基于盐水的跨季节冷热两用储能系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了基于盐水的跨季节冷热两用储能系统及方法，涉及储能技术领域，包括太阳能集热器、储能水箱、缓冲水箱、辅助供热模块、辅助制冷模块与储冷水箱。太阳能集热器与储能水箱热源端形成闭合回路，储能水箱用于对缓冲水箱进行供能，通过辅助供热模块与辅助制冷模块分别为缓冲水箱提供辅助加热或辅助制冷。通过一定浓度盐水的跨季节储热和储冷来完成能源的节省，通过水蓄冷空调系统和跨季节储热系统的耦合来补充太阳能资源不足时期的供热需求。求。求。

【技术实现步骤摘要】
基于盐水的跨季节冷热两用储能系统及方法


[0001]本专利技术涉及储能
，尤其涉及基于盐水的跨季节冷热两用储能系统及方法。

技术介绍

[0002]20世纪70年代热能储存技术首次被提出，并用来解决能源危机。太阳能跨季节储热技术在太阳能资源丰富的季节储存能量，用于补充太阳能资源不足时期的供热需求，是太阳能中低温热能在建筑采暖方面应用的关键技术，是提高太阳能热利用率、建筑节能效益行之有效的手段。
[0003]热能储存技术可以有效解决太阳热能供需在时间、空间上不相匹配的矛盾，太阳能跨季节储热目前已成为国内外能源领域的研究热点，跨季节储热技术可以按照显热储热、潜热储热、热化学储热来划分。
[0004]显热储热相对于其他储热方式，原理较为简单，成本较低，技术较为成熟。同时在热量的跨季节利用使得冬季可以使用夏季储存的余热，使得冬季降温后的料液再进行跨季节为夏季室用降温，此时可以水蓄冷技术进行蓄冷。水蓄冷是利用水的温度的变化，将空调系统的冷量储存起来。水蓄冷是利用水的温度的变化完成的，通常称这种热力过程为显热蓄能。现有技术中虽然对跨季节储能有可行性有所说明，但是在能源的利用非常低效，同时现有技术并不能实现冬冷夏用，夏热冬用的跨季节耦合储能。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了基于盐水的跨季节冷热两用储能系统及方法，目的是为了解决现有技术中存在的缺点。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：基于盐水的跨季节冷热两用储能系统，包括：
[0007]太阳能集热器；
[0008]储能水箱，其热源端通过闭合回路与所述太阳能集热器连通；
[0009]缓冲水箱，其供热输入端和制冷输入端分别通过一组热源循环管路和冷源循环管路与所述储能水箱连通，所述缓冲水箱的供热输出端与供热片连通，制冷输出端与空调末端连通；
[0010]辅助供热模块，用于对所述热源循环管路中的盐水或缓冲水箱中的盐水进行辅助加热；
[0011]辅助制冷模块，用于对所述冷源循环管路中的盐水或缓冲水箱中的盐水进行辅助制冷；
[0012]储冷水箱，与辅助制冷模块连通，并与空调末端通过一组冷源循环管路连通。
[0013]优选地，所述储能水箱输出端与缓冲水箱输入端之间的热源循环管路上依次设置水泵P2与阀门V4；所述储能水箱输入端与缓冲水箱输出端之间的热源循环管路上依次设置
水泵P4与阀门V7，所述水泵P2、水泵P4、阀门V4与阀门V7均与控制模块电连接。
[0014]优选地，所述辅助供热模块包括：
[0015]水源热泵，其输入端与水泵P2、阀门V4之间的热源循环管路连通，且输入端的热源循环管路上设置阀门V1；
[0016]第一板式换热器，其热源侧的输入端与阀门V1、水泵P2之间的热源循环管路连通，且其输入端的热源循环管路上设置阀门V2；其热源侧的输出端与储能水箱、阀门V7之间的热源循环管路连通，且其输出端的热源循环管路上设置阀门V5；
[0017]所述第一板式换热器换热侧的输出端与缓冲水箱的之间的热源循环管路上设置阀门V3；其换热侧的输入端与水泵P4、阀门V7之间的热源循环管路上设置阀门V6；
