一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统的制作方法

1.本实用新型涉及供能系统技术领域，尤其涉及一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，夏季制冷和冬季供暖成为人们生产生活中必不可少的一部分。其中，在冷热源系统中，经济、合理、安全、可靠、环保以及高能效等是选择冷热源系统的重要指标。现有的冷暖联供系统大都采用冷水机组和锅炉实现供冷和供暖，不仅供能效率较低，且污染严重；也有部分的冷暖联供系统采用冷水机组和热泵机组实现供冷和供暖，但是热泵机组供暖受环境因素的限制较大，供暖不稳定。
3.因此，亟需一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统来解决上述问题。


技术实现要素：

4.基于以上所述，本实用新型的目的在于提供一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统，在供热不足时能通过电储热装置直接补热，满足用户的用热和用冷需求，供能稳定，运行成本和用电成本较低。
5.为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统，包括冷水机组、热泵机组、电储热装置、旁通管道以及储冷装置；
7.所述冷水机组通过供冷管道连通于用户系统的两端形成供冷循环回路，用于为所述用户系统提供冷量；
8.所述电储热装置通过供热管道连通于所述用户系统的两端形成供热循环回路，用于为所述用户系统提供热量；
9.所述热泵机组通过供能管道连通于所述用户系统的两端形成供能循环回路，用于为所述用户系统提供冷量或热量；
10.所述旁通管道的两端分别连通于所述热泵机组的供水端的所述供能管道和所述热泵机组的回水端的所述供能管道；
11.所述储冷装置通过储冷管道并联连通于所述供能管道，并位于所述热泵机组的供水端和所述旁通管道之间或位于所述热泵机组的回水端和所述旁通管道之间。
12.作为一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统的优选方案，所述用户系统的两端分别连通有供水总管和出水总管；
13.所述冷水机组通过所述供冷管道连通于所述供水总管和所述出水总管之间；
14.所述热泵机组通过所述供能管道连通于所述供水总管和所述出水总管之间。
15.作为一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统的优选方案，所述电储热装置包括换热板、储热罐和电加热器，所述储热罐中盛放有储热介质，所述电加热器用于加热所述储热介质，所述换热板的高温侧连通于所述储热罐，所述换热板的低温侧通过所述供热管道连通于所述用户系统的两端。
16.作为一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统的优选方案，还包括：
17.第一水泵，设置在位于所述回水端和所述旁通管道之间的所述出水总管中，或设置在位于所述供水端和所述旁通管道之间的所述供水总管中。
18.作为一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统的优选方案，还包括：
19.第一补水箱，设置在位于所述回水端和所述旁通管道之间的所述出水总管中，或设置在位于所述供水端和所述旁通管道之间的所述供水总管中，所述补水箱连通外部水源。
20.作为一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统的优选方案，所述第一水泵和所述第一补水箱集成为第一撬块。
21.作为一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统的优选方案，所述旁通管道中设置有第一阀门，所述储冷管道中设置有第二阀门，与所述储冷装置并联部分的所述供能管道中设置有第三阀门，所述供热管道中设置有第四阀门，所述供冷管道中设置有第五阀门。
22.作为一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统的优选方案，还包括：
