【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及蓄热，尤其涉及一种风力驱动的蓄热式供热系统及其运行方法。
技术介绍
1、风电是范围最广的清洁能源之一，在国内得到了广泛推广应用。近年来，随着人民生活水平的提高，对冬季供热需求越来越多。为适应当前清洁供暖的政策要求，目前采用的风力直接驱动热泵压缩机实现供热，但是，风电受风速影响，发电出力随机性强，会出现由于风力资源的随机性导致风力直接驱动热泵供热无法满足用户的实时需求的问题。同时大量的风电接入电网也对电网的调峰能力提出了新的挑战。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述已有技术的不足而提供了一种风力驱动的蓄热式供热系统及其运行方法。
2、本专利技术的技术方案是：一种风力驱动的蓄热式供热系统，其特征在于其包括风力驱动系统、热泵系统和蓄热系统；
3、所述风力驱动系统包括风力机，风力机包括叶片支撑柱，叶片支撑柱连接叶片，叶片通过转轴、齿轮箱传动连接第一变速箱，第一变速箱、第二变速箱和第三变速箱之间通过轴相连，第三变速箱的两个输出端分别连接第一离合器、第二离合器；
4、所述热泵系统包括分别通过离合器与第三变速箱相连的低压级压缩机、高压级压缩机；高压级压缩机的出口通过管路与冷凝器的制冷剂进口相连，冷凝器的制冷剂出口与储液器的进液口相连，储液器的出液口分别通过管路与中间冷却器的第一进液口及第一阀门相连，第一阀门连接中间冷却器的第二进液口，中间冷却器的出液口通过节流阀与制冷剂加热器的第一进液口，制冷剂加热器的第一出液口与蒸发器的入口相连，蒸
5、所述蓄热系统包括实现水与蓄热介质进行换热的蓄热箱、第一给水泵、第二给水泵，第一给水泵通过管道与冷凝器的出水口相连，第一给水泵分别连接第二阀门、第三阀门、第七阀门，第一给水泵通过第二阀门与蓄热箱的进液口连接，蓄热箱的出液口与三通阀相连，蓄热箱通过补水阀进行补水，蓄热箱的第一出水口通过管道与第二给水泵相连，第二给水泵连接第四阀门，蓄热箱的第二出水口通过第六阀门与三通阀相连，第三阀门分别与第四阀门、用户侧换热器的第一进水口、第五阀门、第八阀门相连，三通阀分别连接冷凝器的进水口和用户侧换热器的第二进水口；第八阀门与制冷剂加热器的第二进液口相连，制冷剂加热器的第二出液口连接除霜加热器的出液口，除霜加热器的进液口连接第五阀门，除霜加热器连接风机。
6、进一步地，所述的变速箱为齿轮箱或传动比可调的自动变速箱；所述的低压级压缩机、高压级压缩机为开启式压缩机，所述的节流阀是热力膨胀阀或电子膨胀阀，所述的蒸发器是翅片管式或板翅式换热器，所述的中间冷却器是管壳式、套管式或板式换热器，所述的制冷剂加热器是板式、翅片管、套管式液液换热器。
7、一种风力驱动的蓄热式供热系统的运行方法，其特征在于其包括：
8、一、蓄热模式
9、当室外风速较大，热泵供热量大于用户需热量时，进入蓄热模式；
10、风力驱动时，通过叶片、转轴、齿轮箱带动第一变速箱、第二变速箱和第三变速箱工作，通过第二离合器和第一离合器分别驱动低压级压缩机和高压级压缩机工作；在热泵系统中，低压级压缩机中的制冷剂排出后进入高压级压缩机中进一步压缩，从高压级压缩机排出后的制冷剂进入冷凝器中冷凝，冷凝后的制冷剂液体进入储液器，储液器排出的制冷剂液体分成两路，一路经第一阀门节流后进入中间冷却器气化吸热，然后进入高压级压缩机压缩，另一路进入中间冷却器中的盘管放热过冷，再通过节流阀、制冷剂加热器进入蒸发器吸收环境空气的热量，再进入气液分离器中进行气液分离，分离后的制冷剂在进入低压级压缩机中压缩，完成热泵循环；
11、此时关闭第二给水泵，开启第一给水泵，打开第二阀门和三通阀，关闭第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门；
