【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热能工程和暖通空调，尤其涉及基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷系统。
技术介绍
1、中国拥有丰富的太阳能资源，但其具有显著的能量密度低、能流间歇性波动等显著特点，导致太阳能资源开发利用较困难且经济效益较差。目前，新能源的高效开发利用有助于实现减排降碳。开发利用太阳能等可再生能源有助于促进城镇建筑能源系统低碳转型，是构建北方城镇新型能源体系的关键。
2、对于传统的太阳能热利用技术，低温热能的粗放型利用、较高的进出口平均水温和较小的进出口温差导致太阳能集热器集热效率低、经济输热距离短、系统投资大和经济性差等问题。这在较大程度上制约着太阳能规模化高效利用。此外，太阳能的能量密度低、间歇性分布和大周期波动特点也难以满足城镇建筑能源系统的韧性需求。
3、基于上述问题，需要基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷方式及运行方法，以实现太阳能高效采集、长距离经济输送和高效利用，并根据实际应用场景需求提出了集中式跨季节蓄能罐和分布式跨季节蓄能罐两种设置方式及运行方法，并将低温热源驱动型半效溴化锂吸收式热泵和电动蒸气压缩式热泵引入能源站的能量梯级利用与传递系统中以实现较低的一次回水温度、较大的一次水管网供回水温差。较低的一次回水温度不仅有利于降低集热器进出口平均水温，提高集热效率，而且还有利于降低一次水管网初投资，增大一次水管网经济输热距离及太阳能低温区域供热供冷系统规模，促进太阳能低温区域供热供冷技术规模化应用，推动北方城镇新型能源体系建设。
技术实现思路
1、
2、热源站主要包括太阳能集热器阵列和循环泵；其中，乙二醇溶液回液干管通过循环泵与太阳能集热器阵列的一端连接；太阳能集热器阵列的另一端与乙二醇溶液供液干管连接；
3、能源站主要包括半效溴化锂吸收式热泵、乙二醇溶液-水换热器、分布式蓄能罐、水-水换热器、电动蒸气压缩式热泵、冷却塔、v1阀门、v2阀门、v3阀门、v4阀门、v5阀门、v6阀门、v7阀门、v8阀门、v9阀门、v10阀门、v11阀门、v12阀门、v13阀门、v14阀门、v15阀门、v16阀门、v17阀门、v18阀门、v19阀门、v20阀门和v21阀门；其中，乙二醇溶液-水换热器的乙二醇溶液入口与乙二醇溶液供液干管连接，乙二醇溶液-水换热器的乙二醇溶液出口与乙二醇溶液回液干管连接，乙二醇溶液-水换热器的一次水出口分别经由v1阀门、v4阀门与半效溴化锂吸收式热泵的发生器一次水入口、分布式蓄能罐上部的连接水管路连接；乙二醇溶液-水换热器的一次水入口经由v2阀门与半效溴化锂吸收式热泵的发生器一次水出口连接；乙二醇溶液-水换热器的一次水入口先经由v3阀门，再分别通过v10阀门、v11阀门与分布式蓄能罐底部的连接水管路、电动蒸气压缩式热泵的一次水出口连接；电动蒸气压缩式热泵的一次水出口经由v20阀门与水-水换热器的一次水出口连接；水-水换热器的一次水出口经由v7阀门与半效溴化锂吸收式热泵的蒸发器一次水入口连接；水-水换热器的一次水入口分别通过v5阀门、v6阀门与半效溴化锂吸收式热泵的发生器一次水出口、分布式蓄能罐上部的连接水管路连接；电动蒸汽压缩式热泵的一次水入口分别经由v8阀门、v9阀门与水-水换热器的一次水入口、半效溴化锂吸收式热泵的蒸发器一次水出口连接；水-水换热器的二次水出口与电动蒸气压缩式热泵的二次水出口连接；水-水换热器的二次水出口经v15阀门与半效溴化锂吸收式热泵的二次水出口连接，再经v13阀门与冷却塔二次水入口连接；水-水换热器的二次水入口与电动蒸气压缩式热泵的二次水入口连接，再经v14阀门与半效溴化锂吸收式热泵的二次水入口连接，然后经v12阀门与冷却塔的二次水出口连接；二次供水管路通过v16阀门分别与v15阀门、v13阀门、半效溴化锂吸收式热泵的冷凝器二次水出口连接；二次回水管路通过v17阀门分别与v14阀门、v12阀门、半效溴化锂吸收式热泵的吸收器二次水入口连接；冷冻水供水管路通过v18阀门分别与v15阀门、v21阀门、水-水换热器二次水出口、电动蒸气压缩式热泵的二次水出口连接，且v21阀门与v7阀门、半效溴化锂吸收式热泵的蒸发器一次水入口连接；冷冻水回水管路通过v19阀门分别与v14阀门、v9阀门、水-水换热器的二次水入口、电动蒸气压缩式热泵二次水入口、半效溴化锂吸收式热泵的蒸发器一次水出口连接；
