CN2467939Y - 可蓄能的供热装置 - Google Patents

Abstract

可蓄能的供热装置,设有电热水机组5、电制冷冷水机组1、低温度蓄能设备3、末端设备10和连接管线,电制冷冷水机组的冷凝器1—1进端与末端设备出端连接,冷凝器出端与末端设备进端连接;电热水机组进端与蓄能设备出端连接,电热水机组出端与蓄能设备进端连接;电制冷冷水机组的蒸发器1—2进端与蓄能设备出端连接,蒸发器出端与蓄能设备进端连接。本实用新型可蓄热、供热,与现有制冷设备结合后既可蓄热、供热,也可蓄冷、供冷。

Description

可蓄能的供热装置

本实用新型涉及向环境供能可调节环境温度的装置。

目前较大的供热工程多采用锅炉供热，锅炉有燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电热锅炉等等。中小型空调有采用风冷热泵机组供热和深井地下水水水热泵供热的方式。对于锅炉供热，由于燃煤锅炉存在严重的环境污染问题，在城市被限制使用，而燃油锅炉、燃气锅炉消防要求比较高，还由于能源紧张，运行费用也越来越高；电热锅炉在峰电期间运行，其费用也较昂贵；风冷热泵机组则存在机组制冷效率比水冷机组低，在气温低于-5℃时难以使用等缺陷，限制了这种设备的使用区域；深井地下水水水热泵供热有地下水开采的生态环境保护的问题，存在技术上的难度，在城市也受到限制。

由于我国电力系统存在峰谷电量严重不平衡的问题，大量的谷电得不到利用，造成能源、设备资源的浪费，影响了社会与经济发展，因此电力部门大力推广能够大量利用谷电的新技术，并给予许多优惠政策，如谷电电价是白天峰电电价的1/3，免去电力增容费等。目前电力部门推广的新技术有用于夏季供冷的冰蓄冷中央空调技术，用于冬季供热的谷电蓄热空调技术，目前蓄热是电热水机组利用谷电对水池里水显热蓄热，峰电期间用于供热，蓄热温度在90度左右，可以利用的温度差只有35～40℃，每立方水蓄热3.5～4万大卡，要满足空调运行以及需热量较大的场合需要有很大的蓄水池，且池内90℃水热能损失大，保温很困难。

本实用新型的目的是为解决目前供热技术中存在的问题而提供一种可在较低温度范围内蓄能的供热装置，本装置避免使用消耗大量能源及带来环境污染的燃烧炉，避免采用大容量水池的高温显热蓄热，可利用谷电蓄能，且能量损失小。

本实用新型的技术解决方案是设有电热水机组、末端设备和连接管线，其特殊之处是设有电制冷冷水机组和低温度蓄能设备，电制冷冷水机组的冷凝器进端与末端设备出端连接，冷凝器出端与末端设备进端连接；电热水机组进端与蓄能设备出端连接，电热水机组出端与蓄能设备进端连接；电制冷冷水机组的蒸发器进端与蓄能设备出端连接，蒸发器出端与蓄能设备进端连接。

为了能使用低温传热介质，可以设置一换热器与电热水机组连接，如此，所述的电热水机组进端与蓄能设备出端连接，是指电热水机组进端与换热器连接且换热器与蓄能设备出端连接，所述的电热水机组出端与蓄能设备进端连接是指电热水机组出端与换热器连接且换热器与蓄能设备进端连接。

为减少连接管线，节省能耗，所述的换热器与蓄能设备进端连接是指换热器与蒸发器进端连接且蒸发器出端与蓄能设备进端连接，所述的蒸发器进端与蓄能设备出端连接是指蒸发器进端与换热器连接且换热器与蓄能设备出端连接。

为了能方便地控制进入蒸发器传热介质的温度以稳定供热，可以在蓄能设备两端跨接一管线以控制通过蓄能设备的传热介质流量。

本实用新型可以在蓄能设备上经管线跨接废热回收热交换器，如此可利用废热对蓄能介质加热蓄能。可利用的废热源可以是废热水、河水、井水等等。

本实用新型可以在冷凝器两端经管线跨接一冷却塔以吸收冷凝器产生的热量，并于电热水机组两端跨接有旁路管线，冷却塔一般为水冷却塔。如此本实用新型还可于夏季应用蒸发器提供的冷量供冷，并于谷电期间通过蓄能设备蓄冷。

