跨季节混合储热冷热联供系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种跨季节混合储热冷热联供系统，包括集热单元、储热单元、制冷单元、储冷单元、释热单元和释冷单元，其特征在于：储热单元的第三换热盘管（4c）置于相变储热器（7a）里，相变储热器（7a）埋于地面（14）以下，第一地埋管（12a）布置在相变储热器（7a）四周；制冷单元的第四换热盘管（4d）置于热化学反应器（8）内，冷凝器（9）冷侧入口接第一地埋管（12a）；储冷单元的第五换热盘管（4e）置于相变储冷器（7b）里，相变储冷器（7b）埋于地面（14）以下，第二地埋管（12b）布置在相变储冷器（7b）四周。本实用新型专利技术的储能方式灵活多变、储能密度大、冷热联供、系统效率高，可以最大限度的节约占地面积，降低建筑物能耗，扩大跨季节储热的地域适用范围。

Cross season hybrid heat storage, cooling and heating combined supply system

【技术实现步骤摘要】
跨季节混合储热冷热联供系统
本技术涉及储热
，尤其涉及一种跨季节混合储热冷热联供系统。
技术介绍
数据显示，2015年中国建筑能源消费总量为8.57亿吨标准煤，占全国能源消费总量的20%，而建筑能耗的一半以上来自采暖、通风、空调及相关系统，这部分能源消费结构仍以化石能源为主，加重了我国的大气污染程度。在我国能源供求形势日趋紧张，环境保护持续高压态势的背景下，暖通空调行业的技术进步和创新刻不容缓。在建筑行业，可再生能源尤其是太阳能、地热能等已被广泛应用。然而，我国暖通空调供需存在显著的季节性特点，夏季太阳能和余热资源丰富，但往往不能被有效利用，冬季则相反，太阳能和余热资源匮乏，难以满足人们对热能的大量需求。跨季节储热技术可以将太阳能、工业余热等热量由夏季或过渡季向冬季转移，克服了短期储热不稳定的缺点，扩大了可再生能源利用的深度与广度，提高了可再生能源利用率。目前，跨季节储热系统主要有显热型储热系统、相变材料潜热储热系统和热化学储热系统，显热储热安全无污染、换热系数高、成本低、设备维修容易，但储热密度低、不能保持恒温、储热体积大、热损耗大，其中最有前途的为地埋管储热；潜热型的相变材料储热的储热密度较大、相变过程温度恒定、储热体积较小、热损耗较小，但换热系数较低、有腐蚀设备风险、成本较高、稳定性较差；热化学储热系统紧凑、储热密度最高，但成本高、系统复杂、传热传质能力差、设备维修难。另外，传统跨季节储热主要是储存夏季的热量，满足冬季取暖需要，而忽略了夏季的制冷需求。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述缺点而提供了一种储能方式灵活多变、储能密度大、冷热联供、系统效率高，可以最大限度的节约占地面积，降低建筑物能耗，扩大跨季节储热的地域适用范围的跨季节混合储热冷热联供系统。本技术的跨季节混合储热冷热联供系统，包括集热单元、储热单元、制冷单元、储冷单元、释热单元和释冷单元，其中：集热单元包括集热器、第一换热盘管、缓冲罐、第一阀门、第一泵，集热器、第一换热盘管、缓冲罐、第一阀门、第一泵和集热器通过管道顺序连接完成循环，第一换热盘管置于缓冲罐里；储热单元包括第二换热盘管、第二阀门、第二泵、第一三通阀、第三换热盘管、相变储热器、第十六阀门、第二三通阀、第六阀门、第三阀门、第一地埋管、第七阀门、第五阀门。第二换热盘管置于缓冲罐里，第二换热盘管、第二阀门、第二泵、第一三通阀、第三换热盘管、第十六阀门、第二三通阀和第二换热盘管通过管道顺序连接完成循环，第三换热盘管置于相变储热器里。