4、太阳能集热器阵列生产温度为95℃、浓度为36.4％～45.6％的乙二醇溶液；
5、在供热季，乙二醇溶液管路的供/回液温度为95℃/15℃，一次水管路的供/回水温度为90℃/10℃，二次水管路的供/回水温度为50℃/40℃；在供冷季，乙二醇溶液管路的供/回液温度为95℃/55℃，二次水管路的供/回水温度为32℃/37℃；冷冻水管路的供/回水温度为7℃/14℃。
6、基于蓄热调控的太阳能低温区域供热供冷系统的运行方法，供热期间，打开v1阀门、v3阀门、v5阀门、v7阀门、v9阀门、v11阀门、v14阀门、v15阀门、v16阀门和v17阀门，关闭v2阀门、v6阀门、v8阀门、v12阀门、v13阀门、v18阀门、v19阀门、v20阀门和v21阀门，在分布式蓄能罐的蓄放热期间，打开v4阀门和v10阀门，否则关闭v4阀门和v10阀门；
7、在能源站，来自乙二醇溶液-水换热器或分布式蓄能罐的一次水首先作为驱动热源进入半效溴化锂吸收式热泵的发生器放热降温；然后，作为加热热源进入水-水换热器继续放热降温；最后作为低温热源依次进入半效溴化锂吸收式热泵的蒸发器和电动蒸气压缩式热泵的蒸发器，进一步放热降温至10℃；二次水管路的第一路在半效溴化锂吸收式热泵的吸收器和冷凝器中被加热升温，第二路在水-水换热器中被加热升温，第三路在电动蒸气压缩式热泵中被加热升温，加热升温后的三路二次水汇合并作为二次供水经由二次水管路被输配至末端热用户；
8、当乙二醇溶液-水换热器所获取热源站的太阳能满足热负荷需求时，半效溴化锂吸收式热泵和水-水换热器投入运行；当乙二醇溶液-水换热器所获取热源站的太阳能不满足热负荷需求时，分布式蓄能罐进行热能补偿，半效溴化锂吸收式热泵、水-水换热器和电动蒸气压缩式热泵均投入运行。
9、在供冷季前期，当分布式蓄能罐中的冷能未完全释放时，打开v1阀门、v2阀门、v6阀门、v10阀门、v11阀门、v12阀门、v13阀门、v18阀门、v19阀门、v20阀门和v21阀门，关闭v3阀门、v4阀门、v5阀门、v7阀门、v8阀门、v9阀门、v14阀门、v15阀门、v16阀门和v17阀门；来自冷用户的冷冻水经由v19阀门以并联方式分别进入半效溴化锂吸收式热泵的蒸发器和水-水换热器，进行放热降温；来自分布式蓄能罐底部连接水管路的一次水依次经由v10阀门、v11阀门、v20阀门进入水-水换本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷系统，其特征在于，该系统包括热源站、能源站、乙二醇溶液管路、一次水管路、二次水管路和冷冻水管路；其中，热源站通过乙二醇溶液管路与能源站连接，能源站通过二次水管路、冷冻水管路与末端用户连接；
2.一种权利要求1所述基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷系统的运行方法，其特征在于，供热期间，打开V1阀门、V3阀门、V5阀门、V7阀门、V9阀门、V11阀门、V14阀门、V15阀门、V16阀门和V17阀门，关闭V2阀门、V6阀门、V8阀门、V12阀门、V13阀门、V18阀门、V19阀门、V20阀门和V21阀门，在分布式蓄能罐的蓄放热期间，打开V4阀门和V10阀门，否则关闭V4阀门和V10阀门；