23.控制器，所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门和所述第五阀门均与所述控制器电性连接，所述控制器能控制所述第一阀门、所述第二阀门、所述第三阀门、所述第四阀门和所述第五阀门的开合。
24.作为一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统的优选方案，所述冷水机组包括多个，多个所述冷水机组并联设置。
25.作为一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统的优选方案，所述热泵机组包括多个，多个所述热泵机组并联设置。
26.本实用新型的有益效果为：
27.本实用新型提供一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统，该能蓄冷蓄热的冷暖联供系统包括冷水机组、热泵机组、电储热装置、旁通管道以及储冷装置，在冬季时，电储热装置通过在谷电时期储存热量，可以在峰电或平电时期通过供热管道提供热水给用户系统，能有效地降低运行成本和用电成本；热泵机组通过供能管道提供热水给用户系统，且热泵机组和电储热装置能同时启动为用户系统供热；当电储热装置中储存的热量用完且热泵机组供热不够时，可以直接启动电储热装置进行补热，保证用户系统的用热稳定性，且避免了产生污染排放物，节能环保。在夏季的谷电时期，热泵机组通过供能管道、旁通管道和储冷管道与储冷装置连通，为储冷装置供冷，以使得储冷装置储存冷量；在夏季的峰电或平电时期，储冷装置将储存的冷量通过储冷管道和供能管道输送给用户系统，能有效地降低运行成本和用电成本；当储冷装置提供的冷量不够时，启动冷水机组，冷水机组通过供冷管道为用户系统供冷，保证用户系统的用冷稳定性；当冷水机组供冷也无法满足用户系统时，启动热泵机组，热泵机组通过供能管道输送冷量至用户系统，满足用户系统的用冷需求，提高用户体验感。该能蓄冷蓄热的冷暖联供系统能在谷电时期蓄冷和蓄热，节能环保，且能在供热不足时启动电储热装置补热，能满足用户的用热和用冷需求。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新
型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
29.图1是本实用新型实施例提供的能蓄冷蓄热的冷暖联供系统的原理示意图一；
30.图2是本实用新型实施例提供的能蓄冷蓄热的冷暖联供系统的原理示意图二。
31.图中：
32.1、冷水机组；2、热泵机组；3、电储热装置；31、换热板；32、储热罐；4、储冷装置；5、第一撬块；6、第二撬块；7、用户系统；8、冷却塔；9、储热介质循环泵；
33.100、旁通管道；200、供冷管道；300、供热管道；400、供能管道；500、储冷管道；600、供水总管；700、出水总管；800、散热管道。
具体实施方式
34.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
35.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
38.如图1和图2所示，本实施例提供一种能蓄冷蓄热的冷暖联供系统，该能蓄冷蓄热的冷暖联供系统包括冷水机组1、热泵机组2、电储热装置3、旁通管道100以及储冷装置4，冷水机组1通过供冷管道200连通于用户系统7的两端形成供冷循环回路，用于为用户系统7提供冷量；电储热装置3通过供热管道300连通于用户系统7的两端形成供热循环回路，用于为用户系统7提供热量；热泵机组2通过供能管道400连通于用户系统7的两端形成供能循环回路，用于为用户系统7提供冷量或热量；旁通管道100的两端分别连通于热泵机组2的供水端的供能管道400和热泵机组2的回水端的供能管道400；储冷装置4通过储冷管道500并联连通于供能管道400，并位于热泵机组2的供水端和旁通管道100之间或位于热泵机组2的回水端和旁通管道100之间。可选地，用户系统7的用能设备可以是风机盘管或地暖等。
39.本实施例提供的能蓄冷蓄热的冷暖联供系统通过设置冷水机组1和热泵机组2实现对用户系统7的供冷和供热，并通过电储热装置3和储冷装置4分别进行蓄热和蓄冷，以降低冷水机组1和热泵机组2的运行成本以及用电成本，节能环保。