第一三通阀的另一接口通过管道依次连接第六阀门、第三阀门、第一地埋管、第七阀门、第五阀门，然后连接到第二三通阀的另一接口；制冷单元包括第十七阀门、第七泵、第十八阀门、第六泵、第三三通阀、第四换热盘管、第四三通阀、热化学反应器、第九阀门、冷凝器、储液罐、蒸发器、第十阀门、第三泵、第八阀门。第十八阀门和第六泵串联为一线，第十七阀门和第七泵串联为一线，两线并联，一端置于第一三通阀和第六阀门之间，另一端接第三三通阀，然后接第四换热盘管一侧，第四换热盘管另一侧接第四三通阀，再接到第五阀门和第七阀门之间的管道上。第四换热盘管置于热化学反应器内。冷凝器冷侧出口通过管道依次接第三泵和第八阀门，然后接到第六阀门和第三阀门之间的管道上，冷凝器冷侧入口接第一地埋管。热化学反应器顶端出口管道分为两支，一支通过第九阀门接冷凝器热侧入口，冷凝器热侧出口接储液罐，储液罐出口接蒸发器冷侧入口，蒸发器冷侧出口经第十阀门接热化学反应器顶端出口管道的另一支；储冷单元包括相变储冷器、第五换热盘管、第十一阀门、第八泵，蒸发器热侧出口通过管道接第五换热盘管，然后依次接第十一阀门和第八泵后进入蒸发器热侧入口完成循环，第五换热盘管置于相变储冷器里；释热单元包括用户、第四阀门、第十五阀门、第五泵，第三三通阀通过管道接第十五阀门、第五泵，然后接用户采暖进口，用户采暖出口接第四三通阀。第四阀门一端接在第二三通阀和第五阀门之间的管道上，另一端接在第三阀门和第六阀门之间的管道上；释冷单元包括第六换热盘管、第十二阀门、第四泵、第十三阀门、第二地埋管、第十四阀门，第六换热盘管一侧依次接第十二阀门、第四泵进入用户供冷进口，用户供冷出口分两支，一支经第十四阀门回到第六换热盘管另一侧，另一支绕过第十四阀门，经第十三阀门进入第二地埋管，然后进入第六换热盘管形成旁路。第六换热盘管置于相变储冷器内；所述相变储热器埋于地面以下，第一地埋管布置于相变储热器四周；所述相变储冷器埋于地面以下，第二地埋管布置于相变储冷器四周。本技术与现有技术相比,具有明显的有益效果,从以上技术方案可知：本技术的第一地埋管，可以吸收相变储热器的散热损失，形成热屏障，也可以吸收来自冷凝器制冷时的冷凝热。相变储热器可以减少保温层厚度，甚至不采取保温措施。第一地埋管和所述相变储热器形成地下复合储热系统，两种储热方式互为补充、互为协调。第二地埋管，用以吸收相变储冷器的散冷损失，形成冷屏障。相变储冷器可以减少保温层厚度，甚至不采取保温措施。释热单元在供暖期间，当太阳能不足时，可根据需要由相变储热器或第一地埋管单独供热，也可由第一地埋管串联相变储热器供热。释冷单元在供冷期间，可根据需要由相变储冷器单独供冷，也可由第二地埋管串联相变储冷器供冷，串联时，第二地埋管起到一个预冷的作用。制冷单元在工作中，蒸发过程和冷凝过程交替进行，工质流动的动力源来自压力差，可降低对泵的要求。热化学反应器，在太阳能不足，又有制冷需求时，可利用来自储热单元的热量。可通过阀门调节储热所需热量和制冷所需热量分配，也可协调分配第一地埋管和相变储热器之间负荷、第二地埋管和相变储冷器之间负荷，还可以协调配置系统的集热、储热、制冷、储冷、释热和释冷运行模式。本技术将相变储热/冷、热化学储热和地埋管显热储热方式相结合，组成多种储能方式相耦合的冷热联供复合储能系统，各储能方式互为补充、互为协调，具有储能方式灵活多变、储能密度大、冷热联供、系统效率高等优点，可以最大限度的节约占地面积，降低建筑物能耗，扩大跨季节储热的地域适用范围，可用以收集太阳能热、工业余热、废热等，应用前景良好。