CN213453819U - 一种清洁能源供热站 - Google Patents

Abstract

本实用新型中提供了一种清洁能源供热站，涉及供暖装置技术领域；包括供水系统和热循环储能系统，所述供水系统为所述热循环储能系统补充用水；所述热循环储能系统包括加热装置、热储能装置、水循环装置、冷水主管道和热水主管道，所述冷水主管道按水流依次连接待供热用户终端回水管、所述水循环装置和所述加热装置，所述加热装置对冷水主管道中的循环水进行加热后通过热水主管道进入所述热储能装置；所述热储能装置与待供热用户终端供水管相连；该供热站充分考虑了常规供暖稳定性、在恶劣气候条件下供暖保障、谷电蓄能三个目标的平衡，通过空气源热泵机组、调峰装置和储能罐之间的灵活调配、复用，在较低初始投资下实现多个关键目标。

Description

一种清洁能源供热站

技术领域

本实用新型涉及供暖装置技术领域，尤其涉及一种清洁能源供热站。

背景技术

我国北方供暖区域的建筑供暖形式分为集中供热和分户供热。集中供热形式主要为电厂热电联产集中供热、工业企业余热集中供热、城市燃煤锅炉集中供热、天然气锅炉集中供热、可再生能源(水源热泵、空气源热泵、生物质) 集中供热、中深层地热集中供热、电蓄热集中供热等；其中电厂热电联产及工业企业余热集中供热受到热源所处位置及热源量的限制难以全部覆盖城市建筑的供热需求，燃煤锅炉集中供热因环保问题逐步淘汰，天然气集中供热成本过高，水源热泵和中深层地热集中供热受水资源限制及可能的二次污染难以持续实施，空气源热泵集中供热因占地面积较大、能效低在实际运用中受到限制，电蓄热集中供热因电力容量和电价问题只能在少数区域实施。分户式供热主要形式为天然气壁挂炉和空调分户取暖，二者能耗高、供热效果不好，是不得已而采用的供暖方式。

受以上因素制约，目前我国北方及南方局部地区存在大量的未供暖建筑，随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，以及节能环保的要求，迫切需要清洁环保同时适合目前建筑条件、区域气候、供暖价格体系等的因地制宜的供暖解决方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种清洁能源供热站，从而解决现有技术中存在的前述问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种清洁能源供热站，所述清洁能源供热站直接与待供热用户管网及终端相连，所述清洁能源供热站包括供水系统和热循环储能系统，所述供水系统为所述热循环储能系统补充用水；所述热循环储能系统包括供热装置、热储能装置、水循环装置、冷水主管道和热水主管道，所述冷水主管道按水流依次连接待供热用户终端回水管、所述水循环装置和所述供热装置，所述供热装置对冷水主管道中的循环水进行加热后通过热水主管道进入所述热储能装置；所述热储能装置与待供热用户终端供水管相连；

所述热储能装置包括储能罐、储能罐旁通电动阀和两个储能罐电动阀，所述储能罐旁通电动阀设置在热水主管道上，沿热水主管道水流方向，所述储能罐旁通电动阀前后端连接有储能支管道，所述储能支管道沿水流流动方向依次设置储能罐电动阀、储能罐和储能罐电动阀。

优选地，所述供热装置和所述储能装置之间设置有调峰系统，所述调峰系统包括调峰装置、调峰装置电动阀和调峰装置旁通电动阀，所述调峰装置旁通电动阀设置在热水主管道上，沿热水主管道水流方向，所述调峰装置旁通电动阀的前后端连接有调峰支管道，所述调峰支管道沿水流方向依次设置有调峰装置电动阀、调峰装置和调峰装置电动阀。

优选地，所述调峰装置是由带有自动控制启停功能的电加热器组成，供水温度低于设定要求时自动启动，达到或高于设定温度时自动停止。

优选地，所述供热装置包括多个热泵机组，每个热泵机组与热水主管道之间分别设置有热泵机组出水电动阀。

优选地，所述水循环装置设置在冷水主管道上，包括不少于一个的循环泵和设置在所述循环泵下游的主管电动阀。

优选地，所述清洁能源供热站所述供水系统连接至水循环装置与待供热用户终端回水管之间；

所述供水系统沿冷水主管道水流方向依次设置有软水器、软化水箱、补水泵和定压补水装置，所述软水器、所述软化水箱和所述补水泵前端均设置有阀门。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型中提供的热源站充分考虑了常规供暖稳定性、在恶劣气候条件下供暖保障、谷电蓄能三个目标的平衡，通过空气源热泵机组、调峰装置和储能罐之间的灵活调配、复用，在较低初始投资下实现多个关键目标：

