CN215929745U

CN215929745U - 一种组合式供热系统

Info

Publication number: CN215929745U
Application number: CN202122313163.3U
Authority: CN
Inventors: 郭盛; 徐凌锋; 王俊; 赵利杰
Original assignee: Beijing Qingyun Intelligent Technology Development Co ltd
Current assignee: Beijing Qingyun Energy Group Co ltd
Priority date: 2021-09-24
Filing date: 2021-09-24
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2031-09-24

Abstract

本实用新型涉及一种组合式供热系统，属于清洁能源供热技术领域，包括电蓄热设备、吸收式空气源热泵和辅助电加热器；吸收式空气源热泵包括通过管道依次连接的冷凝器、蒸发器、吸收器和发生器，发生器与吸收器之间的管道设有溶液热交换器；电蓄热设备设有循环风道，发生器设置在循环风道内，电蓄热设备热源输出端与吸收式空气源热泵的发生器连接，以提供热源驱动所述吸收式空气源热泵运行；吸收器与供热回水管路相连，供热回水经过吸收器后通过与吸收器相连的管道进入冷凝器，冷凝器通过管路连接辅助电加热器，辅助电加热器与供热出水管路相连。本系统可提高能源利用率与经济效益，避免吸收式空气源热泵在环境温度较低运行时的结霜风险。

Description

一种组合式供热系统

技术领域

本实用新型涉及一种组合式供热系统，属于清洁能源供热技术领域。

背景技术

目前，燃煤锅炉供暖存在能量利用率低、污染大的问题，为实现二氧化碳排放力2030年前达到峰值，2060年前实现碳中和，北方地区大力推广应用清洁供暖，发布 “煤改电”和“煤改气”政策。虽然“煤改气”较燃煤锅炉在能源利用和对环境污染的程度上有所改善，但大量的“煤改气”会导致燃气紧张。“煤改电”包括“煤改电蓄热”和“煤改热泵”，电蓄热设备是在低谷电时间段内将电能转换为热能并存储，然后进行供热，谷电价格较低时采用电蓄热设备具有良好的经济效益性，但利用电蓄热设备并没有降低供热能耗；采用热泵虽然能源利用率有所提高，但在非低谷电时间段内运行期间，经济性仍较差，同时环境温度较低时，设备存在结霜现象，制热效果变差，能源利用率降低。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域普通技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种组合式供热系统，来提高能源利用率、提高供热系统的经济效益，同时避免吸收式空气源热泵在环境温度较低运行时的结霜风险。

为达到上述技术目的，本实用新型是采用下述技术方案实现的：

本实用新型提供一种组合式供热系统，包括电蓄热设备、吸收式空气源热泵和辅助电加热器；所述吸收式空气源热泵包括通过管道依次连接的冷凝器、蒸发器、吸收器和发生器，所述发生器与所述吸收器之间的管道设有溶液热交换器；

所述电蓄热设备设有循环风道，所述发生器设置在所述电蓄热设备的循环风道内，且所述电蓄热设备热源输出端与所述吸收式空气源热泵的发生器连接，以提供热源驱动所述吸收式空气源热泵运行；

所述吸收器与供热回水管路相连，所述供热回水经过吸收器后通过与所述吸收器相连的管道进入冷凝器，所述冷凝器通过管路连接所述辅助电加热器，所述辅助电加热器与供热出水管路相连。

进一步地，所述电蓄热设备还包括蓄热设备外壳、电加热管、保温材料、蓄热设备内隔板、蓄热材料，其中，所述电加热管将电能转换为热能存储于蓄热材料中。

进一步地，所述循环风道包括高温热空气风道和所述低温热空气风道，所述发生器对应所述循环风道设有高温热空气进口和低温热空气出口，所述高温热空气进口与高温热空气风道相连，所述低温热空气出口与低温热空气风道相连。

进一步地，所述电蓄热设备还包括设置在发生器的低温热空气出口与低温热空气风道之间的变频循环风机。

进一步地，所述蒸发器上设置有变频风机。

进一步地，在所述蒸发器和所述吸收器之间的管道上设置有制冷剂泵。

进一步地，在所述吸收器和所述溶液热交换器之间的管道上设置有溶液泵。

进一步地，还包括电控系统，所述电控系统包含电蓄热设备、吸收式空气源热泵和辅助电加热器的电源与控制系统。

进一步地，所述蓄热材料可采用镁砖或高温复合相变砖，蓄热温度可达750℃。

进一步地，所述辅助电加热器采用电阻式加热器。

与现有技术相比，本实用新型所达到的有益效果：

本实用新型将电蓄热设备、吸收式空气源热泵与辅助电加热器相结合，能有效降低供热能耗，并且利用电价较低的低谷电，具有良好的经济效益，同时避免了因环境温度低引起的吸收式空气源热泵结霜现象，能够安全稳定运行。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种组合式供热系统的流程图；