[0018]辅助热源，其输入端与第一板式换热器换热侧输出端连通，其输出端与缓冲水箱通过热源循环管路连通；
[0019]所述控制模块与所述阀门V1、阀门V3、阀门V5与阀门V6电连接。
[0020]优选地，所述辅助制冷模块包括：
[0021]冷机，与缓冲水箱出端之间的冷源循环管路上依次设置阀门V12与水泵 P5，与缓冲水箱输入端之间的冷源循环管路上依次设置阀门V9与阀门V16，其与储能水箱之间的冷源循环管路上依次设置阀门V13与水泵P7，与储冷水箱之间的的冷源循环管路上设置阀门V14；
[0022]第二板式换热器，其换热侧的输出端与冷机、缓冲水箱通过冷源循环管路直接连通，其换热侧的输入端与缓冲水箱之间的冷源循环管路上设置阀门 V11；
[0023]所述第二板式换热器的冷源侧的输出端与冷机输出端上的冷源循环管路连通，其冷源侧输入端的冷源循环管路上设置阀门V17，且设有阀门V17的冷源循环管路通过水泵P6与储冷水箱输出端连通；
[0024]第三板式换热器，其换热侧的输入端与缓冲水箱输出端通过设置有阀门V8 的冷源循环管路连通，其换热侧的输出端通过带有阀门V16的冷源循环管路与缓冲水箱输入端连通；
[0025]所述第三板式换热器的冷源侧输出端与储能水箱输入端通过冷源循环管路连通，其冷源侧输入端通过设置有阀门V10的冷源循环管路与储能水箱输出端连通；
[0026]所述控制模块与所述阀门V8、阀门V9、阀门V10、阀门V11、阀门V12、阀门V13、阀门V14、阀门V16、阀门V17、水泵P5与水泵P7分别电连接。
[0027]优选地，储冷水箱输出端与空调末端输入端的冷源循环管路上依次设置水泵P6与阀门V15，储冷水箱输入端与空调末端输出端的冷源循环管路通过阀门 V14连通，且空调末端通过水泵P3将缓冲水箱中的盐水进行输送，所述控制模块与水泵P3、水泵P6、阀门V14与阀门V15分别电连接。
[0028]优选地，所述太阳能集热器与储能水箱热源端的闭合回路上设置水泵P1，所述水泵P1与控制模块电连接。
[0029]优选地，在各模块上分别设置有多个温度传感，所述温度传感器包括设置在太阳能集热器端的温度传感器T1、设置在储能水箱内的温度传感器T2、设置在储能水箱出口端的温度传感器T3、设置在辅助热源出口端的温度传感器T4、设置在空调末端的温度传感器T5、设置在缓冲水箱中的温度传感器T6与设置在储冷水箱中的温度传感器T7，所述控制模
块与温度传感器均电连接。
[0030]应用于上述系统的储能方法，包含以下步骤：
[0031]在储热期，储能水箱断开与其他模块的连接，只通过太阳能集热器开始对储能水箱内的盐水进行储热；
[0032]结束供冷工作后，储能水箱与缓冲水箱连通，对缓冲水箱中的盐水进行加热；
[0033]供热期：
[0034]将缓冲水箱中的盐水通过其供热输出端输送至供热片进行供热；
[0035]在缓冲水箱中的水温下降时，通过辅助供热模块对热源循环管路中的盐水或缓冲水箱中的盐水进行辅助加热；
[0036]供冷期：
[0037]将缓冲水箱中盐水通过其制冷输出端输送至空调空调末端进行供冷；
[0038]在缓冲水箱中的水温升高时，通过辅助制冷模块对制冷循环管路中的盐水或缓冲水箱中的盐水进行辅助制冷；
[0039]在缓冲水箱与储能水箱中的水温升高至阈值时，缓冲水箱与储能水箱通过辅助制冷模块进行换热；
[0040]在换热结束后，储冷水箱对空调末端连通，开始通过储冷水箱进行直接供冷工作。
[0041]优选地，所述供热期供热方法具体如下：
