一种城市供暖热泵储能系统的制作方法

文档序号:31848743发布日期:2022-10-19 00:29阅读:99来源:国知局

1.本实用新型涉及一种城市供暖热泵储能系统。


背景技术:

2.城市集中供暖使用热泵提取热能,本实用新型技术利用电能把低位的热能提升到高位热能用于北方冬季城市集中供暖,达到减少化石燃料消耗,降低污染目的。由于夜间用电不是高峰,可以把富余的电能通过热泵群技术提取热能后,储存在储能罐的水中,然后系统通过换热器把供管线的回水配比合适,储能罐热水重新输送到城市集中供暖管线中进入供热循环。本实用新型在城市集中供暖热泵支持的基础上,实现对电能的经济利用。


技术实现要素:

3.本实用新型需要解决的问题:由于北方冬季室外气温低,储能罐要降低热量损失,要求保持储能罐中的水温较高,通过出水调温罐使供暖管线的水温符合供暖要求,同时也要通过进水调温罐使热泵出水的温度不要变化太大,避免影响储能罐中的热量变化,保证整个供暖系统平稳运行。
4.热泵群的控制要与储能系统配合好,尽量在有限资源情况下,发挥最大经济效益。
5.本实用新型的目的是这样实现的,一种城市供暖热泵储能系统,包括蒸发器、热源厂锅炉回水、热源厂锅炉出水、热泵群、压缩机、冷凝器、城市供水系统、热水储能罐、换热器、城市供水管组成,其特征在于:热源厂锅炉回水与蒸发器连接、热源厂锅炉出水与蒸发器连接,蒸发器另一端与压缩机连接、压缩机与冷凝器连接,热泵群分别与蒸发器、压缩机和冷凝器连接,冷凝器与热水储能罐连接,热水储能罐与换热器连接,换热器与城市供水管连接,城市供水系统与冷凝器连接。
6.本实用新型是这样工作:
7.本实用新型考虑到冬季北方户外气温很低,利用供暖公司热源厂锅炉,首先通过热源厂锅炉把水加热到30度,通过热源厂锅炉出水把30度水提供给水源热泵蒸发器使用,30度水经蒸发器返回到热源厂出水,热源厂出水和热源厂回水用于建立冷媒的蒸发环境,把水源热泵的冷媒蒸发器浸泡在从热源厂出来的30度左右的水中,通过蒸发器使冷媒吸取水中的热量,冷媒获取从热源厂出来的30度左右的热水的能量再经过水源热泵,冷媒的作用,通过压缩机和冷凝器将吸收的热量重新释放出来,利用1/4-1/6电能就可以把冷媒中的热量重新释放出来,达到降低化石燃料消耗,降低空气污染目的。
8.本实用新型与背景技术相比,具有如下优点:
9.1、本实用新型利用峰谷用电,利用热泵群把电能转换成热能储存在水中;
10.2、本实用新型利用卡诺循环原理,利用热泵技术,使用1/-1/6的电能消耗,实现降低化石燃料消耗,降低环境污染目的;
11.3、本实用新型通过本储能系统实现北方冬季城市集中供暖的均衡供热,由于是城市集中供暖,其规模经济效益与社会效益十分巨大。
附图说明
12.图1是本实用新型一种城市供暖热泵储能系统结构图。
具体实施方式
13.如图1所示,一种城市供暖热泵储能系统,包括蒸发器100、热源厂锅炉回水101、热源厂锅炉出水102、热泵群103、压缩机104、城市供水系统105、冷凝器106、换热器107、热水储能罐108、城市供水管109组成,其特征在于:热源厂锅炉回水101与蒸发器100连接、热源厂锅炉出水102与蒸发器100连接,蒸发器100另一端与压缩机104连接、压缩机104与冷凝器106链接,热泵群103分别与蒸发器100、压缩机104和冷凝器106连接,冷凝器106与热水储能罐108连接,热水储能罐108与换热器107连接,换热器107与城市供水管109连接,城市供水系统105与冷凝器106连接。
14.所述的图1中的热源厂锅炉出水102,通过热源厂锅炉将水加热到30度,通过热源厂锅炉出水102输出。热源厂只需要把水加热到30度左右,这样所需要的化石燃料,以及燃烧产生的污染就相对要把水加热到80-90度降低很多。