图2是本实用新型实施例提供的吸收式空气源热泵的流程图；

图中：1：电控系统；2：蓄热设备外壳；3：电加热管；4：保温材料；5：蓄热设备内隔板；6：蓄热材料；7：变频循环风机；8：高温热空气风道；9：低温热空气风道；10：辅助电加热器；11：冷凝器；12：蒸发器；13：吸收器；14：溶液热交换器；15：发生器；16：变频风机；17：制冷剂泵；18：溶液泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、 “底”、“内”、“外”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，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装置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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图2所示，本实施例提供了一种组合式供热系统，包括电蓄热设备、吸收式空气源热泵、辅助电加热器10和电控系统1。

所述电蓄热设备包括蓄热设备外壳2、电加热管3、保温材料4、蓄热设备内隔板5、蓄热材料6、变频循环风机7、高温热空气风道8和低温热空气风道9。

所述吸收式空气源热泵包括冷凝器11、蒸发器12、吸收器13、溶液热交换器14、发生器15、变频风机16、制冷剂泵17和溶液泵18。

所述电控系统1包含电蓄热设备、吸收式空气源热泵和辅助电加热器10的电源与控制系统。

具体的，所述发生器15设有高温热空气进口和低温热空气出口，所述高温热空气进口与高温热空气风道8相连，所述低温热空气出口与低温热空气风道9相连，所述高温热空气风道8与所述低温热空气风道9构成循环风道，所述电蓄热设备与所述发生器15可在密闭的循环风道内完成能量交换。

在本实施例中，变频循环风机7设置在发生器15的低温热空气出口与低温热空气风道9之间。

在本实施例中，所述冷凝器11、蒸发器12、吸收器13和发生器15通过管道依次连接，所述溶液热交换器14设置在所述发生器15与所述吸收器13之间的管道上。

在本实施例中，所述吸收器13与供热回水管路相连，所述供热回水经过吸收器13后通过与所述吸收器13相连的管道进入冷凝器11，所述冷凝器11通过管路连接所述辅助电加热器10，所述辅助电加热器10与供热出水管路相连。

在本实施例中，所述蒸发器12上设置有变频风机16，在所述蒸发器12和所述吸收器13之间的管道上设置有制冷剂泵17；在所述吸收器13和所述溶液热交换器14之间的管道上设置有溶液泵18。

可以说明的是：在本实施例中，所述蓄热材料6采用镁砖或高温复合相变砖，蓄热温度可达750℃；所述保温材料4采用岩棉板；所述电加热管3采用镍铬合金高温电加热管；所述吸收式空气源热泵的工作介质由制冷剂和吸收剂构成，制冷剂为水，吸收剂为溴化锂；所述辅助电加热器10采用电阻式加热器。

本实施例设有两种工作模式：

供热期间，环境温度较高时，采用电蓄热设备与吸收式空气源热泵共同运行进行供热，供热期间，利用所述电蓄热设备产生高温热空气驱动所述吸收式空气源热泵工作，对外进行供热。

环境温度较低时，所述电蓄热设备与所述吸收式空气源热泵停止运行，利用所述辅助电加热器10直接加热供热回水进行供热。

具体的，本实施例提供的供热系统工作过程如下：

供热期间，环境温度较高，不影响吸收式空气源热泵稳定运行时，采用电蓄热设备与吸收式空气源热泵共同运行进行供热，设定电蓄热设备蓄热上限温度750℃，启动电蓄热设备电源，所述电蓄热设备将电能转变为热能存储于所述蓄热材料内，为所述吸收式空气源热泵提供高温驱动热源。