谷电期间，储能罐加入供暖循环，在保证供暖的同时，逐步将储能罐中存水温度提升进行蓄热，在峰电期间放热供暖；蓄热过程中，首选蓄热热源是空气源热泵，在空气源热泵机组制热输出及蓄能不能满足供暖时，启动调峰装置，采用电辅加热器启动辅助主热源工作。由于空气源热泵能效比高于电辅加热器，本热泵蓄能较普通储能设计更节能。

附图说明

图1是实施例1中提供的清洁能源供热站的管道连接原理图；

1是储能罐旁通电动阀，2是储能罐电动阀，3是调峰装置旁通电动阀，4是调峰装置电动阀，5是主观电动阀，6是热泵机组出水电动阀，7是软水器，8是软化水箱，9是补水泵，10是定压补水装置，11是储能罐，12是调峰装置，13是循环泵，14是热泵机组，15是自来水来源，16是用于连接待供热用户供水管的热水主管道，17是用于连接待供热用户终端回水管的冷水主管道。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

本实施例提供了一种清洁能源供热站，其管道连接原理图如图1所示，所述清洁能源供热站直接与待供热用户终端相连，待供热用户终端包括供暖管网以及其他散热设施等，包括待散热用户终端回水管和待供热用户终端供水管。

本实施例中的清洁能源供热站包括供水系统和热循环储能系统，所述供水系统为所述热循环储能系统补充用水；所述热循环储能系统包括供热装置、热储能装置、水循环装置、冷水主管道和热水主管道，所述冷水主管道按水流依次连接待供热用户终端回水管、所述水循环装置和所述供热装置，所述供热装置对冷水主管道中的自来水进行加热后通过热水主管道进入所述热储能装置；所述热储能装置与待供热用户终端供水管相连；

所述水循环装置设置在冷水主管道上，包括不少于一个的循环泵和设置在所述循环泵下游的主管电动阀。

所述热储能装置包括储能罐、储能罐旁通电动阀和两个储能罐电动阀，所述储能罐旁通电动阀设置在热水主管道上，沿热水主管道水流方向，所述储能罐旁通电动阀前后端连接有储能支管道，所述储能支管道沿水流流动方向依次设置储能罐电动阀、储能罐和储能罐电动阀。

为了配合高峰供暖和低谷供暖需求，本实施例中的热源站在所述供热装置和所述储能装置之间设置有调峰系统，所述调峰系统包括调峰装置、调峰装置电动阀和调峰装置旁通电动阀，所述调峰装置旁通电动阀设置在热水主管道上，沿热水主管道水流方向，所述调峰装置旁通电动阀的前后端连接有调峰支管道，所述调峰支管道沿水流方向依次设置有调峰装置电动阀、调峰装置和调峰装置电动阀。

为了清洁环保，本实施例中的所述供热装置采用电泵机组因地制宜以电力驱动热泵提取各类介质(空气/余热/污水/地表水/土壤等)中的免费可再生能源为清洁能量来源进行加热。本实施例中采用多个热泵机组，且每个热泵机组与热水主管道之间分别设置有热泵机组出水电动阀。

本实施例中的所述供水系统连接至水循环装置与待供热用户终端回水管之间；所述供水系统沿冷水主管道水流方向依次设置有软水器、软化水箱、补水泵和定压补水装置，所述软水器、所述软化水箱和所述补水泵前端均设置有阀门。

采用实施例1中的热源站，利用热泵机组，通过调节储能装置和调峰装置，实现多种工况：

工况1：需要大水量循环

打开所有热泵机组出水电动阀，使得热泵机组正常运转加热；开启调峰装置旁通电动阀开启，关闭调峰装置电动阀，使得调峰装置支管道停止使用；关闭储能罐旁通电动阀，打开储能罐电动阀，储能支管道加入循环过程进行大水量循环供暖。

由于储能水罐的加入增加了系统循环水量，可提高供暖系统稳定性，同时可降低空气源热泵启停机频率，对节电、延长设备寿命有利。适用于：

(1)谷电、平电期间常规供暖工况；(2)谷电期间的蓄能工况；(3)峰电期间放能工况。

工况2：常规水量循环

打开所有热泵机组出水电动阀，使得热泵机组正常运转加热；开启调峰装置旁通电动阀开启，关闭调峰装置电动阀，使得调峰装置支管道停止使用；打开储能罐旁通电动阀，关闭储能罐电动阀，储能支管道不加入循环过程，进行常规水量循环供暖。

该工况下，由于储能水罐不参与系统循环，循环水量减少，系统升温较快。适用于：

(1)峰电、平电期间的常规供暖；(2)有快速升温要求的工况。

工况3：调峰装置+常规水量循环

打开所有热泵机组出水电动阀，使得热泵机组正常运转加热；关闭调峰装置旁通电动阀开启，打开调峰装置电动阀，使得调峰装置支管道加入循环过程使用；同时打开储能罐旁通电动阀，关闭储能罐电动阀，储能支管道不加入循环过程，进行常规水量循环供暖。