40.在冬季时，电储热装置3通过在谷电时期储存热量，可以在峰电或平电时期通过供热管道300提供热水给用户系统7，例如为用户系统7提供45℃的热水作为热源，能有效地降低运行成本和用电成本；热泵机组2通过供能管道400提供热水给用户系统7，且热泵机组2和电储热装置3能同时启动为用户系统7供热；当电储热装置3中储存的热量用完且热泵机组2供热不够时，例如从用户系统7流出的水温即回水温度小于设定值40℃时，可以直接启动电储热装置3进行补热，保证用户系统7的用热稳定性，且避免了产生污染排放物，节能环保。
41.在夏季的谷电时期，热泵机组2通过供能管道400、旁通管道100和储冷管道500与储冷装置4连通，为储冷装置4供冷，以使得储冷装置4储存冷量；在夏季的峰电或平电时期，储冷装置4将储存的冷量通过储冷管道500和供能管道400输送给用户系统7，例如为用户系统7提供7℃的冷水作为冷源，能有效地降低运行成本和用电成本；当储冷装置4提供的冷量不够时，启动冷水机组1，冷水机组1通过供冷管道200为用户系统7供冷，保证用户系统7的用冷稳定性；当冷水机组1供冷也无法满足用户系统7时，启动热泵机组2，热泵机组2通过供能管道400输送冷量至用户系统7，满足用户系统7的用冷需求，提高用户体验感。
42.优选地，冷水机组1包括多个，多个冷水机组1并联设置，根据用户系统7的需求选择开启冷水机组1的数量，以保证用户系统7用冷正常。
43.优选地，热泵机组2包括多个，多个热泵机组2并联设置，根据用户系统7的需求选择开启热泵机组2的数量，以保证用户系统7的用热或用冷正常。可选地，热泵机组2可以但不限于是空气源热泵机组2，还可以是水源热泵机组2等，具体根据实际情况设置。相较于常规的冷水机组1和锅炉的冷暖联供系统，该能蓄冷蓄热的冷暖联供系统通过设置可以供冷或供热的热泵机组2，可以在任何时段增加供冷暖的面积，且热泵机组2负荷比冷水机组1或锅炉的负荷小，占地面积小，不会因为增加的面积小造成冷热源的浪费，使得该能蓄冷蓄热的冷暖联供系统更灵活。同时，热泵机组2不需要专门的空调机房，放置于地面或是屋顶都可以，热泵放置位置灵活，节省空间。
44.在本实施例中，用户系统7的两端分别连通有供水总管600和出水总管700，冷水机组1通过供冷管道200连通于供水总管600和出水总管700之间；热泵机组2通过供能管道400连通于供水总管600和出水总管700之间。在上述结构下，从冷水机组1流出的冷水经由供冷管道200和供水总管600流至用户系统7，用户系统7用冷后，升温后的水经由出水总管700和供冷管道200回流至冷水机组1循环；且从热泵机组2流出的冷水或热水经由供能管道400和供水总管600流至用户系统7，用户系统7用热或用冷后，流出的水经由出水总管700和供能管道400回流至热泵机组2循环。在上述结构下，冷水机组1和热泵机组2为用户系统7供冷或供热的管道部分重合，节省成本和占地面积。当然，在其他实施例中，冷水机组1和热泵机组2能分别通过管道连通于用户系统7，具体选择根据实际情况设置。
45.为了将水输送至用户系统7，该能蓄冷蓄热的冷暖联供系统还包括第一水泵。优选地，第一水泵设置在位于热泵机组2的回水端和旁通管道100之间的出水总管700中，或设置在位于热泵机组2的供水端和旁通管道100之间的供水总管600中。在上述结构下，只需设置
一个第一水泵即可为供冷循环回路、供热循环回路以及供能循环回路等中的水流提供动力，实现水流循环，便于安装，有利于节省成本。当然，在其他实施例中，可以在供冷循环回路、供热循环回路以及供能循环回路等各个回路中分别设置水泵，具体根据实际需求设置。
46.在本实施例中，为了保证该能蓄冷蓄热的冷暖联供系统中水压的稳定性，位于热泵机组2的回水端和旁通管道100之间的出水总管700中，或位于热泵机组2的供水端和旁通管道100之间的供水总管600中设置有第一补水箱，第一补水箱还连通外部水源，通过引入外部水源，以对能蓄冷蓄热的冷暖联供系统及时补水，提高能蓄冷蓄热的冷暖联供系统的运行稳定性和可靠性。
47.优选地，本实施例中的第一水泵、第一补水箱、控制第一水泵和第一补水箱通断的阀门以及保温等集成为第一撬块5。相较于常规的系统需要等水泵到场后进行安装，第一撬块5可以在工厂提前加工，缩短了施工周期和工程的建设周期，而且降低了安装的难度。
