一种梯级热能利用装置制造方法及图纸

本申请涉及一种梯级热能利用装置，包括壳体，具有安装空间；梯级贮热段，具有多个贮热段，设于壳体的安装空间内，用于储存不同温度的水；光伏电加热系统，包括光伏发电系统和电加热器，电加热器设于贮热段内，与光伏发电系统连接；空气源热泵机组，空气源热泵机组与至少一个贮热段相连通。本实用新型专利技术基于光伏发电系统耦合热泵制热，实现了可在再生能源的梯级利用，提高了热能利用效率。提高了热能利用效率。提高了热能利用效率。

【技术实现步骤摘要】
一种梯级热能利用装置


[0001]本技术涉及储热设备
，具体涉及一种梯级热能利用装置。

技术介绍

[0002]目前，集中生活热水的供应强调供水的舒适、稳定、可靠、连续；同时还需要兼顾节约能源、绿色低碳；传统太阳能热水系统采用光热系统，系统需要克服集热管液体的承压、过热、爆管、防冻、结垢等系列问题，管理成本昂贵，远达不到设计寿命，建筑工程普遍抵触太阳能光热利用。
[0003]现有集中生活热水制热需要太阳能、热泵等可再生能源，由于可再生能源的不稳定性、低密度等特点，通常采用体积庞大的贮热箱将可再生能源的热能贮存起来，以满足在夜间或高峰期供热水。此类制热、贮热系统在工程应用中存在以下问题：
[0004]1.现有集中太阳能热水制热系统需要庞大的贮热箱；系统需要防过热、寒冷地区需要防冻，还需要设置防爆等安全措施，导致系统复杂，维护管理成本昂贵。
[0005]2.开式贮热箱体存在水质污染隐患，开式箱体无法充分利用一次冷水水压，热水需再次加压，存在较大的能源浪费，同时冷热水压力不同源，具有不利于压力平衡的问题。
[0006]3.如果采用闭式贮热箱，体积庞大、臃肿不堪，占用大量机房空间，存在冷温水滞水现象、滋生细菌。工程安装困难、维护管理成本较高。
[0007]4.为保障供热稳定性，贮热箱的贮存水温需长期保存在50℃以上。一般太阳能光热系统与热泵系统为并联状态，互相干扰，利用率低下，在冬季上述问题尤其明显。
[0008]5.太阳能光热系统复杂，防过热、防爆晒、防冻等工程难度较大，管理成本昂贵。
[0009]6.常规贮热箱受高度限制，无法有效利用温度分层。在夜间等低负荷工况下，贮热系统内依然保持高温状态，存在较大的散热损失。