本装置所连管线输送传热(传冷)介质，管线相应处设有阀门(手动阀、电动阀)及泵，以控制介质流动及其流动的启闭与方向。

本实用新型所述的进端和出端是相对传热介质流向而言。

本实用新型所述的蓄能设备其中的蓄能介质优选采用-10～45℃范围的相变蓄热介质，此介质优选采用H2O；故本实用新型的蓄能设备可采用适于冰蓄冷供冷空调装置中的蓄能(蓄冷)设备。

本实用新型的传热介质可采用水和水-乙二醇溶液。

本实用新型设有电制冷冷水机组，供热运行时，其蒸发器提供的冷量被蓄能设备中的蓄能介质—水(当介质为水时)吸收而相变成冰，夜间谷电时段，电热水机组运行，经所述的换热器加热水-乙二醇溶液，经加热的此溶液流经蓄能设备加热蓄能介质—冰，使之相变成水继而升温，可控制升温在45℃以下，实现介质的潜热和显热蓄热，此期间电制冷冷水机组不工作，水-乙二醇传热介质可流经电制冷冷水机组的蒸发器(作通道)对蓄能介质加热。白天供热时，电制冷冷水机组工作，由于蓄能介质已升温，可保证流经蓄能设备进入电制冷冷水机组蒸发器的介质具有足够温度使机组得以正常运行；此时电制冷冷水机组冷凝器提供的热量被输送至所述的末端设备，向环境供热，此时电热水机组可以不工作，也可在供热高峰参与供热。

所述的冷凝器两端跨接有冷却塔的本实用新型，还可实现夏季蓄冷供冷。此时冷却塔吸收电制冷冷水机组冷凝器产生的热量，蒸发器用于供冷(夜间谷电时段经蓄能设备蓄冷)，电热水机组不工作。此时所述的末端设备用于向环境供冷。

本实用新型的蓄能设备是指封装冰式或盘管式蓄能设备，既可用于蓄热，又可用于蓄冷(相对所述的供冷工况时)。

本实用新型的蓄热范围优选为0～45℃，也可以是-10～45℃；供热温度优选为45～60℃。

所述的废热回收热交换器可以是气体与水的热交换器，用于废热气与传热介质的热交换；也可以是水水热交换器，用于废热水、河水、井水与传热介质的热交换。

本实用新型由于设有电热水机组、电制冷冷水机组和蓄能设备，故可在冬季夜间利用谷电启动电热水机组对蓄能设备中的介质升温蓄热，白天利用此热能供给电制冷冷水机组的蒸发器使电制冷冷水机组得以正常运行，此时电制冷冷水机组的冷凝器提供热能经所述的末端设备向环境供热，故本实用新型可充分利用谷电运行，对供电网络起到移峰填谷的效果，既节省用电费用，又保护电网系统。本实用新型由于不采用燃炉，故有利于环境保护和消防安全，并可合理使用能源与节省能源。设有废热回收热交换器的本实用新型，则可在供热时有效利用废热，进一步节省能源。设有冷却塔的本实用新型，可由冷却塔吸收冷凝器放出的热量，利用蒸发器提供的冷量供冷，如此既可用于供热，又可用于供冷，一套设备具有两种用途，可大幅度节省设备投资、运行费用和设备占地面积。本实用新型由于可采用介质固-液相变温度至45℃范围的蓄热方式(选用介质可使相变温度达-6℃)，具有潜热蓄热和显热蓄热两种结果，潜热蓄热是介质由固体变为液体所吸收贮存的热能，此时介质温度不变，显热蓄热是介质升温所吸收贮存的热能。由于具有介质相变潜热蓄热，使介质单位温升蓄热量大幅度提高，又由于本实用新型可控制显热蓄热温度不高于45℃，故本实用新型蓄能介质热量损失小，不存在难以保温问题。