15.所述的图1中的热源厂锅炉回水101,通过热源厂锅炉出水通过热源厂锅炉回水101再次进入的热源厂锅炉。
16.所述的蒸发器100,采用冷媒压缩,从热源厂出水102中提取30度的水温热量。
17.所述的图1中的冷凝器106,将蒸发器100提取的30度水温热量再次加热到80度。冷凝器106加热管通过浸泡加热的方式加热水,热水输出存储在热水储能罐108中,热水储能罐108起到储能缓冲作用。
18.所述的图1中的蒸发器100、压缩机104和冷凝器106组成水源热泵系统,热源厂现场安装尺寸尽量选配大功率的设备,并要求水源热泵能够24小时连续运行。
19.所述的图1中的热泵群103,用于在夜间启动蒸发器100、压缩机104、冷凝器106功能,利用夜间电量冗余和廉价的特点,将热源厂锅炉出水30度热量加热到80度。热泵群103用于平衡管网温度使用,白天温度升高,可以适当减少运行的机组,夜间温度降低,降低电力能耗,同时也通过机组备份,作为极寒天气的设备能力储备。
20.所述的图1中的热水储能罐108,用于储存冷凝器106加热的热量,该储能罐考虑到冬季室外保温的问题,采用使用钢板制作,置于地下便于保温。当热水储能罐108中水温低于80度时,将水回送到冷凝器106中重新加热。
21.所述的图1中的换热器107,用于将储能罐的80度水,降低到适当水温;换热器107中如果水温低于60度,将水回送到冷凝器106中重新升温到80度。主要用于管网补水,回水的缓冲,通过换热器107混合、平衡后再输给冷凝器 106重新加热到要求的温度值,避免出现管网温度剧烈波动影响供暖效果。
22.所述的图1中的城市供水管109,用于连接城市供热管线,将换热器107调节的水温通过城市供水管109输送到千家万户。
23.所述的城市供水系统105,主要用于将城市供水输送到冷凝器106,冷凝器106将水加热到80度水。
24.本实用新型的工作原理:
25.一种城市供暖热泵储能系统,包括蒸发器100、热源厂锅炉回水101、热源厂锅炉出
水102、热泵群103、压缩机104、城市供水系统105、冷凝器106、换热器107、热水储能罐108、城市供水管109组成,其特征在于:热源厂锅炉回水101与蒸发器100连接、热源厂锅炉出水102与蒸发器100连接,蒸发器100 另一端与压缩机104连接、压缩机104与冷凝器106链接,热泵群103分别与蒸发器100、压缩机104和冷凝器106连接,冷凝器106与热水储能罐108连接,热水储能罐108与换热器107连接,换热器107与城市供水管109连接,城市供水系统105与冷凝器106连接。
26.本实用新型首先把水加热到30度左右提供给水源热泵蒸发器100使用,热源厂锅炉回水101、热源厂锅炉出水102用于建立冷媒的蒸发环境,把水源热泵的冷媒蒸发器100浸泡在从热源厂出来的30度左右的水中,通过蒸发器100 使冷媒吸取水中的热量,冷媒获取从热源厂出来的30度左右的热水的能量再经过水源热泵,冷媒的作用,通过冷凝器106将吸收的热量重新释放出来,利用卡诺循环原理达到获取热量目的,卡诺循环消耗1/4-1/6电能就可以把冷媒中的热量重新释放出来,达到降低化石燃料消耗,降低空气污染目的。
27.本实用新型不局限于上述最佳实施方式,任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是具有与本技术相同或相似的技术方案,均落在本实用新型的保护范围之内。
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