一种基于电动热泵和蓄热器的换热站高效补热系统技术方案

本实用新型专利技术属于换热站补热改造技术领域，提出了一种基于电动热泵和蓄热器的换热站高效补热系统，其基于原有供热管道基础上，增设蓄热器、电动热泵和阀门。通过针对阀门的启闭、电动热泵和蓄热器的共同作用，在不更换管道的前提下，解决了由于供暖面积持续增加，造成的换热站供热能力不足问题。在热负荷高峰期，一次网热量不足时，优先利用蓄热器内的热量供热，蓄热器放热完毕时，启动电动热泵进行蓄热，既满足了用户的热需求，又提高了管网的输送能力。与此同时，通过蓄热技术，利用电力峰谷差，在夜间进行蓄热，在白天热负荷需求增大时进行放热，不仅减少了能源成本和运行费用，平衡了电力负荷峰谷差，还具有环保和社会效益。还具有环保和社会效益。还具有环保和社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于电动热泵和蓄热器的换热站高效补热系统


[0001]本技术涉及换热站补热改造
，尤其涉及一种基于电动热泵和蓄热器的换热站高效补热系统。

技术介绍

[0002]随着我国经济的持续发展，城镇地区供热面积和供热总量持续增高，在取缔中小型燃煤锅炉的背景下，原有热电联产机组和大型区域锅炉房的供热能力往往跟不上负荷增长的速度，进而导致部分换热站的供热压力和流量不足，供热能力不足，导致供热投诉率增大。
[0003]为了缓解高峰期用电紧张和低谷期用电过剩的矛盾，可运用合理的经济手段引导电力用户移峰填谷，我国各地根据国家有关部委的要求，逐步推行了分时电价制度，并出台了一系列鼓励用户移峰填谷的优惠政策，这为蓄能技术的推广和应用建立了坚实的基础。
[0004]因此，本技术采用电动热泵消耗低谷电并结合水蓄热技术，在不更换供热管道的前提下，降低热网回水温度、提高管网输送能力和供热可靠性，降低热损失，解决部分热网热量不足的问题。由于充分利用电力峰谷差和蓄热技术，可节省能源成本和运行费用。而且本技术有利于电网的削峰填谷，也为可再生能源消纳提供一定的空间。

