CN210141608U - 一种大温差热泵蓄热供暖系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种大温差热泵蓄热供暖系统，属于蓄热技术领域，所述大温差热泵蓄热供暖系统包括蓄热热源通过入口通道管路和出口通道管路与蓄热水池连通连接，蓄热水池通过入口通道管路和出口通道管路与板式换热器连通连接，板式换热器通过入口通道管路和出口通道管路与热用户端连通连接，热用户端通过入口通道管路和出口通道管路与蓄热热源连通连接；板式换热器通过入口通道管路和出口通道管路与高温热源热泵机组并联连接；热用户端设置有散热片组，所述散热片组包括至少两个散热片，散热片的外壁上设置有散热凸起结构，其能增大蓄热温差，能大幅提高蓄热量，提升供热能力；能减小蓄水池体积，减少建设投资成本，提高用户端散热效率和经济效益。
Description
技术领域
本申请涉及热泵蓄热供暖技术领域，具体涉及一种大温差热泵蓄热供暖系统。
背景技术
目前，现有技术的水蓄热供暖系统主要为电锅炉蓄热（大温差）和热泵蓄热（小温差）两种；其中，电锅炉蓄热温差大，蓄热温度通常为90/50℃，蓄热温差40℃；夜间电锅炉将蓄水池（水箱）内热水从50℃加热至90℃；白天蓄水池（水箱）通过板换换热向热用户供热，温度降至50℃停止；电锅炉蓄热温差大，蓄热水体积小，但是蓄热成本高，蓄热能效为0.9~0.97，耗电量高。而热泵蓄热温度为通常为55/45℃，蓄热温差10℃。夜间热泵将蓄水池（水箱）内热水从40℃加热至55℃（受热泵设备特性影响，常规热泵只能蓄热至55℃）；白天蓄水池（水箱）通过板换换热向热用户供热，温度降至40℃停止；热泵因蓄热温差小，蓄热水体积大，蓄热占地面积大，但是其蓄热成本低，常规水地源热泵系统蓄热能效为3.0左右，耗电量低。公告号为CN103335551A、名称为“分层蓄热水池”的发明专利文献公开了一种分层蓄热水池，包括顶部设有维修孔和通气孔的池体，所述池体内垂直设有隔板将池体内腔分隔为至少两个分池体，所述分池体的高度与宽度之比等于或大于2；所述隔板的顶部低于池体工作时的满水位线，隔板的底部开有连通各分池体内腔的通水孔；在池体内位于所述满水位线与隔板顶部之间的区域水平设有上布水器，所述上布水器进出水口朝上设置；位于池体下部靠近池底位置水平设有进出水口朝下设置的下布水器；在池体内壁自下而上垂直间隔设有多个防水耐热型投入式温度变送探头；位于满水位线上、下位置处的池体内壁上分别设有上、下限水位传感器。公告号为CN105829002A，名称为“板式换热器”的发明专利文献公开了一种板式换热器，所述板式换热器包括具有高于1000℃的固相线温度的多个金属换热器板，其设在彼此旁边并且形成板组，所述板组具有用于第一介质的第一板空隙和用于第二介质的第二板空隙，其中所述第一板空隙和所述第二板空隙以交错顺序设在所述板组中，其中各个换热器板包括热传递区域和边缘区域，所述边缘区域包括围绕所述热传递区域延伸的弯曲边缘，其中所述板的第一表面形成凸形形状，并且所述板的第二表面形成凹形形状，其中所述热传递区域包括凸部和凹部的波形，其中所述板的所述波形和所述弯曲边缘通过压制所述板来提供。公告号为CN101182958A，名称为“一种利用低温热源的两级压缩高温水源热泵机组”的发明专利文献公开了一种利用低温热源的两级压缩高温水源热泵机组，高压压缩机通过管路联接低压压缩机、蒸发器、A节流装置、干燥过滤器、带有B节流装置的中间冷却器以及冷凝器。