该工况适用于：

(1)极端气候条件下主热源空气源热泵制热输出不足时的补热消峰；(2) 为满足某些特殊情况下快速升温要求。

工况4：调峰装置+大水量循环

打开所有热泵机组出水电动阀，使得热泵机组正常运转加热；关闭调峰装置旁通电动阀开启，打开调峰装置电动阀，使得调峰装置支管道加入循环过程使用；同时关闭储能罐旁通电动阀，打开储能罐电动阀，储能支管道也加入循环过程，进行常规水量循环供暖。

该工况适用于谷电期间供暖并储能工况。

上述内容可以轻松实现以下技术效果：

1、清洁环保：本热源站通过回收利用空气、余热循环水、中水、中深层地热、浅层地热等中可再生的低品位能量，无燃煤锅炉、燃气锅炉和燃油锅炉燃烧所产生的大气排放污染；

2、节能降耗：本热源站高效、节能，并备有储能单元，其运行费用只有燃气锅炉运行费用43.8％左右、燃油锅炉运行费用42.6％左右、电锅炉运行费用31.5％左右、空气源热泵的68％左右；居安智慧清洁热源站由电力驱动，提取免费能源，电力输入的能量占供热用能的30％左右，供暖节能70％；大大降低了一次能源的消耗；

3、供暖雾霾治理：供暖雾霾有效治理，居安智慧清洁热源站属纯清洁环保、无二次污染、不破环生态，是治理供暖导致的雾霾的重要措施；

4、节约土地使用面积：占地面积小，约占建筑面积的0.2％左右，可使土地效益最大化；

5、无施工扰民等困扰：不需要一次管网及换热站建设，减少庭院管网，避免了管网施工的难度和给城市带来的困扰(破坏路面、扰民、环境影响等)，避免拉链式维修工程及能源损耗；

6、施工周期短，本热源站不需要复杂的施工工程，1-2个月左右的时间便可实现供热，可以避免施工工程中质量、工期不可控及扰民等现象；

7、供热安全：居安智慧清洁热源站能及时应对极寒和不确定天气气温，保证居民供热的安全，居民取暖安心。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种清洁能源供热站，所述清洁能源供热站直接与待供热用户管网及终端相连，其特征在于，所述清洁能源供热站包括供水系统和热循环储能系统，所述供水系统为所述热循环储能系统补充用水；所述热循环储能系统包括供热装置、热储能装置、水循环装置、冷水主管道和热水主管道，所述冷水主管道按水流依次连接待供热用户终端回水管、所述水循环装置和所述供热装置，所述供热装置对冷水主管道中的循环水进行加热后通过热水主管道进入所述热储能装置；所述热储能装置与待供热用户终端供水管相连；

所述热储能装置包括储能罐、储能罐旁通电动阀和两个储能罐电动阀，所述储能罐旁通电动阀设置在热水主管道上，沿热水主管道水流方向，所述储能罐旁通电动阀前后端连接有储能支管道，所述储能支管道沿水流流动方向依次设置储能罐电动阀、储能罐和储能罐电动阀。

2.根据权利要求1所述的清洁能源供热站，其特征在于，所述供热装置和所述储能装置之间设置有调峰系统，所述调峰系统包括调峰装置、调峰装置电动阀和调峰装置旁通电动阀，所述调峰装置旁通电动阀设置在热水主管道上，沿热水主管道水流方向，所述调峰装置旁通电动阀的前后端连接有调峰支管道，所述调峰支管道沿水流方向依次设置有调峰装置电动阀、调峰装置和调峰装置电动阀。

3.根据权利要求2所述的清洁能源供热站，其特征在于，所述调峰装置是由带有自动控制启停功能的电加热器组成，供水温度低于设定要求时自动启动，达到或高于设定温度时自动停止。

4.根据权利要求1所述的清洁能源供热站，其特征在于，所述供热装置包括多个热泵机组，每个热泵机组与热水主管道之间分别设置有热泵机组出水电动阀。

5.根据权利要求1所述的清洁能源供热站，其特征在于，所述水循环装置设置在冷水主管道上，包括不少于一个的循环泵和设置在所述循环泵下游的主管电动阀。

6.根据权利要求1所述的清洁能源供热站，其特征在于，所述清洁能源供热站所述供水系统连接至水循环装置与待供热用户终端回水管之间；

所述供水系统沿冷水主管道水流方向依次设置有软水器、软化水箱、补水泵和定压补水装置，所述软水器、所述软化水箱和所述补水泵前端均设置有阀门。

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