利用复合能源的储热供热系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术公开了一种利用复合能源的储热供热系统及其运行方法。储热供热系统包括太阳能集热器、储热装置、低温储液罐、换热器、清洁能源机组，太阳能集热器、储热装置、低温储液罐串联组成储热回路，太阳能集热器、换热器的热侧和低温储液罐串联组成主加热回路，清洁能源机组与换热器的热侧串联组成辅助加热回路，储热装置与换热器的热侧串联组成放热回路。本发明专利技术提供的利用复合能源的储热供热系统利用太阳能以及其他清洁能源作为热源，提高了能源利用效率。不同热源之间互补，与单独的太阳能储热供热系统相比储量更大，同时减少对清洁能源机组的负担，能够为用热端提供稳定、持续的热量。持续的热量。持续的热量。

【技术实现步骤摘要】
利用复合能源的储热供热系统及其运行方法


[0001]本专利技术涉及储能
，尤其是涉及一种利用复合能源的储热供热系统及其运行方法。

技术介绍

[0002]为了缓解全球变暖和空气污染的危机，可清洁能源比如太阳能、地热能的开发利用是解决能源和环境问题的重要途径。但是太阳能具有的时间
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空间不匹配的问题，很大程度上限制了太阳能技术的发展，尤其在北方冬季供暖季，这一问题愈加严重。目前解决这一问题的重要手段是利用储热装置，在太阳能辐射强度较高的情况下将热量储存，在辐射强度较弱或无太阳能辐射时，将热量释放。地热能、空气能等清洁能源虽然可以相对稳定的热量输出，但是当用热端热负荷较大时，机组的负担也较大，无法满足实际用热需求。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的实施例提出一种利用复合能源的储热供热系统。本专利技术的实施例还提出一种利用复合能源的储热供热系统的运行方法。
[0004]本专利技术实施例的利用复合能源的储热供热系统包括：太阳能集热器、储热装置、低温储液罐、换热器、清洁能源机组，所述太阳能集热器用于将太阳能转化为热能，所述低温储液罐用于储存工作流体，所述清洁能源机组用于将清洁能源转化为热能；
[0005]所述太阳能集热器、所述储热装置、所述低温储液罐串联组成储热回路，所述储热回路用于将太阳能转化的热能储存在所述储热装置中；
[0006]所述太阳能集热器、所述换热器的热侧和所述低温储液罐串联组成主加热回路，所述主加热回路用于将太阳能转化的热能通过换热器传递至用热侧；
[0007]所述清洁能源机组与所述换热器的热侧串联组成辅助加热回路，所述辅助加热回路用于将清洁能源转化的热能通过换热器传递至用热侧；
[0008]所述储热装置与所述换热器的热侧串联组成放热回路，所述放热回路用于将所述储热装置储存的热能通过换热器传递至用热侧。
[0009]本专利技术实施例提供的利用复合能源的储热供热系统利用太阳能以及其他清洁能源作为热源，提高了能源利用效率。且不同热源之间可互补，与单独的太阳能储热供热系统相比储量更大，同时减少对清洁能源机组的负担。此外，地热能、空气能等清洁能源具有稳定的热量输出，使储热回路、主加热回路、辅助加热回路和放热回路之间配合，能够为用热端提供稳定、持续的热量。清洁能源的高效利用，也有助于减少温室气体的排放，使储热供热系统具有环保、安全的优点。
[0010]在一些实施例中，所述储热装置顶部设有第一入口和第一出口，所述储热装置底部设有第二入口和第二出口；所述储热回路与所述第一入口和所述第二出口连通；所述放热回路与所述第二入口和所述第一出口连通。
[0011]在一些实施例中，所述清洁能源为地热能，所述清洁能源机组为地源热泵机组；和/或，所述清洁能源为空气能，所述清洁能源机组为空气能热泵机组。
[0012]在一些实施例中，所述清洁能源机组串联在所述放热回路中，且所述清洁能源机组位于所述储热装置的上游。
[0013]在一些实施例中，所述储热装置为堆积床储热罐，所述堆积床储热罐内具有由相变材料封装形成的堆积床，所述相变材料相变以储存或释放热量。
[0014]在一些实施例中，所述储热回路中的高温工作流体从所述堆积床储热罐的顶部流入、底部流出，所述堆积床储热罐的上部的堆积密度大于下部的堆积密度。
[0015]在一些实施例中，所述堆积床储热罐的入口和出口处均设有均流器，所述均流器用于均匀流体流入和流出的速度。
[0016]本专利技术另一方面实施例提供了一种利用复合能源的储热供热系统的运行方法，所述储热供热系统具有储热阶段和放热阶段，所述储热供热系统的运行方法包括：
[0017]在所述储热阶段，所述储热回路和/或所述主加热回路开启；
[0018]在所述放热阶段，所述放热回路和/或所述辅助加热回路开启。