公告号为CN108344202A，名称为“组合式蓄热热泵系统”的发明专利文献公开了一种组合式蓄热热泵系统，包括有固体电蓄热锅炉，变频循环风机，吸收式热泵子系统，电源及控制系统，每台固体电蓄热锅炉配置有若干个吸收式热泵子系统；每个吸收式热泵子系统配置有独立的变频循环风机；所述的吸收式热泵子系统包括通过管线相连通的发生器，冷凝器，蒸发器，吸收器，换热器，循环泵，而工作介质充填在吸收式热泵子系统内；所述的发生器包括带有与固体电蓄热锅炉相连通的高温空气进口，高温空气出口，热空气循环通道及金属壳体构件；所述金属壳体构件包括有沿热空气循环通道上设置的由换热管道，输入端口，输出端口，蒸汽室，蒸发面，汇流腔，分流腔连接组成的密闭腔体，所述密闭腔体的输入端口与吸收式热泵子系统内的换热器输出端连通，所述密闭腔体的输出端口与吸收式热泵子系统内的冷凝器输入端连通；在密闭腔体上的蒸汽室与蒸发面之间还设置有溢流口，该溢流口与吸收式热泵子系统内的换热器输入端连通，所设置的溢流口钳制工作介质在汇流腔内的蒸发面并保留能满足工作介质汽化分离的蒸汽室空间。公告号为CN 204923212U的实用新型文献公开了一种集中供热系统终端装置，包括高温热媒介质管道、储热水箱、防盗热电动阀、温度探头、控制器，其特征在于防盗热电动阀采用二通电动球阀，二通电动球阀的控制端与控制器连接；二通电动球阀内置限位触点，当阀门全开或全闭到位时能自动断开供电电源，且保持所需要的阀门开闭状态。公告号为CN207662015U的实用新型文献公开了一种水源热泵，具有箱体，箱体上设有水源进水管、水源出水管、采暖进水管、采暖出水管，箱体内壁上覆盖有吸音棉层，箱体内装有热泵压缩机、第一板式换热器、第二板式换热器、干燥罐、膨胀阀、气液分离器，其中采暖进水管通过软管与第一板式换热器的进水口联接，采暖出水管通过软管与第一板式换热器的出水口联接，水源进水管通过软管与第二板式换热器的进水口联接，水源出水管通过软管与第二板式换热器的出水口联接，热泵压缩机的高压出口通过第一高压管与第一板式换热器的冷媒入口联接，第一板式换热器的冷媒出口通过第二高压管与膨胀阀的高压入口联接，所述的干燥罐装在第二高压管上，膨胀阀的低压出口通过第一低压管与第二板式换热器的冷媒入口联接，第二板式换热器的冷媒出口通过第二低压管与热泵压缩机的低压入口联接，所述的气液分离器装在第二低压管上，所述的热泵压缩机的安装座、第一板式换热器的安装座、第二板式换热器的安装座与箱体之间装有减震胶墩，各减震胶墩一端与对应的安装座压接、另一端与箱体压接。公告号为CN108050732A的发明专利文献公开了一种地源热泵，包括地面、地源热泵主体、安装壳体和压缩机，所述地面的上方固定有地源热泵主体，所述地源热泵主体的顶部通过螺栓安装有安装壳体，所述安装壳体的内部安装有蓄电池组，所述安装壳体的表面通过合页安装有第二检修门，所述地源热泵主体的表面通过合页安装有第一检修门，所述地源热泵主体一侧的表面设置有进水口和出水口，所述地源热泵主体的内部安装有冷凝器和蒸发器，所述冷凝器和蒸发器的两端皆通过输气管道连接，且输气管道上分别设置有膨胀阀和压缩机，所述冷凝器的表面绕有埋地水管，所述蒸发器的表面绕有进水管，所述进水管的两端分别连接有第一净化箱和第二净化箱，所述第一净化箱和第二净化箱的底部分别通过安装支架安装有第一发电机和第二发电机，所述第一发电机和第二发电机的传动轴分别延伸至进水口和出水口的内部，且传动轴上皆安装有水轮。