下面结合附图说明本实用新型的实施方式。

图1是本实用新型一实施例结构示意图；

图2是具有冷却塔的本实用新型结构示意图；

图3是图2装置蓄冷供冷部分示意图。

实施例1一种可蓄能的供热装置，如图1所示，电热水机组5的出端经管线19与所设的换热器4受热进端连接，换热器4受热出端经管线18与电热水机组5进端连接，换热器4供热出端经管线15与所设的电制冷冷水机组1的蒸发器1-2进端连接，蒸发器1-2出端经管线12与所设的蓄能设备3进端连接，蓄能设备3出端经管线17与换热器4供热进端连接，蓄能设备3两端跨接有管线13贯通于管线12和管线17，蓄能设备3的另一进端与出端经管线14跨接有废热回收热交换器2，电制冷冷水机组的冷凝器1-1进端经管线16与管线19贯通，末端设备10出端经管线21与管线19贯通，冷凝器1-1出端经线11与管线18贯通，末端设备10进端经管线20与管线19贯通。管线19上从电热水机组5至换热器4依次设有手动阀9-7、电动阀8-7、冷热水循环7-4和电动阀8-6，管线18上设有手动阀9-6，管线12与管线13接口处设有电动比例调节阀8-1，管线17上设有传热介质循环泵7-3和电动阀8-4，管线11上设有手动阀9-3，管线14上设有废热回收循环泵7-2和手动阀9-4，管线16上设有电动阀8-5，管线20上设有电动阀8-8。

本装置的蓄热运行和供热运行为：

蓄热运行关闭电动阀8-5、8-8和电动比例调节阀8-1的旁通，开启电动阀8-4、8-6、8-7和手动阀9-6、9-7，使装置处于蓄热运行状态。此时电制冷冷水机组不运行，蒸发器1-2仅作传热介质输运通道；电热水机组5产生的热能由传热介质水通过冷热水循环泵7-4输送到板式换热器4将另一侧的传热介质水-乙二醇溶液加热，被冷却的水回到电热水机组5再加热；而加热后的水-乙二醇溶液经循环泵7-3泵送通过蒸发器1-2输送到蓄能设备3加热蓄热介质，使蓄热介质的温度升高，经热交换被冷却的水-乙二醇溶液回到换热器4再被加热，直到蓄能介质的温度上升到设定值。电热水机组5一般在夜间谷电时段运行，利用谷电蓄热。本装置还可通过废热回收热交换器2对蓄能介质蓄热。

供热运行开启电动阀8-4、8-5、8-8，关闭电动阀8-6、8-7，使装置处于供热运行状态。此时电制冷冷水机组1运行，通过蒸发器1-2的传热介质被冷却，温度可下降至-6℃，此低温介质被输运通过蓄能设备3，冷却蓄能介质，经热交换后传热介质温度上升经过换热器后再进入蒸发器1-2被冷却；为了稳定供热，必须控制进入蒸发器1-2的传热介质的温度，这由电动比例调节阀8-1开启三通度，自动控制传热介质通过蓄能设备的流量，以控制传热介质的温度；在蒸发器1-2输出低温传热介质的同时，在循环泵7-4作用下，通过冷凝器1-1的传热介质—水被加热，温度达到设定值，运送至末端设备10，加热通过末端设备的空气，向环境供热，被冷却的水回到冷凝器1-1再次被加热，如此循环供热。此期间电热水机组可以不运行，也可在空调负荷太大的高峰价段投入运行，补充供热。当利用废热蓄热时，在供热的同时可进行蓄热。

实施例2本例装置，如图2所示，是在图1装置基础上，在冷凝器1-1两端经管线22跨接有冷却塔6其管线22进口方向设有手动阀9-1出口方向设有冷却水泵7-1和手动阀9-2，于电热水机组5两端跨接有管线23其接点位于换热器4和手动阀9-6之间的管线18处以及手动阀9-7和电动阀8-8之间的管线处，管线23上设有手动阀9-5。