[0019]在一些实施例中，在所述放热阶段，具体包括：比较所述储热装置内的温度与设定温度阈值；当所述储热装置内的温度高于或等于所述设定温度阈值，所述放热回路开启且所述辅助加热回路关闭；当所述储热装置内的温度低于所述设定温度阈值，所述辅助加热回路开启且所述放热回路关闭。
[0020]在一些实施例中，当所述储热装置内的温度低于所述设定温度阈值，所述辅助加热回路开启且提升所述清洁能源机组的功率。
附图说明
[0021]图1是本专利技术实施例一提供的利用复合能源的储热供热系统的示意图。
[0022]图2是本专利技术实施例二提供的利用复合能源的储热供热系统的示意图。
[0023]附图标记：
[0024]太阳能集热器101、储热装置102、低温储液罐103、换热器104、地源热泵机组105、空气能热泵机组106、地埋热管107、第一流体泵108、第二流体泵109、阀门1
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7。
具体实施方式
[0025]下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0026]下面根据图1和图2描述本专利技术实施例提供的利用复合能源的储热供热系统的基本结构。
[0027]储热供热系统包括：太阳能集热器101、储热装置102、低温储液罐103、换热器104和清洁能源机组。太阳能集热器101用于将太阳能转化为热能，储热装置102用于储存热量，低温储液罐103用于储存工作流体，工作流体在系统的管道内流通，将热量进行传递。清洁能源机组用于将清洁能源转化为热能，清洁能源例如地热能、空气能。换热器104具有热侧和冷侧，在本专利技术的实施例中，换热器104的热侧与太阳能集热器101、低温储液罐103、清洁能源机组相连，换热器104的冷侧为用热侧，在换热器104中，热量由热侧向冷侧传递。
[0028]其中，太阳能集热器101、储热装置102、低温储液罐103串联组成储热回路，储热回路用于将太阳能集热器101中由太阳能转化为的热能储存在储热装置中；太阳能集热器101、换热器104的热侧和低温储液罐103串联组成主加热回路，主加热回路用于太阳能集热器101中由太阳能转化为的热能通过换热器104传递至用热侧。
[0029]在太阳能辐射强度较高时，太阳能集热器101将太阳能转化为热能，在一些实施例中，热能的一部分通过储热回路储存在储热装置102内，热能的另一部分通过加热回路传递至换热器104的用热侧。在其他实施例中，太阳能集热器101转化的热能通过储热回路储存在储热装置102内，或者，太阳能集热器101转化的热能通过加热回路传递至用热侧。
[0030]清洁能源机组与换热器104的热侧串联组成辅助加热回路，辅助加热回路用于将清洁能源机组中由清洁能源转化为的热能通过换热器104传递至用热侧；储热装置102与换热器104的热侧串联组成放热回路，放热回路用于将储热装置102储存的热能通过换热器104传递至用热侧。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用复合能源的储热供热系统，其特征在于，包括：太阳能集热器、储热装置、低温储液罐、换热器、清洁能源机组，所述太阳能集热器用于将太阳能转化为热能，所述低温储液罐用于储存工作流体，所述清洁能源机组用于将清洁能源转化为热能；所述太阳能集热器、所述储热装置、所述低温储液罐串联组成储热回路，所述储热回路用于将太阳能转化的热能储存在所述储热装置中；所述太阳能集热器、所述换热器的热侧和所述低温储液罐串联组成主加热回路，所述主加热回路用于将太阳能转化的热能通过换热器传递至用热侧；所述清洁能源机组与所述换热器的热侧串联组成辅助加热回路，所述辅助加热回路用于将清洁能源转化的热能通过换热器传递至用热侧；所述储热装置与所述换热器的热侧串联组成放热回路，所述放热回路用于将所述储热装置储存的热能通过换热器传递至用热侧。2.根据权利要求1所述的利用复合能源的储热供热系统，其特征在于，所述储热装置顶部设有第一入口和第一出口，所述储热装置底部设有第二入口和第二出口；所述储热回路与所述第一入口和所述第二出口连通；所述放热回路与所述第二入口和所述第一出口连通。3.根据权利要求1所述的利用复合能源的储热供热系统，其特征在于，所述清洁能源为地热能，所述清洁能源机组为地源热泵机组；和/或，所述清洁能源为空气能，所述清洁能源机组为空气能热泵机组。4.根据权利要求1所述的利用复合能源的储热供热系统，其特征在于，所述清洁能源机组串联在所述放热回路中，且所述清洁能源机组位于所述储热装置的上游。5.根据权利要求1所述的利用复合能源的储热供热系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王祎洋，毛霖，常涛，沈阳，韩雨辰，白宁，姜晓霞，李远庆，田健，赵磊，吴瀛坤，
申请(专利权)人：国家电投集团科学技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：