3.一种权利要求1所述基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷系统的运行方法，其特征在于，在供冷季前期，当分布式蓄能罐中的冷能未完全释放时，打开V1阀门、V2阀门、V6阀门、V10阀门、V11阀门、V12阀门、V13阀门、V18阀门、V19阀门、V20阀门和V21阀门，关闭V3阀门、V4阀门、V5阀门、V7阀门、V8阀门、V9阀门、V14阀
4.一种权利要求1所述基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷系统的运行方法，其特征在于，在春季过渡季，打开V1阀门、V2阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V9阀门、V10阀门、V11阀门、V12阀门、V13阀门、V14阀门、V15阀门和V20阀门，关闭V3阀门、V4阀门、V5阀门、V16阀门、V17阀门、V18阀门、V19阀门和V21阀门；在能源站，来自乙二醇溶液-水换热器的一次水作为驱动热源驱动半效溴化锂吸收式热泵实现制冷功能；来自半效溴化锂吸收式热泵的蒸发器的低温一次水依次经由V7阀门、V20阀门、V11阀门、V10阀门进入分布式蓄能罐进行蓄冷；来自分布式蓄能罐上部连接水管路的一次水一部分依次经由V6阀门、V8阀门、V9阀门进入半效溴化锂吸收式热泵的蒸发器并在其中放热降温，另一部分依次经由V6阀门、V8阀门进入电动蒸气压缩式热泵的蒸发器进行放热降温；来自冷却塔的二次水进入半效溴化锂吸收式热泵的吸收器和冷凝器，被加热升温后返回至冷却塔，进行散热降温；在夜间低谷电价期间，开启电动蒸气压缩式热泵，并将所制取的冷能储存在分布式蓄能罐；来自电动蒸气压缩式热泵蒸发器的一次水再依次经由V11阀门、V10阀门进入分布式蓄能罐进行蓄冷。
5.一种权利要求1所述基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷系统的运行方法，其特征在于，在秋季过渡季，打开V3阀门、V4阀门和V10阀门，关闭V1阀门、V2阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门、V8阀门、V9阀门、V11阀门、V12阀门、V13阀门、V14阀门、V15阀门、V16阀门、V17阀门、V18阀门、V19阀门、V20阀门和V21阀门；首先，来自分布式蓄能罐底部连接水管路的低温一次水依次经由V10阀门、V3阀门进入乙二醇溶液-水换热器，被来自热源站的高温乙二醇溶液加热升温；然后，再经由V4阀门和分布式蓄能罐上部连接水管路返回至分布式蓄能罐，实现太阳能高温蓄存。
6.基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷系统，其特征在于，该系统包括热源站、乙二醇溶液管路、一次水管路、能源站、二次水管路和冷冻水管路；其中，热源站通过一次水管路与能源站连接，能源站通过二次水管路、冷冻水管路与末端用户连接；
7.一种权利要求6所述基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷系统的运行方法，其特征在于，在供热季或供冷季的热源站，当乙二醇溶液-水换热器供热能力大于需求时，关闭V40阀门和CP3循环泵，开启V22阀门、V23阀门、V24阀门、V25阀门、V26阀门、CP1循环泵和CP2循环泵，集中式蓄能罐进行蓄热；首先，来自一次水管路的一次回水与集中式蓄能罐的低温水进行汇合，然后经由CP2循环泵进入乙二醇溶液-水换热器加热升温，加热升温后的一次水再分两路，第一路经由V22阀门、V24阀门进入集中式蓄能罐以实现蓄热，第二路经由V25阀门进入一次水管路供水干管；
8.根据权利要求7所述基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷系统的运行方法，其特征在于，在供热季，打开V22阀门、V25阀门、V26阀门、V28阀门、V29阀门、V31阀门、V...