48.具体地，电储热装置3包括换热板31、储热罐32和电加热器，换热板31的高温侧连通于储热罐32，换热板31的低温侧通过供热管道300连通在用户系统7的两端，储热罐32中盛放有储热介质，电加热器用于加热储热介质。更具体地，在换热板31和储热罐32连通的管道中设置有储热介质循环泵9，用于泵送储热介质。在谷电时期，通过电加热器加热储热罐32中的储热介质，储热介质储存热量；在峰电或平电时期，储热介质流至换热板31的高温侧，将热量传递给换热板31的低温侧中的低温水，水升温为热水，热水通过供热管道300和供水总管600流至用户系统7，用户系统7用热，水回流至换热板31的低温侧继续吸收高温侧的热量升温后进行下一次循环。当热泵机组2供热不足时，且储热罐32中无储存的热量时，可以直接启动电加热器加热储热介质，并将热量传递给低温侧的水，实现补热，保障用户系统7的用热正常。且通过采用热泵机组2和电储热装置3耦合供热，相较于会在供暖过程中产生二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳等污染物的传统的燃气锅炉系统来说，该能蓄冷蓄热的冷暖联供系统没有任何污染空气的产物产生，使用更环保。
49.在本实施例中，供热管道300的一端连通于位于热泵机组2的供水端的供能管道400，另一端连通于热泵机组2的回水端的供能管道400，即换热板31并联在热泵机组2的两端，节省管道铺设难度和长度。当然，在其它实施例中，供热管道300的两端也可以分别连通供水总管600和出水总管700，具体根据实际铺设需求设置。
50.优选地，储热罐32埋地敷设，相较于传统的冷暖联供系统，该能蓄冷蓄热的冷暖联供系统节省了占地面积，增加了系统的稳定性，降低了运行费用，实现了多种能源的互补。
51.进一步具体地，储冷装置4包括储冷罐和换热罐，换热罐连通在储冷管道500中，储冷罐可以设置在换热罐中，也可以贴设，储冷罐中盛放有储冷介质。在上述结构下，在谷电时期，热泵机组2输送冷水，经由供能管道400、旁通管道100以及储冷管道500流至换热罐中，储冷介质吸收冷水冷量进行冷量储存；在峰电或平电时期，常温水流入换热罐中吸收储冷介质中的冷量降温，降温后的冷水经由热泵机组2、供能管道400和供水总管600流至用户系统7中为用户系统7提供冷水。实现了谷电储冷，峰电或平电供冷，有效地降低了热泵机组2的运行成本和用电成本。
52.优选地，储冷罐埋地敷设，相较于传统的冷暖联供系统，该能蓄冷蓄热的冷暖联供系统节省了占地面积，增加了系统的稳定性，降低了运行费用。
53.进一步地，如图2所示，a为第一阀门，b为第二阀门，c为第三阀门，d为第四阀门，e
为第五阀门。旁通管道100中设置有第一阀门a，储冷管道500中设置有第二阀门b，与储冷装置4并联部分的供冷管道200中设置有第三阀门c，供热管道300中设置有第四阀门d，供冷管道200中设置有第五阀门e。通过第一阀门a的开合控制旁通管道100的通断，通过第二阀门b的开合控制储冷管道500的通断，通过第三阀门c的开合控制供能管道400的通断，通过第四阀门d的开合控制供热管道300的通断，通过第五阀门e的开合控制供冷管道200的通断。
54.在冬季供热时，根据用户系统7的用热需求开启或关闭第四阀门d，以使得电储热装置3为用户系统7供热或切断电储热装置3对用户系统7的供热。在夏季谷电时期储冷时，开启第三阀门c、第二阀门b和第一阀门a，其余阀门关闭，则热泵机组2提供冷水给储冷装置4，使得储冷装置4储存冷量，在此过程中，用户系统7不用冷。当用户系统7需要用冷时，先使用储冷装置4中的冷量，关闭第一阀门a和第三阀门c，开启第二阀门b，经过储冷装置4中降温后的冷水经由热泵机组2流入用户系统7中为用户系统7供冷，此时热泵机组2不启动，只起到使得储冷装置4和用户系统7连通的作用；当储冷装置4冷量不够时，开启第五阀门e，冷水机组1启动，冷水机组1为用户系统7提供冷量；当冷水机组1提供的冷量也不够时，开启第三阀门c，热泵机组2启动，以为用户系统7提供更多冷量。
55.可选地，第一阀门a、第二阀门b、第三阀门c、第四阀门d和第五阀门e为蝶阀，优选为电动蝶阀，便于自动控制第一阀门a、第二阀门b、第三阀门c、第四阀门d和第五阀门e开启或闭合。当然，在其它实施例中，第一阀门a、第二阀门b、第三阀门c、第四阀门d和第五阀门e可以分别为其它阀门，例如球阀或节流阀等，具体根据实际情况选择。