[0042]开启与储能水箱的连接阀门V4、V7、V16进行换水加热工作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于盐水的跨季节冷热两用储能系统，其特征在于，包括：太阳能集热器；储能水箱，其热源端通过闭合回路与所述太阳能集热器连通；缓冲水箱，其供热输入端和制冷输入端分别通过一组热源循环管路和冷源循环管路与所述储能水箱连通，所述缓冲水箱的供热输出端与供热片连通，制冷输出端与空调末端连通；辅助供热模块，用于对所述热源循环管路中的盐水或缓冲水箱中的盐水进行辅助加热；辅助制冷模块，用于对所述冷源循环管路中的盐水或缓冲水箱中的盐水进行辅助制冷；储冷水箱，与辅助制冷模块连通，并与空调末端通过一组冷源循环管路连通。2.如权利要求1所述的基于盐水的跨季节冷热两用储能系统，其特征在于，所述储能水箱输出端与缓冲水箱输入端之间的热源循环管路上依次设置水泵P2与阀门V4；所述储能水箱输入端与缓冲水箱输出端之间的热源循环管路上依次设置水泵P4与阀门V7，所述水泵P2、水泵P4、阀门V4与阀门V7均与控制模块电连接。3.如权利要求2所述的基于盐水的跨季节冷热两用储能系统，其特征在于，所述辅助供热模块包括：水源热泵，其输入端与水泵P2、阀门V4之间的热源循环管路连通，且输入端的热源循环管路上设置阀门V1；第一板式换热器，其热源侧的输入端与阀门V1、水泵P2之间的热源循环管路连通，且其输入端的热源循环管路上设置阀门V2；其热源侧的输出端与储能水箱、阀门V7之间的热源循环管路连通，且其输出端的热源循环管路上设置阀门V5；所述第一板式换热器换热侧的输出端与缓冲水箱的之间的热源循环管路上设置阀门V3；其换热侧的输入端与水泵P4、阀门V7之间的热源循环管路上设置阀门V6；辅助热源，其输入端与第一板式换热器换热侧输出端连通，其输出端与缓冲水箱通过热源循环管路连通；所述控制模块与所述阀门V1、阀门V3、阀门V5与阀门V6电连接。4.如权利要求3所述的基于盐水的跨季节冷热两用储能系统，其特征在于，所述辅助制冷模块包括：冷机，与缓冲水箱出端之间的冷源循环管路上依次设置阀门V12与水泵P5，与缓冲水箱输入端之间的冷源循环管路上依次设置阀门V9与阀门V16，其与储能水箱之间的冷源循环管路上依次设置阀门V13与水泵P7，其与储冷水箱之间的冷源循环管路上设置阀门V14；第二板式换热器，其换热侧的输出端与冷机、缓冲水箱通过冷源循环管路直接连通，其换热侧的输入端与缓冲水箱之间的冷源循环管路上设置阀门V11；所述第二板式换热器的冷源侧的输出端与冷机输出端上的冷源循环管路连通，其冷源侧输入端的冷源循环管路上设置阀门V17，且设有阀门V17的冷源循环管路通过水泵P6与储冷水箱输出端连通；第三板式换热器，其换热侧的输入端与缓冲水箱输出端通过设置有阀门V8的冷源循环管路连通，其换热侧的输出端通过带有阀门V16的冷源循环管路与缓冲水箱输入端连通；
所述第三板式换热器的冷源侧输出端与储能水箱输入端通过冷源循环管路连通，其冷源侧输入端通过设置有阀门V10的冷源循环管路与储能水箱输出端连通；所述控制模块与所述阀门V8、阀门V9、阀门V10、阀门V11、阀门V12、阀门V13、阀门V14、阀门V16、阀门V17、水泵P5与水泵P7分别电连接。5.如权利要求4所述的基于盐水的跨季节冷热两用储能系统，其特征在于，储冷水箱输出端与空调末端输入端的冷源循环管路上依次设置水泵P6与阀门V15，储冷水箱输入端与空调末端输出端的冷源循环管路通过阀门V14连通，且空调末端通过水泵P3将缓冲水箱中的盐水进行输送，所述控制模块与水泵P3、水泵P6、阀门V14与阀门V15分别电连接。6.如权利要求5所述的基于盐水的跨季节冷热两用储能系统，其特征在于，所述太阳能集热器与储能水箱热源端的闭合回路上设置水泵P1，所述水泵P1与控制模块电连接。7.如权利要求6所述的基于盐水的跨季节冷热两用储能系统，其特征在于，在各模块上分别设置有多个温度传感，所述温度传感器包括设置在太阳能集热器端的温度传...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴江波，马韬，杜小泽，睢子仪，刘姝君，安周建，夏新振，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：