【技术特征摘要】
1.基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷系统，其特征在于，该系统包括热源站、能源站、乙二醇溶液管路、一次水管路、二次水管路和冷冻水管路；其中，热源站通过乙二醇溶液管路与能源站连接，能源站通过二次水管路、冷冻水管路与末端用户连接；
2.一种权利要求1所述基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷系统的运行方法，其特征在于，供热期间，打开v1阀门、v3阀门、v5阀门、v7阀门、v9阀门、v11阀门、v14阀门、v15阀门、v16阀门和v17阀门，关闭v2阀门、v6阀门、v8阀门、v12阀门、v13阀门、v18阀门、v19阀门、v20阀门和v21阀门，在分布式蓄能罐的蓄放热期间，打开v4阀门和v10阀门，否则关闭v4阀门和v10阀门；
3.一种权利要求1所述基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷系统的运行方法，其特征在于，在供冷季前期，当分布式蓄能罐中的冷能未完全释放时，打开v1阀门、v2阀门、v6阀门、v10阀门、v11阀门、v12阀门、v13阀门、v18阀门、v19阀门、v20阀门和v21阀门，关闭v3阀门、v4阀门、v5阀门、v7阀门、v8阀门、v9阀门、v14阀门、v15阀门、v16阀门和v17阀门；来自冷用户的冷冻水经由v19阀门以并联方式分别进入半效溴化锂吸收式热泵的蒸发器和水-水换热器，进行放热降温；来自分布式蓄能罐底部连接水管路的一次水依次经由v10阀门、v11阀门、v20阀门进入水-水换热器，被加热升后再经由v6阀门进入分布式蓄能罐上部连接水管路；降温后的两路冷冻水汇合后再经由v18阀门进入冷冻水供水管路，被输配至冷用户；
4.一种权利要求1所述基于储热调控的太阳能低温区域供热供冷系统的运行方法，其特征在于，在春季过渡季，打开v1阀门、v2阀门、v6阀门、v7阀门、v8阀门、v9阀门、v10阀门、v11阀门、v12阀门、v13阀门、v14阀门、v15阀门和v20阀门，关闭v3阀门、v4阀门、v5阀门、v16阀门、v17阀门、v18阀门、v19阀门和v21阀门；在能源站，来自乙二醇溶液-水换热器的一次水作为驱动热源驱动半效溴化锂吸收式热泵实现制冷功能；来自半效溴化锂吸收式热泵的蒸发器的低温一次水依次经由v7阀门、v20阀门、v11阀门、v10阀门进入分布式蓄能罐进行蓄冷；来自分布式蓄能罐上部连接水管路的一次水一部分依次经由v6阀门、v8阀门、v9阀门进入半效溴化锂吸收式热泵的蒸发器并在其中放热降温，另一部分依次经由v6阀门、v8阀门进入电动蒸气压缩式热泵的蒸发器进行放热降温；来自冷却塔的二次水进入半效溴化锂吸收式热泵的吸收器和冷凝器，被加热升温后返回至冷却塔，进行散热降温；在夜间低谷电价期间，开启电动蒸气压缩式热泵，并将所制取的冷能储存在分布式蓄能罐；来自电动蒸气压缩式热泵蒸发器的一次水再依次经由v11阀门、v10阀门进入分布式蓄能罐进行蓄冷。
5.一种权利要求...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。