本技术制冷过程所产生的废热予以回收利用，系统效率高，整个系统冷热联供，冬季供暖，夏季供冷，可降低建筑物总能耗，非常适宜既有供暖需求，又有制冷需求的地区。附图说明图1为本技术的结构示意图。图中标记：1、集热器；2a、第一泵；2b、第二泵；2c、第三泵；2d、第四泵；2e、第五泵；2f、第六泵；2g、第七泵；2h、第八泵；3a、第一阀门；3b、第二阀门；3c、第三阀门；3d、第四阀门；3e、第五阀门；3f、第六阀门；3g、第七阀门；3h、第八阀门；3i、第九阀门；3j、第十阀门；3k、第十一阀门；3l、第十二阀门；3m、第十三阀门；3n、第十四阀门；3o、第十五阀门；3p、第十六阀门；3q、第十七阀门；3r第十八阀门；4a、第一换热盘管；4b、第二换热盘管；4c、第三换热盘管；4d、第四换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种跨季节混合储热冷热联供系统，包括集热单元、储热单元、制冷单元、储冷单元、释热单元和释冷单元，其特征在于：集热单元包括集热器（1）、第一换热盘管（4a）、缓冲罐（5）、第一阀门（3a）、第一泵（2a），集热器（1）、第一换热盘管（4a）、缓冲罐（5）、第一阀门（3a）、第一泵（2a）和集热器（1）通过管道顺序连接完成循环，第一换热盘管（4a）置于缓冲罐（5）里；/n储热单元包括第二换热盘管（4b）、第二阀门（3b）、第二泵（2b）、第一三通阀（6a）、第三换热盘管（4c）、相变储热器（7a）、第十六阀门（3p）、第二三通阀（6b）、第六阀门（3f）、第三阀门（3c）、第一地埋管（12a）、第七阀门（3g）、第五阀门（3e），第二换热盘管（4b）置于缓冲罐（5）里，第二换热盘管（4b）、第二阀门（3b）、第二泵（2b）、第一三通阀（6a）、第三换热盘管（4c）、第十六阀门（3p）、第二三通阀（6b）和第二换热盘管（4b）通过管道顺序连接完成循环，第三换热盘管（4c）置于相变储热器（7a）里；第一三通阀（6a）的另一接口通过管道依次连接第六阀门（3f）、第三阀门（3c）、第一地埋管（12a）、第七阀门（3g）、第五阀门（3e），然后连接到第二三通阀（6b）的另一接口；/n制冷单元包括第十七阀门（3q）、第七泵（2g）、第十八阀门（3r）、第六泵（2f）、第三三通阀（6c）、第四换热盘管（4d）、第四三通阀（6d）、热化学反应器（8）、第九阀门（3i）、冷凝器（9）、储液罐（11）、蒸发器（10）、第十阀门（3j）、第三泵（2c）、第八阀门（3h），第十八阀门（3r）和第六泵（2f）串联为一线，第十七阀门（3q）和第七泵（2g）串联为一线，两线并联，一端置于第一三通阀（6a）和第六阀门（3f）之间，另一端接第三三通阀（6c），然后接第四换热盘管（4d）一侧，第四换热盘管（4d）另一侧接第四三通阀（6d），再接到第五阀门（3e）和第七阀门（3g）之间的管道上；第四换热盘管（4d）置于热化学反应器（8）内；冷凝器（9）冷侧出口通过管道依次接第三泵（2c）和第八阀门（3h），然后接到第六阀门（3f）和第三阀门（3c）之间的管道上，冷凝器（9）冷侧入口接第一地埋管（12a）；热化学反应器（8）顶端出口管道分为两支，一支通过第九阀门（3i）接冷凝器（9）热侧入口，冷凝器（9）热侧出口接储液罐（11）入口，储液罐（11）出口接蒸发器（10）冷侧入口，蒸发器（10）冷侧出口经第十阀门（3j）接热化学反应器（8）顶端出口管道的另一支；/n储冷单元包括相变储冷器（7b）、第五换热盘管（4e）、第十一阀门（3k）、第八泵（2h