本例装置既可蓄热供热，又可蓄冷供冷，其动作方式是：

关闭手动阀9-1、9-2、9-5和电动阀8-2，开启手动阀9-3、9-4、9-6、9-7，装置便可作蓄热供热运行，运行设备构成如同图1所示装置。

关闭手动阀9-3、9-4、9-6、9-7和电动阀8-5、8-7，开启手动阀9-1、9-2、9-5和电动阀8-6、8-8，装置便可作蓄冷供冷运行，运行设备构成如图3所示。

Claims (7)

1、可蓄能的供热装置，具有电热水机组(5)、末端设备(10)和连接管线，其特征是设有电制冷冷水机组(1)和低温度蓄能设备(3)，电制冷冷水机组的冷凝器(1-1)进端与末端设备(10)出端连接，冷凝器(1-1)出端与末端设备(10)进端连接；电热水机组(5)进端与蓄能设备(3)出端连接，电热水机组(5)出端与蓄能设备(3)进端连接；电制冷冷水机组的蒸发器(1-2)进端与蓄能设备(3)出端连接，蒸发器(1-2)出端与蓄能设备(3)进端连接。

2、如权利要求1所述的供热装置，其特征是设有换热器(4)，所述的电热水机组(5)进端与蓄能设备(3)出端连接是指电热水机组(5)进端与换热器(4)连接且换热器(4)与蓄能设备(3)出端连接，所述的电热水机组(5)出端与蓄能设备(3)进端连接是指电热水机组(5)出端与换热器(4)连接且换热器(4)与蓄能设备(3)进端连接。

3、如权利要求2所述的供热装置，其特征是所述的换热器(4)与蓄能设备(3)进端连接是指换热器(4)与蒸发器(1-2)进端连接且蒸发器(1-2)出端与蓄能设备(3)进端连接，所述的蒸发器(1-2)进端与蓄能设备(3)出端连接是指蒸发器(1-2)进端与换热器(4)连接且换热器(4)与蓄能设备(3)出端连接。

4、如权利要求3所述的供热装置，其特征是：

电热水机组(5)出端经管线(19)与换热器(4)受热进端连接，换热器(4)受热出端经管线(18)与电热水机组(5)进端连接；

换热器(4)供热出端经管线(15)与蒸发器(1-2)进端连接，蒸发器(1-2)出端经管线(12)与蓄能设备(3)进端连接，蓄能设备(3)出端经管线(17)与换热器(4)供热进端连接；

冷凝器(1-1)进端经管线(16)与管线(19)贯通，末端设备(10)出端经管线(21)与管线(19)贯通；冷凝器(1-1)出端经管线(11)与管线(18)贯通，末端设备(10)进端经管线(20)与管线(19)贯通；

蓄能设备(3)两端跨接有管线(13)贯通于管线(12)和管线(17)；

蓄能设备(3)进端与出端经管线(14)跨接有废热回收热交换器(2)。

5、如权利要求4所述的供热装置，其特征是管线(19)上从电热水机组(5)至换热器(4)依次设有手动阀(9-7)、电动阀(8-7)、冷热水循环(7-4)和电动阀(8-6)，管线(18)上设有手动阀(9-6)，管线(12)与管线(13)接口处设有电动比例调节阀(8-1)，管线(17)上设有传热介质循环泵(7-3)和电动阀(8-4)，管线(11)上设有手动阀(9-3)，管线(14)上设有废热回收循环泵(7-2)和手动阀(9-4)，管线(16)上设有电动阀(8-5)，管线(20)上设有电动阀(8-8)。

6、如权利要求5所述的供热装置，其特征是冷凝器(1-1)两端经管线(22)跨接有冷却塔(6)，管线(22)进口方向设有手动阀(9-1)，出口方向设有冷却水泵(7-1)和手动阀(9-2)，电热水机组(5)两端跨接有管线(23)其接点位于换热器(4)和手动阀(9-6)之间管线(18)处以及手动阀(9-7)和电动阀(8-8)之间的管线处，管线(23)上设有手动阀(9-5)。

7、如权利要求1～6任何一权利要求所述的供热装置，其特征是所述的蓄能设备(3)是封装冰式或盘管式蓄能设备。

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