56.优选地，该能蓄冷蓄热的冷暖联供系统还包括控制器，第一阀门a、第二阀门b、第三阀门c、第四阀门d和第五阀门e均与控制器电性连接，控制器能控制第一阀门a、第二阀门b、第三阀门c、第四阀门d和第五阀门e的开合。通过设置控制器，实现第一阀门a、第二阀门b、第三阀门c、第四阀门d和第五阀门e的自动开合以及精准控制，操作方便，提高控制精度。
57.更进一步地，能蓄冷蓄热的冷暖联供系统还包括冷却塔8，冷水机组1包括制冷剂循环组件，制冷剂循环组件包括通过制冷剂管道依次连通的蒸发器、压缩机、冷凝器和膨胀阀，冷却塔8通过散热管道800连通于冷凝器，蒸发器通过上述的供冷管道200连通在供水总管600和出水总管700之间。低温制冷剂在蒸发器中传递冷量给供冷管道200中的水，使其降温以为用户系统7供冷，制冷剂给热后升温并进入冷凝器中散热，即冷凝器中的冷水吸收制冷剂的热量使其降温，冷水吸收热量后升温并流至冷却塔8中散热降温，然后重新回到冷凝器中对制冷剂散热。通过上述冷水机组1实现对用户系统7的供冷，结合热泵机组2对用户系统7的供冷，减少了环境因素的影响，保证用户系统7的用能正常。
58.具体地，在散热管道800中设置有第二水泵和第二补水箱，第二补水箱与外部水源连通。优选地，第二水泵、第二补水箱以及控制第二水泵和第二补水箱通断的阀门集成为第二撬块6，第二撬块6可以在工厂提前加工，缩短了施工周期和工程的建设周期，而且降低了安装的难度。
59.以下是本实施例提供的能蓄冷蓄热的冷暖联供系统在不同工况下的工作过程：
60.在夏季晚上的谷电时期，开启第一阀门a和第二阀门b，启动热泵机组2和第一撬块5，热泵机组2输送冷水，冷水依次流经供能管道400、供水总管600、旁通管道100、出水总管700和储冷管道500流入储冷装置4中，储冷装置4储存冷量，给热后的水升温并经由供能管道400回流至热泵机组2中等待降温后继续下一次循环。
61.在夏季白天需用冷时，关闭第一阀门a，启动第一撬块5，常温水经过储冷装置4降温为冷水，冷水流经热泵机组2、供能管道400和供水总管600流入用户系统7中为用户系统7提供冷量，给热后回到储冷装置4中继续吸收储冷装置4中的冷量为用户系统7供冷；当储冷装置4提供的冷量不足时，开启第五阀门e，启动冷水机组1，冷水机组1输送冷水，冷水依次流经供冷管道200和供水总管600流入用户系统7中为用户系统供冷，给热后的冷水经由出水总管700和供冷管道200回流至冷水机组1中等待降温后继续下一次循环；且冷水机组1和储冷装置4能同时为用户系统7供冷，保证用户系统7的用冷正常；当冷水机组1提供的冷量依然不足时，启动热泵机组2，开启第三阀门c，热泵机组2提供的冷水和冷水机组1提供的冷水汇流至供水总管600并流入用户系统7中为用户系统7供冷，满足用户系统7的用冷需求，提高用户体验感。
62.在冬季晚上的谷电时期，启动电加热器为储热罐32中的储热介质加热，储热介质储存热量。
63.在冬季白天需用热时，开启第四阀门d，启动储热介质循环泵9，将储热介质泵送至换热板31中与常温水换热，水升温为热水，依次流经供热管道300、供能管道400和供水总管600流入用户系统7中为用户系统7供热，给热后依次经由出水总管700、供能管道400和供热管道300回流至换热板31中继续换热。当电储热装置3供热量不足时，启动热泵机组2，热泵机组2提供的热水流经供能管道400和供水总管600流入用户系统7中为用户系统供热，给热后经由出水总管700和供能管道400回流至热泵机组2。当热泵机组2供热不足时，启动电加热器和储热介质循环泵9，并开启第四阀门d，热泵机组2和电储热装置3共同为用户系统7供热，从换热板31流出的热水与热泵机组2流出的热水汇流后流入用户系统7，并在回流时水流部分进入热泵机组2，另一部分流入换热板31。
64.本实施例提供的能蓄冷蓄热的冷暖联供系统供热供冷稳定，采用多种能源的耦合，达到多能互补，降低了运行费用；且在运行过程中零污染物排放，节能环保；通过增加了热泵机组2、储热装置和储冷装置4，增加了整个系统的灵活性，避免在使用中需增加供冷暖面积时，系统冷热负荷不够的情况，系统可以通过增加热泵机组2的台数，灵活调配供冷热负荷，实用性更广。
65.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。