），蒸发器（10）热侧出口通过管道接第五换热盘管（4e），然后依次接第十一阀门（3k）和第八泵（2h）后进入蒸发器（10）热侧入口完成循环，第五换热盘管（4e）置于相变储冷器（7b）里；/n释热单元包括用户（13）、第四阀门（3d）、第十五阀门（3o）、第五泵（2e），第三三通阀（6c）通过管道接第十五阀门（3o）、第五泵（2e），然后接用户（13）采暖进口，用户（13）采暖出口接第四三通阀（6d）；第四阀门（3d）一端接在第二三通阀（6b）和第五阀门（3e）之间的管道上，另一端接在第三阀门（3c）和第六阀门（3f）之间的管道上；/n释冷单元包括第六换热盘管（4f）、第十二阀门（3l）、第四泵（2d）、第十三阀门（3m）、第二地埋管（12b）、第十四阀门（3n），第六换热盘管（4f）一侧依次接第十二阀门（3l）、第四泵（2d）进入用户（13）供冷进口，用户（13）供冷出口分两支，一支经第十四阀门（3n）回到第六换热盘管（4f）另一侧，另一支绕过第十四阀门（3n），经第十三阀门（3m）进入第二地埋管（12b），然后进入第六换热盘管（4f）形成旁路；第六换热盘管（4f）置于相变储冷器（7b）内。/n...

【技术特征摘要】
1.一种跨季节混合储热冷热联供系统，包括集热单元、储热单元、制冷单元、储冷单元、释热单元和释冷单元，其特征在于：集热单元包括集热器（1）、第一换热盘管（4a）、缓冲罐（5）、第一阀门（3a）、第一泵（2a），集热器（1）、第一换热盘管（4a）、缓冲罐（5）、第一阀门（3a）、第一泵（2a）和集热器（1）通过管道顺序连接完成循环，第一换热盘管（4a）置于缓冲罐（5）里；
储热单元包括第二换热盘管（4b）、第二阀门（3b）、第二泵（2b）、第一三通阀（6a）、第三换热盘管（4c）、相变储热器（7a）、第十六阀门（3p）、第二三通阀（6b）、第六阀门（3f）、第三阀门（3c）、第一地埋管（12a）、第七阀门（3g）、第五阀门（3e），第二换热盘管（4b）置于缓冲罐（5）里，第二换热盘管（4b）、第二阀门（3b）、第二泵（2b）、第一三通阀（6a）、第三换热盘管（4c）、第十六阀门（3p）、第二三通阀（6b）和第二换热盘管（4b）通过管道顺序连接完成循环，第三换热盘管（4c）置于相变储热器（7a）里；第一三通阀（6a）的另一接口通过管道依次连接第六阀门（3f）、第三阀门（3c）、第一地埋管（12a）、第七阀门（3g）、第五阀门（3e），然后连接到第二三通阀（6b）的另一接口；
制冷单元包括第十七阀门（3q）、第七泵（2g）、第十八阀门（3r）、第六泵（2f）、第三三通阀（6c）、第四换热盘管（4d）、第四三通阀（6d）、热化学反应器（8）、第九阀门（3i）、冷凝器（9）、储液罐（11）、蒸发器（10）、第十阀门（3j）、第三泵（2c）、第八阀门（3h），第十八阀门（3r）和第六泵（2f）串联为一线，第十七阀门（3q）和第七泵（2g）串联为一线，两线并联，一端置于第一三通阀（6a）和第六阀门（3f）之间，另一端接第三三通阀（6c），然后接第四换热盘管（4d）一侧，第四换热盘管（4d）另一侧接第四三通阀（6d），再接到第五阀门（3e）和第七阀门（3g）之间的管道上；第四换热盘管（4d）置于热化学反应器（8）内；冷凝器（9）冷侧出口通过管道依次接第三泵（2c）和第八阀门（3h），然后接到...

【专利技术属性】
技术研发人员：周学志，徐德厚，徐玉杰，汪翔，陈海生，
申请(专利权)人：国家能源大规模物理储能技术毕节研发中心，中国科学院工程热物理研究所，
类型：新型
国别省市：贵州;52