CN215062565U - 一种利用电厂余热的岩土储能热泵系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用电厂余热的岩土储能热泵系统；所述热泵系统包括地埋管换热装置、地源热泵主机、热电厂系统和用户终端，所述地源热泵主机通过供热循环管与地埋管换热装置连接，并与用户终端连接形成供热管网，在供热循环管上设有供热控制阀；所述地埋换热装置通过余热回收循环管路与热电厂系统的冷却水管路连通，并在余热回收循环管路上设有余热回收循环泵和余热回收控制阀。本实用新型可以将工业余热收集后通过地埋管换热储存在岩土中，并通过热泵机组向末端进行供能，解决了工业余热的能源浪费问题，并通过夏热冬用的季节性蓄热方式，大大提高能源利用效率，满足了末端供能的需求。

Description

一种利用电厂余热的岩土储能热泵系统

技术领域

本实用新型属于能源技术领域，具体为一种利用电厂余热的岩土储能热泵系统。

背景技术

能源是社会快速发展的物质基础和核心，近年来，随着我国经济持续高速发展、城市化进程不断深入和工业化建设不断加快，我国能源问题也愈发突出。节能减排成为世界关注的焦点，风能、太阳能、生物质能、水电以及浅层地热能等可再生能源受到各类学者的重点关注。其中，地源热泵可通过利用浅层地热能来提升系统运行效率，已经成为住宅和商业建筑中供暖、制冷和热水源的广泛选择。

热泵是一种通过少量高位能源做功，使低品位热能流向高品位热能的装置。它类似于泵的原理，通过电力做功，将自然界中不可直接利用的低品位热能(如空气、水、土壤和工业废热等所含的热能)，转化为可被人利用的高品位热能。现有地源热泵系统主要采用地埋管换热器，夏天制冷时产生的建筑冷凝热储存于地下岩土中；冬天采暖时，从地下岩土中将蓄存的夏季热能提取，随着地源热泵的长期运行，再加上一些地区冬夏两季的冷热不均衡，比如冬冷夏凉的北方地区，季节间的取放热总量不平衡，使地下岩土温度逐年下降，造成地源热泵主机的能效比逐年下降，系统供能能力大大减弱，若干年后，不能稳定有效使用。

发明内容

本实用新型针对现有技术中不足，提供了一种利用电厂余热的岩土储能热泵系统，该热泵系统将热电厂的冷却水预热与城市热力管网连接，利用电厂热于消除地源热泵存在的冷热不均衡问题。

为了达到上述技术目的，本实用新型提供了一种利用电厂余热的岩土储能热泵系统；所述热泵系统包括地埋管换热装置、地源热泵主机、热电厂系统和用户终端，所述地源热泵主机通过供热循环管与地埋管换热装置连接，并与用户终端连接形成供热管网，在供热循环管上设有供热控制阀；所述地埋换热装置通过余热回收循环管路与热电厂系统的冷却水管路连通，并在余热回收循环管路上设有余热回收循环泵和余热回收控制阀。

本实用新型进一步的技术方案：所述地源热泵主机包括冷凝器和蒸发器，所述地埋管换热装置与地源热泵主机的冷凝器侧连通，所述地源热泵主机的蒸发器侧连通用户终端。

本实用新型较优的技术方案：所述余热回收循环管路的进水端与热电厂系统的冷却水管路的进水管连通，并依次连通地埋管换热装置的多个地埋管后与冷却水管路出水管连通，在余热回收循环管路进水端与地埋管换热装置之间的管路上依次设有过滤系统、余热回收循环泵和余热回收控制阀A，在余热回收循环管路出水端与地埋管换热装置之间的管路上设有余热回收控制阀B。

本实用新型较优的技术方案：所述供热控制阀设有两个，分别设置在供热循环管与地源热泵主机连接的进水端和出水端。

本实用新型的工作原理：在回收余热时，关闭供热控制阀和地热源泵主机，打开余热回收控制阀和余热回收循环泵，通过余热回收循环泵将电热厂进入冷却塔的热水引入地埋管换热装置内，由地埋管换热装置与岩土进行换热，将热量储存在岩土中；当需要供热时，关闭余热回收控制阀和余热回收循环泵，打开供热控制阀和地热源泵主机，地埋管换热装置与地下岩土进行热交换，地热源泵主机将岩土中储存的热量提取出来通过蒸发压缩冷凝节流过程输送至用户终端进行供能。

本实用新型可以在非供暖期，将热电厂发电期间产生的冷却水余热输送至地埋管换热装置，由地埋管换热装置与岩土进行换热，将热量储存在岩土中，形成岩土蓄能热库，在供暖季热泵机组提取岩土蓄能热库中储存的热量进行提升后通过城市热网向周边建筑物集中供暖。本实用新型在在其他季节吸收工业余热储存在岩土中，主要供冬季热泵机组供暖使用，岩土储能过程中的蓄热载体包括但不限于地下岩土资源，也可利用地下水源等蓄热良好的载体。