技术实现思路

[0010]鉴于上述的分析，本技术旨在提供一种梯级热能利用装置，用以解决现有技术中的上述问题中的一者或多者。
[0011]本技术的目的是这样实现的：
[0012]一种梯级热能利用装置，包括：
[0013]壳体，具有安装空间；
[0014]梯级贮热段，具有多个贮热段，设于壳体的安装空间内，用于储存不同温度的水；
[0015]光伏电加热系统，包括光伏发电系统和电加热器，电加热器设于贮热段内，与光伏发电系统连接；
[0016]空气源热泵机组，空气源热泵机组与至少一个贮热段相连通。
[0017]进一步地，还包括中央控制器，中央控制器用于控制光伏发电系统和市政电力对贮热段内的水进行加热，以及控制各贮热段向负载用热机构提供热水。
[0018]进一步地，壳体的安装空间内还设有保温层，保温层围绕梯级贮热段设置。
[0019]进一步地，光伏发电系统包括太阳能光伏板，太阳能光伏板设于壳体的顶部。
[0020]进一步地，电加热器为为24V直流电加热棒，加热器通过导线与太阳能光伏板连接。
[0021]进一步地，加热器还通过变压器与市政电力连接。
[0022]进一步地，梯级贮热段包括依次连通的高温贮热段、中温贮热段和低温贮热段，高温贮热段、中温贮热段、低温贮热段分别包括多个独立且连通的贮热罐，贮热罐之间通过连接管连通。
[0023]进一步地，还包括高温消毒管路，消毒管路上设置消毒装置；高温消毒管路的一端连接高温贮热段，另一端连接低温贮热段；需要高温消毒时，高温贮热段、中温贮热段、低温贮热段以及高温消毒管路形成流体循环路径，利用空气源热泵机组或光伏电加热将系统热水温度升至60℃以上；流体循环路径上设置热水循环泵，为流体循环提供动力。
[0024]进一步地，壳体具有第一安装空间和第二安装空间，高温贮热段、中温贮热段、低温贮热段集成设于第一安装空间内；第二安装空间内安装有外接的管路网以及空气源热泵机组、热水循环泵、中央控制器和消毒装置。
[0025]进一步地，管路网上还设有恒温混水阀和热计量表。
[0026]进一步地，第二安装空间内还安装有膨胀罐，膨胀罐接入管路网。
[0027]与现有技术相比，本技术提供的梯级热能利用装置，由光伏电加热系统统代替了太阳能光热系统，基于光伏发电系统耦合热泵制热，不仅克服了传统光热系统与热泵系统互相干扰的问题，实现了光伏发电加热与热泵加热的梯级利用，而且提高贮热系统的热能利用效率，并减小贮热系统的热量流失、降低工程综合成本。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书实施例中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本技术的梯级热能利用装置的控制逻辑示意图；
[0030]图2为本技术的梯级热能利用装置的结构示意图
[0031]图3为本技术的梯级热能利用装置的内部贮热罐的布置示意图。
[0032]附图标记：
[0033]1‑
光伏发电系统；2
‑
市政电力；3
‑
热泵循环泵；4
‑
高温贮热段；5
‑
中温贮热段；6
‑
低温贮热段；7
‑
空气源热泵机组；8
‑
热水循环泵；9
‑
中央控制器；10
‑
消毒装置；11
‑
恒温混水阀；12
‑
热计量表；13
‑
膨胀罐；14
‑
排污口；15
‑
壳体；16
‑
保温层；17
‑
安装底座；18
‑
贮热罐；19
‑
连接管；20
‑
冷水给水。
具体实施方式
[0034]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员
在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0035]为便于对本申请实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本申请实施例的限定。
[0036]在本技术实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[0037]全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在
……
上方”、“下”和“在
……
上”是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种梯级热能利用装置，其特征在于，包括：壳体，具有安装空间；梯级贮热段，具有多个贮热段，设于所述壳体的安装空间内，用于储存不同温度的水；光伏电加热系统，包括光伏发电系统和电加热器，所述电加热器设于所述贮热段内，与所述光伏发电系统连接；空气源热泵机组，所述空气源热泵机组与至少一个所述贮热段相连通。2.根据权利要求1所述的梯级热能利用装置，其特征在于，所述壳体的安装空间内还设有保温层，所述保温层围绕所述梯级贮热段设置。3.根据权利要求1所述的梯级热能利用装置，其特征在于，所述光伏发电系统包括太阳能光伏板，太阳能光伏板设于所述壳体的顶部。4.根据权利要求3所述的梯级热能利用装置，其特征在于，所述电加热器为为24V直流电加热棒，所述加热器通过导线与太阳能光伏板连接。5.根据权利要求4所述的梯级热能利用装置，其特征在于，所述加热器还通过变压器与市政电力连接。6.根据权利要求1至5任一项所述的梯级热能利用装置，其特征在于，所述梯级贮热段包括依次连通的高温贮热段、中温贮热段和低温贮热段，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王耀堂，罗慧英，陶兴友，王睿，毕祺，王鹏，胡金，任川山，常文哲，李伟，薛晓宁，
申请(专利权)人：中国建筑设计研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：