公告号为CN109579362A的发明专利文献公开了一种空气源热泵，包括空气源热泵机组，所述的空气源热泵机组分别通过第一切换结构和第一用户侧末端的板式换热器相连以及通过第二切换结构与第二用户侧末端相连，所述的空气源热泵机组一侧设有上端敞口的集热盘体，所述的集热盘体的敞口端设有由透光保温材料制成且能将敞口端封闭的透光保温结构，且所述的透光保温结构和集热盘体之间形成集热空间，在集热盘体内设有用于输送流体介质的盘管，所述的盘管两端分别延伸至集热盘体外侧且和板式换热器相连，所述的集热盘体内设有覆盖于盘管上的集热介质和/或吸湿介质，所述的集热盘体和空气源热泵机组之间设有能将集热空间和空气源热泵机组连通从而形成循环回路或将空气源热泵机组与外界相连的工况切换结构。现有技术的热泵蓄热系统存在传统蓄热系统的蓄热量小，而高温热源热泵机组不适合直接供热的热源，导致热泵使用范围受限，用户端散热效率较低的问题。
实用新型内容
本申请提供一种大温差热泵蓄热供暖系统，所述大温差热泵蓄热供暖系统包括蓄热热源，包括蓄热热源通过入口通道管路和出口通道管路与蓄热水池连通连接，蓄热水池通过入口通道管路和出口通道管路与板式换热器连通连接，板式换热器通过入口通道管路和出口通道管路与热用户端连通连接，热用户端通过入口通道管路和出口通道管路与蓄热热源连通连接；板式换热器通过入口通道管路和出口通道管路与高温热源热泵机组并联连接；热用户端设置有散热片组，所述散热片组包括至少两个散热片，散热片的外壁上设置有散热凸起结构。
本申请的大温差热泵蓄热供暖系统，在传统热泵蓄热供暖系统基础上，对蓄热水热量二次提取，提高蓄水池蓄热量。具体地，夜间热负荷较低的时段，所述大温差热泵蓄热供暖系统加热蓄热水池，蓄热温度达到55℃；白天，蓄热水池通过板式换热器，向供暖末端的热用户端放热供暖，板式换热器一次侧温度55/45℃，二次侧温度50/40℃；板式换热器一次侧45℃出水，再进入高温热源热泵机组，分级提取热量；蓄热水经过板式换热器换热和高温热源热泵机组取热后，温度降至15℃返回蓄热水池；夜间，所述大温差热泵蓄热供暖系统将蓄热水池水温从15℃循环加热至55℃；热用户端的散热片组通过设置有散热片，能够提高散热效率，且通过在散热片的外壁上设置散热凸起结构，能够进一步扩大散热面积，提高散热效率，以配合大温差供热系统的需要。
本申请的大温差热泵蓄热供暖系统能够达到以下有益效果：
本申请的大温差热泵蓄热供暖系统，其能够解决现有技术中所存在的电锅炉蓄热成本高，耗电量高，热泵蓄热温差小，蓄热水体积大，蓄热占地面积大的问题；其能够增大蓄热温差，其蓄热温差为传统热泵蓄热方式的3~4倍；能够大幅提高蓄热量，提升供热能力；能够减小蓄水池体积，减少建设投资成本，提高用户端散热效率，提高经济效益。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
在附图中：
图1为本申请的大温差热泵蓄热供暖系统的结构示意图。
图2为本申请的大温差热泵蓄热供暖系统的散热片的结构示意图。
图3为本申请的大温差热泵蓄热供暖系统的工作状态流程图。
图中，1为蓄热热源，2为蓄热水池，3为板式换热器，4为热用户端，401为散热片，402为散热凸起结构，403为翅片，5为高温热源热泵机组。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。
实施例
一种大温差热泵蓄热供暖系统，参见图1，所述大温差热泵蓄热供暖系统包括蓄热热源1，包括蓄热热源1通过入口通道管路和出口通道管路与蓄热水池2连通连接，蓄热水池2通过入口通道管路和出口通道管路与板式换热器3连通连接，板式换热器3通过入口通道管路和出口通道管路与热用户端4连通连接，热用户端4通过入口通道管路和出口通道管路与蓄热热源1连通连接；板式换热器3通过入口通道管路和出口通道管路与高温热源热泵机组5并联连接；参见图2，热用户端4设置有散热片组，所述散热片组包括至少两个散热片401，散热片401的外壁上设置有散热凸起结构402。