在所述电蓄热设备蓄热完成后启动变频循环风机7，产生高温热空气，高温热空气作为驱动热源进入发生器15中进行放热，放热后的低温热空气通过变频循环风机7继续循环，高温热空气在发生器15内放热后，将制冷剂从发生器15内的溶液中蒸发出来，蒸发出的制冷剂蒸汽在冷凝器11中放热，进一步加热经过吸收器13加热后的供热回水，放热后的制冷剂进入蒸发器12吸收环境中的热量，然后进入吸收器13，发生器15中变浓的溶液经溶液热交换器14进入吸收器13，吸收来自蒸发器12的制冷剂，放出热量加热供热回水，吸收器13中变稀的溶液通过溶液热交换器14后进入发生器15，完成循环，供热回水经过吸收器13加热后进入冷凝器11进一步加热后供出。

环境温度较低，影响吸收式空气源热泵运行时，电蓄热设备与吸收式空气源热泵停止运行，启动辅助电加热器10电源，供热回水进入辅助电加热器10被加热后供出。

本实用新型将电蓄热设备、吸收式空气源热泵与辅助电加热器10相结合，利用上述三种设备优势，摒弃三种设备的不足，电蓄热设备将低谷电时间段内的电能转换为热能并存储，供热期间，环境温度较高时，电蓄热设备产生高温空气作为驱动热源驱动吸收式空气源热泵运行，对外进行供热；环境温度较低，吸收式空气源热泵容易发生结霜时，电蓄热设备与吸收式空气源热泵停止运行，利用辅助电加热器10直接加热供热回水，对外进行供热，环境温度较低时间段一般发生在夜间，与低谷电时间段基本重合，所以该系统能有效降低供热能耗，并且利用电价较低的低谷电，具有良好的经济效益，同时避免了因环境温度低引起的吸收式空气源热泵结霜现象，能够安全稳定运行。

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技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims

1.一种组合式供热系统，其特征在于，包括电蓄热设备、吸收式空气源热泵和辅助电加热器（10）；所述吸收式空气源热泵包括通过管道依次连接的冷凝器（11）、蒸发器（12）、吸收器（13）和发生器（15），所述发生器（15）与所述吸收器（13）之间的管道设有溶液热交换器（14）；

所述电蓄热设备设有循环风道，所述发生器（15）设置在所述电蓄热设备的循环风道内，且所述电蓄热设备热源输出端与所述吸收式空气源热泵的发生器（15）连接，以提供热源驱动所述吸收式空气源热泵运行；

所述吸收器（13）与供热回水管路相连，所述供热回水经过吸收器（13）后通过与所述吸收器（13）相连的管道进入冷凝器（11），所述冷凝器（11）通过管路连接所述辅助电加热器（10），所述辅助电加热器（10）与供热出水管路相连。

2.根据权利要求1所述的组合式供热系统，其特征在于，所述电蓄热设备还包括蓄热设备外壳（2）、电加热管（3）、保温材料（4）、蓄热设备内隔板（5）、蓄热材料（6），其中，所述电加热管（3）将电能转换为热能存储于蓄热材料（6）中。

3.根据权利要求1所述的组合式供热系统，其特征在于，所述循环风道包括高温热空气风道（8）和低温热空气风道（9），所述发生器（15）对应所述循环风道设有高温热空气进口和低温热空气出口，所述高温热空气进口与高温热空气风道（8）相连，所述低温热空气出口与低温热空气风道（9）相连。

4.根据权利要求3所述的组合式供热系统，其特征在于，所述电蓄热设备还包括设置在发生器（15）的低温热空气出口与低温热空气风道（9）之间的变频循环风机（7）。

5.根据权利要求1所述的组合式供热系统，其特征在于，所述蒸发器（12）上设置有变频风机（16）。

6.根据权利要求1所述的组合式供热系统，其特征在于，在所述蒸发器（12）和所述吸收器（13）之间的管道上设置有制冷剂泵（17）。

7.根据权利要求1所述的组合式供热系统，其特征在于，在所述吸收器（13）和所述溶液热交换器（14）之间的管道上设置有溶液泵（18）。

8.根据权利要求1所述的组合式供热系统，其特征在于，还包括电控系统（1），所述电控系统（1）包含电蓄热设备、吸收式空气源热泵和辅助电加热器（10）的电源与控制系统。

9.根据权利要求2所述的组合式供热系统，其特征在于，所述蓄热材料（6）可采用镁砖或高温复合相变砖，蓄热温度可达750℃。

10.根据权利要求1所述的组合式供热系统，其特征在于，所述辅助电加热器（10）采用电阻式加热器。