度控制在75~80℃，出口分两路，一路直接连接用户端采暖管路，另一路连接混水装置。
优选地，所述的燃气锅炉作为补充热源，出口直接连接用户端采暖管路。
本实用新型具有显著的优点和积极的效果。
1、空气源在出水温度40℃左右工况运行，机组热效率高于单一空气源热泵的55℃左右出水工况。
2、应用相变蓄热模块，将空气源产生的热量进行存储，解决能源供应时间和空间的不匹配问题。在用能低谷和室外温度较高时段通过储能设备存储热能，在用能高峰核对室外温度较低时段释放存储热能，提升水源热泵入水温度，提升系统整体效率。实现了空气源热泵、相变储能、水源热泵的联合组配，能量梯级利用。
3、空气源40℃左右出水与水源热泵80℃左右出水接入混水装置，连接用户端提供热水供应。
4、燃气该锅炉作为补充能源，在严寒或紧急情况下进行补充热源，供给用户用能。
附图说明：
图1是本实用新型一种多能互补、能源梯级利用系统示意图。
具体实施方式
实施例1
为了更清楚的说明本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步地描述，如图1所示，一种多能互补、能源梯级利用系统，包含空气源热泵、相变蓄热模块、水源热泵、混水装置、燃气锅炉、用户端。空气源热泵作为相变蓄热模块的热源，出口通过管路连接相变蓄热模块入水，相变蓄热模块出水连接水源热泵入口，经水源热泵进一步提升水温，出口连接用户端采暖管路，管路回水回到空气源热泵，构成闭环；水源热泵出口同时与空气源热泵出水连接，之后经管路连接混水装置，连接用户端热水管路；燃气锅炉直接连接用户采暖末端，作为补充热源。
本实用新型的工作过程：
蓄热过程：空气源热泵机组工作，根据内部压缩机、蒸发器、冷凝器、热媒工质组成的循环将空气中的热量在冷凝器中传输给循环水，经空气源热泵管路的循环泵驱动进入相变蓄热模块；之后相变蓄热模块通过内部相变材料发生相变将热量存储，相变材料全部融化并温度超过相变点，蓄热结束。
取热阶段：后半循环水经蓄热模块达到设计入口温度后进入水源热泵，开始水源热泵循环，进一步提升入水的温度，达到设计温度后出水供给用户端用热。
边蓄边供：空气源热泵机组工作，根据内部压缩机、蒸发器、冷凝器、热媒工质组成的循环将空气中的热量在冷凝器中传输给循环水，经空气源热泵管路的循环泵驱动进入相变蓄热模块；之后相变蓄热模块通过内部相变材料发生相变将热量存储，同时循环水经蓄热模块达到设计入口温度后进入水源热泵，进一步提升入水的温度，达到设计温度后出水供给用户端用热。
供热水：空气源热泵出水与水源热泵出水通过混水装置混合，温度达到事宜温度后供给用户端。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种多能互补、能源梯级利用系统，其特征在于，包含空气源热泵、相变蓄热模块、水源热泵、混水装置、燃气锅炉、用户端；其中空气源热泵作为相变蓄热模块的热源，出口通过管路连接相变蓄热模块入水，相变蓄热模块出水连接水源热泵入口，经水源热泵进一步提升水温，出口连接用户端采暖管路，管路回水回到空气源热泵，构成闭环；水源热泵出口同时与空气源热泵出水连接，之后经管路连接混水装置，连接用户端热水管路；燃气锅炉直接连接用户采暖末端，作为补充热源。
2.根据权利要求1所述的一种多能互补、能源梯级利用系统，其特征在于，所述的空气源热泵出水温度控制在40℃~45℃工况，作为相变储能模块的热源，出口分两路，一路连接形变蓄热模块，一路连接混水装置。
3.根据权利要求1所述的一种多能互补、能源梯级利用系统，其特征在于，所述的相变蓄热模块采用相变温度点为35~40℃的相变储能材料，包括结晶水合盐类、石蜡类、非石蜡有机类相变材料的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种多能互补、能源梯级利用系统，其特征在于，所述的水源热泵出水温度控制在75~80℃，出口分两路，一路直接连接用户端采暖管路，另一路连接混水装置。
5.根据权利要求1所述的一种多能互补、能源梯级利用系统，其特征在于，所述的燃气锅炉作为补充热源，出口直接连接用户端采暖管路。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113757772A (zh) * | 2021-09-22 | 2021-12-07 | 孟伟 | 一种多热源互补供热系统及方法 |
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