本实施例的大温差热泵蓄热供暖系统，参见图3，在传统热泵蓄热供暖系统基础上，对蓄热水热量二次提取，提高蓄水池蓄热量。具体地，夜间热负荷较低的时段，所述大温差热泵蓄热供暖系统加热蓄热水池2，蓄热温度达到55℃；白天，蓄热水池2通过板式换热器3，向供暖末端的热用户端4放热供暖，板式换热器3一次侧温度55/45℃，二次侧温度50/40℃；板式换热器3一次侧45℃出水，再进入高温热源热泵机组5，分级提取热量；蓄热水经过板式换热器3换热和高温热源热泵机组5取热后，温度降至15℃返回蓄热水池2；夜间，所述大温差热泵蓄热供暖系统将蓄热水池2水温从15℃循环加热至55℃；热用户端4的散热片组通过设置有散热片401，能够提高散热效率，且通过在散热片401的外壁上设置散热凸起结构402，能够进一步扩大散热面积，提高散热效率。本实施例的大温差热泵蓄热供暖系统，在原热泵蓄热系统基础上，利用高温热源热泵机组5将蓄热温差从10℃增加到40℃，大幅提升系统蓄热量，减少蓄热体积。具体地，例如在北方的大型办公类建筑供暖，总供暖负荷7500kW，利用夜间谷电蓄热，设计蓄热时间8小时，蓄热热泵制热量为2500kW，计算蓄热水池2的体积，如下表：
可见，优化后热泵蓄热温差为传统热泵蓄热系统的四倍，在同样蓄热量情况下，利用本实施例的大温差热泵蓄热供暖系统，所需要建造的蓄热水池2的体积仅为原体积的四分之一。
其中，蓄热热源1可以为水源热泵、地源热泵或空气源热泵。散热片401上可以连接有翅片403。散热凸起结构402的数量可以为至少两个，且均匀分布。翅片403可以通过焊接连接在散热片401上。散热凸起结构402可以与散热片401为一体式结构。散热片401的数量应为至少两个，优选为相互平行设置。散热凸起结构402优选为半球形凸起。翅片403可以为矩形板或弧形板。翅片403可以与散热片401垂直或呈锐角。翅片403的末端最好设置在相邻的散热片401之间，且设置为圆弧状，以避免碰损。相邻的散热片401之间通过散热通道连通。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (4)
1.一种大温差热泵蓄热供暖系统，所述大温差热泵蓄热供暖系统包括蓄热热源（1），其特征在于，包括蓄热热源（1）通过入口通道管路和出口通道管路与蓄热水池（2）连通连接，蓄热水池（2）通过入口通道管路和出口通道管路与板式换热器（3）连通连接，板式换热器（3）通过入口通道管路和出口通道管路与热用户端（4）连通连接，热用户端（4）通过入口通道管路和出口通道管路与蓄热热源（1）连通连接；板式换热器（3）通过入口通道管路和出口通道管路与高温热源热泵机组（5）并联连接；热用户端（4）设置有散热片组，所述散热片组包括至少两个散热片（401），散热片（401）的外壁上设置有散热凸起结构（402）。
2.如权利要求1所述的大温差热泵蓄热供暖系统，其特征在于，蓄热热源（1）为水源热泵、地源热泵或空气源热泵。
3.如权利要求1所述的大温差热泵蓄热供暖系统，其特征在于，散热片（401）上连接有翅片（403）。
4.如权利要求1所述的大温差热泵蓄热供暖系统，其特征在于，散热凸起结构（402）的数量为至少两个，且均匀分布。
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| CN112197335A (zh) * | 2020-11-16 | 2021-01-08 | 上海有隆工程勘测技术有限公司 | 管道蓄热型即热式高温水源热泵组制热水系统 |
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