本实用新型与现有技术相比，其显著优点为：

本实用新型采用吸收工业废弃的余热，将热量储存在地下岩土中，并通过夏季储能，冬季利用的方式，提高冬季地埋管换热出水温度，大大提高了供能能力；通过工业余热的收集，减少不必要的能源浪费，提高工厂能源利用效率，并通过天然的地下岩土储能载体储存工厂收集的能量，采用季节性蓄热的方式，大大提高了冬季的供暖能力，解决了现有地源热泵冬夏两季的冷热不均衡的问题。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图中：1—地埋管换热装置，2—地源热泵主机，3—热电厂系统，300—冷却水管路，4—供热循环管，5—余热回收循环管路，500—余热回收循环泵，501—过滤系统，6—用户终端，7—供热控制阀，8—余热回收控制阀。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。本实用新型中说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。

实施例提供的一种利用电厂余热的岩土储能热泵系统，如图1所示，所述热泵系统包括地埋管换热装置1、地源热泵主机2、热电厂系统3和用户终端6，所述地源热泵主机2包括冷凝器和蒸发器，地埋管换热装置1与地源热泵主机2的冷凝器侧通过连通供热循环管4连通，所述地源热泵主机2的蒸发器侧连通用户终端6，地埋管换热装置1、供热循环管4、地源热泵主机2和用户终端6形成循环供热管网，并在供热循环管4上设有供热控制阀7，所述供热控制阀7设有两个，分别设置在供热循环管4与地源热泵主机2连接的进水端和出水端。所述地埋换热装置1通过余热回收循环管路5与热电厂系统3的冷却水管路300连通，形成余热回收循环管网，所述余热回收循环管路5的进水端与热电厂系统3的冷却水管路300的进水管连通，并依次连通地埋管换热装置1的多个地埋管后与冷却水管路300出水管连通，在余热回收循环管路5进水端与地埋管换热装置1之间的管路上依次设有过滤系统501、余热回收循环泵500和余热回收控制阀A，在余热回收循环管路5出水端与地埋管换热装置1之间的管路上设有余热回收控制阀B。

当处在夏季或其它不需要供暖的季节时，热电厂系统3产生废弃热水，这些热水正常会进入冷却塔进行冷却后循环使用，此时便可利用本实用新型将冷却水的余热进行回收，具体过程是关闭两个供热控制阀7和热源泵主机2，打开两个余热回收控制阀8和余热回收循环泵500，通过余热回收循环泵500将热电厂系统3进入冷却塔的热水引入地埋管换热装置1内，由地埋管换热装置1与岩土进行换热，将热量储存在岩土中；当处在冬季需要供暖时，需将岩土中储存的热量提取出来，此时关闭两个余热回收控制阀8和余热回收循环泵500，打开供热控制阀7和地热源泵主机2，地埋管换热装置1与地下岩土进行热交换，地热源泵主机2将岩土中储存的热量提取出来通过蒸发压缩冷凝节流过程输送至用户终端6进行供能。

本实用新型在夏季吸收工业余热储存在岩土中，供冬季热泵机组供暖使用，冬季地埋管出水温度提高，能效比增大。本实用新型有效解决了工业余热的利用以及地源热泵导致的土壤冷热不均衡问题，并采用天然的储能体即地下岩土，将工业余热储存在岩土中，通过季节性蓄热，将夏季多余的热量移到冬季进行利用，提高了热泵机组能效。并且本实用新型牢牢契合坚定不移推进绿色发展，加快构建清洁低碳、安全高效能源体系，持续推进碳减排的发展理念。

本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种利用电厂余热的岩土储能热泵系统，其特征在于：所述热泵系统包括地埋管换热装置(1)、地源热泵主机(2)、热电厂系统(3)和用户终端(6)，所述地源热泵主机(2)通过供热循环管(4)与地埋管换热装置(1)连接，并与用户终端(6)连接形成供热管网，在供热循环管(4)上设有供热控制阀(7)；所述地埋换热装置(1)通过余热回收循环管路(5)与热电厂系统(3)的冷却水管路(300)连通，并在余热回收循环管路(5)上设有余热回收循环泵(500)和余热回收控制阀(8)。

2.根据权利要求1所述的一种利用电厂余热的岩土储能热泵系统，其特征在于：所述地源热泵主机(2)包括冷凝器和蒸发器，所述地埋管换热装置(1)与地源热泵主机(2)的冷凝器侧连通，所述地源热泵主机(2)的蒸发器侧连通用户终端(6)。

3.根据权利要求1或2所述的一种利用电厂余热的岩土储能热泵系统，其特征在于：所述余热回收循环管路(5)的进水端与热电厂系统(3)的冷却水管路(300)的进水管连通，并依次连通地埋管换热装置(1)的多个地埋管后与冷却水管路(300)出水管连通，在余热回收循环管路(5)进水端与地埋管换热装置(1)之间的管路上依次设有过滤系统(501)、余热回收循环泵(500)和余热回收控制阀A，在余热回收循环管路(5)出水端与地埋管换热装置(1)之间的管路上设有余热回收控制阀B。

4.根据权利要求1或2所述的一种利用电厂余热的岩土储能热泵系统，其特征在于：所述供热控制阀(7)设有两个，分别设置在供热循环管(4)与地源热泵主机(2)连接的进水端和出水端。

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