技术实现思路

[0005]本技术提供了一种基于电动热泵和蓄热器的换热站高效补热系统对换热站进行补热，利用电动热泵消耗谷电并结合蓄热器对换热站进行补热；利用高效电动热泵消耗夜间低谷电，将回水温度降低，并将热量储存在蓄热器内，在热负荷高峰期，一次网热量不足的情况下，优先利用蓄热器内的热量，若蓄热器内热量释放完毕，可以随时开启电动热泵机组进行补热，该技术解决了部分既有换热站供热能力不足的问题，有效降低了热网回水温度、提高了热源效率、管网输送能力和供热可靠性，同时降低了能源成本和运行费用；还有利于电网的削峰填谷，也为可再生能源消纳提供了一定的空间。
[0006]本技术的技术方案：一种基于电动热泵和蓄热器的换热站高效补热系统，基于原有供热管道基础上，增设蓄热器7、电动热泵13和阀门，均位于换热站内；
[0007]板式换热器1连接一次网和二次网，用于一次网与二次网的热量交换；阀门a2布置于板式换热器1至用户端的传输路径上；阀门f10和二次网循环泵16布置于用户端至板式换热器1的传输路径上；电动热泵13设置于二次网侧，其包括冷凝器和蒸发器，冷凝侧的两路分别设置阀门b3和阀门c4，分别连接于阀门a2两端，蒸发侧的两路分别设置阀门g11和阀门h12，分别连接于阀门f10两端；蓄热器7一接口过变频水泵a6和阀门d5连接于阀门a2和阀门c4之间的管路上，蓄热器7另一接口过变频水泵b8和阀门e9连接于用户端与阀门f10间的管路上。
[0008]一次网供水温度为τ
g
，二次网回水温度为通过板式换热器1进行热交换，一次网回水温度降低为τ
g
，二次网供水温度升高至t
g
。
[0009]电动热泵13用于消耗夜间低谷电，将二次网回水温度降低，提高二次网供水温度，并将热量储存在蓄热器7中。经板式换热器1换热后，二次网供水温度为t
g
，该二次网供水流经阀门b3，进入电动热泵13，在电动热泵13的冷凝器中被加热，二次网供水温度升至流经阀门c4输送至用户端进行供暖。当温度为的热水高于原二次网设计温度t
g
时，可以适当减小循环流量，采用小流量大温差的方式运行，有效降低输送能耗；温度为t
h
的二次网回水，流经阀门h12，进入电动热泵13的蒸发器中，温度降至后，流经阀门g11，进入板式换热器1进行换热。
[0010]蓄热器7用于储存热量，夜间将电动热泵13制备的热量储存起来，在热负荷高峰期，一次网热量不足的情况下，优先利用蓄热器内的热量。蓄热时，变频水泵b8启动，蓄热器7内的冷水被抽出，流经阀门e9，进入电动热泵13的蒸发器中，与此同时电动热泵13冷凝器中的热水，流经阀门d5，进入蓄热器7；放热时，变频水泵a6启动，蓄热器7内的热水被抽出，流经阀门d5，与电动热泵13冷凝器中流出的热水混合后输送至用户端进行供暖，与此同时二次网回水流经阀门e9，进入蓄热器7。
[0011]所述阀门a2和阀门f10用于调节供热系统或进行旁通调节：供暖初期，用户侧热负荷需求较小，电动热泵13不启动，阀门a2开启，二次网热水直接供热，阀门f10开启，二次网回水直接进入板式换热器1进行换热循环；当用户侧热负荷需求增大时，阀门a2、阀门f10关闭，二次网热水经电动热泵13辅助加热后，流入用户进行供暖。
[0012]本技术的有益效果：本技术利用电动热泵进行补热，在电价低谷时蓄热，同时降低管网回水温度，减少运行费用。系统组成上尽可能降低设备的初投资，减少管道的长度；全面采用变频泵控制系统；增设高效蓄能设备进行蓄能，实现电能的移峰填谷，增加了供热系统调控的灵活性；电动热泵具有占地面积小，安装方便，布置位置灵活等优点；本技术在扩大供热能力的同时，增大了管网输送能力，降低了回水温度，提高热电联产系统的效率，更方便电厂内的余热回收。本技术解决了原有供热热源能力不足的问题，还具有环保和社会效益。
附图说明
[0013]图1为本技术一种基于电动热泵和蓄热器的换热站高效补热系统的示意图。
[0014]图中：1
‑
板式换热器；2
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阀门a；3
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阀门b；4
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阀门c；5
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阀门d；6
‑
变频水泵a；7
‑
蓄热器；8
‑
变频水泵b；9
‑
阀门e；10
‑
阀门f；11
‑
阀门g；12
‑
阀门h；13
‑
电动热泵；14
‑
用户a；15
‑
用户b；16
‑
二次网循环泵。
具体实施方式
[0015]以下结合附图和技术方案，进一步说明本技术的具体实施方式。
[0016]图1为一种基于电动热泵和蓄热器的换热站高效补热系统的示意图，该基于电动热泵和蓄热器的换热站高效补热系统，基于原有供热管道基础上，增设蓄热器7、电动热泵13和阀门。
[0017]一次网供回水与二次网供回水在板式换热器1处进行换热，二次网供水流经阀门b3进入电动热泵13，被加热至后，流经阀门c4，进入用户a14和用户b15进行供暖，流经用
户端后温度降温为t
h
，二次网回水流经阀门h12，进入电动热泵13的蒸发器中，温度降至后，流经阀门g11，进入板式换热器1进行换热，完成循环。
[0018]蓄热器7有两种工作模式，分别为蓄热模式和放热模式：
[0019]蓄热时，变频水泵b8启动，将蓄热器7内的冷水抽出，冷水流经阀门e9和阀门h12，进入电动热泵13的蒸发器中，被冷却后流经阀门g11，经二次网循环泵16加压后进入板式换热器1内，与此同时，温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电动热泵和蓄热器的换热站高效补热系统，其特征在于，该基于电动热泵和蓄热器的换热站高效补热系统，基于原有供热管道基础上，增设蓄热器(7)、电动热泵(13)和阀门；板式换热器(1)用于一次网与二次网的热量交换；阀门a(2)布置于板式换热器(1)至用户端的传输路径上；阀门f(10)和二次网循环泵(16)布置于用户端至板式换热器(1)的传输路径上；电动热泵(13)包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海超，韩建博，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：新型
国别省市：