12、在蓄热系统中，蓄热介质与制冷剂液体在冷凝器中进行换热后进入第一给水泵，再通过第二阀门进入蓄热箱，在蓄热箱中与水进行换热，完成蓄热；换热后的蓄热介质一部分通过三通阀回到冷凝器中与制冷剂液体进行换热，另一部分蓄热介质通过三通阀向用户进行供热；
13、二、蓄热箱供热模式
14、当室外风速较小，热泵系统无法制热时，系统进入蓄热箱供热模式；
15、风力驱动时，通过叶片、转轴、齿轮箱带动第一变速箱、第二变速箱和第三变速箱工作，通过第二离合器和第一离合器分别驱动低压级压缩机和高压级压缩机工作；在热泵系统中，低压级压缩机中的制冷剂排出后进入高压级压缩机中进一步压缩，从高压级压缩机排出后的制冷剂进入冷凝器中冷凝，冷凝后的制冷剂液体进入储液器，储液器排出的制冷剂液体分成两路，一路经第一阀门节流后进入中间冷却器气化吸热，然后进入高压级压缩机压缩，另一路进入中间冷却器中的盘管放热过冷，再通过节流阀、制冷剂加热器进入蒸发器吸收环境空气的热量，再进入气液分离器中进行气液分离，分离后的制冷剂气体再进入低压级压缩机中压缩，完成热泵循环；
16、此时，打开第二给水泵，关闭第一给水泵，使第二给水泵独立工作，打开第四阀门、第六阀门和三通阀，第二阀门和第三阀门均处于关闭状态，此时蓄热系统可通过管道进入用户，为用户供热；
17、在蓄热系统中，蓄热箱中的一部分水通过第二给水泵进入第四阀门中，再通过管道向用户供热；另一部分水通过第六阀门进入三通阀中，通过三通阀向用户供热；
18、蓄热箱需要散热时，打开第五阀门，使余热通过管道输送至除霜换热器中进行换热，从而带动风机转动；
19、三、热泵系统单独供热
20、当室外风速较高，热泵系统供热可以满足用户需要时，系统进入热泵单独供热模式；
21、风力驱动时，通过叶片、转轴、齿轮箱带动第一变速箱、第二变速箱和第三变速箱工作，通过第二离合器和第一离合器分别驱动低压级压缩机和高压级压缩机工作；在热泵系统中，低压级压缩机中的制冷剂排出后进入高压级压缩机中进一步压缩，从高压级压缩机排出后的制冷剂进入冷凝器中冷凝，冷凝后的制冷剂液体进入储液器，储液器排出的制冷剂液体分成两路，一路经第一阀门节流后进入中间冷却器气化吸热，然后进入高压级压缩机压缩，另一路进入中间冷却器中的盘管放热过冷，再通过节流阀、制冷剂加热器进入蒸发器吸收环境空气的热量，再进入气液分离器中进行气液分离，分离后的制冷剂气体再进入低压级压缩机中压缩，完成热泵循环；
22、此时，打开第一给水泵，关闭第二给水泵，使第一给水泵独立工作，打开第三阀门和三通阀，关闭第二阀门、第四阀门和第六阀门，此时蓄热箱处于关闭状态，此时热泵系统可通过管道直接向用户供热；
23、在蓄热系统中，蓄热介质与制冷剂液体在冷凝器中换热，换热后的介质通过管道进入第一给水泵中，再通过第三阀门向用户进行供热；
24、蒸发器表面进行除霜时，打开第五阀门，使余热通过第五阀门进入除霜换热器中进行换热本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风力驱动的蓄热式供热系统，其特征在于其包括风力驱动系统、热泵系统和蓄热系统；
2.根据权利要求1所述的一种风力驱动的蓄热式供热系统，其特征在于所述的变速箱为齿轮箱或传动比可调的自动变速箱；所述的低压级压缩机、高压级压缩机为开启式压缩机，所述的节流阀是热力膨胀阀或电子膨胀阀，所述的蒸发器是翅片管式或板翅式换热器，所述的中间冷却器是管壳式、套管式或板式换热器，所述的制冷剂加热器是板式、翅片管、套管式液液换热器。
3.权利要求 1所述的一种风力驱动的蓄热式供热系统的运行方法，其特征在于其包括：
【技术特征摘要】
1.一种风力驱动的蓄热式供热系统，其特征在于其包括风力驱动系统、热泵系统和蓄热系统；
2.根据权利要求1所述的一种风力驱动的蓄热式供热系统，其特征在于所述的变速箱为齿轮箱或传动比可调的自动变速箱；所述的低压级压缩机、高压级压缩机为开启式压缩机，所述的...
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