一种风光自然冷热协同一体化跨季节储能系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种风光自然冷热协同一体化跨季节储能系统，包括：固体电蓄热锅炉、水源热泵、热交换器、跨季斜温层储能装置、蓄能循环泵、供能循环泵、蓄能循环管道、供能循环管道、调节阀组，所述供能循环管道与末端冷热需求用户连接，供能循环管道从末端回水侧出发依次连通热交换器、水源热泵、固体电蓄热锅炉、供能循环泵；蓄能循环管道与跨季斜温层储能装置相连接，蓄能循环管道依次通过蓄能循环泵、热交换器、水源热泵、固体电蓄热锅炉的另一侧。本实用新型专利技术提高跨季节储能装置的利用效率，具有同体积储能更高、同设计负荷体积更小的优点，有效地降低了循环系统投资提高经济性，在生产运维中更易于维护、维修及更换。维修及更换。维修及更换。

【技术实现步骤摘要】
一种风光自然冷热协同一体化跨季节储能系统


[0001]本技术涉及跨季节储冷储热
，具体为一种风光自然冷热协同一体化跨季节储能系统。

技术介绍

[0002]对于应对新能源并网发电带来的波动，储热储冷技术具有很强的调节能力和独立供给能力，在电源侧、用户侧储能中应用十分广泛。但除了工业用热及生活热水供应外，最主要的用热终端为北方城市集中供暖和南方城市的集中供冷，而供暖与供冷均具有很强的季节性，南北方冬夏的冷热需求也很难均衡，以水源热泵系统为例，常年不均衡运行会在地下形成冷坑或热坑，系统效率逐年下降。
[0003]目前市场主流的储能方式是为供暖或供冷建设独立的单日储能系统，综合全年来看设备利用小时数很低。
[0004]而现有的跨季节储能系统在设计上通过单一的大容量储能装置应对风光电能的不连续，导致系统整体启停频繁，系统储热温差较低，能量密度不高，小温差大流量导致用于水泵搬运的耗能过高，储能设备体积过大，施工成本高，整体经济性较差。
[0005]因此，我们提出一种风光自然冷热协同一体化跨季节储能系统，以便于解决上述中提出的问题。

技术实现思路

[0006]本技术的目的在于提供一种风光自然冷热协同一体化跨季节储能系统，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种风光自然冷热协同一体化跨季节储能系统，包括：固体电蓄热锅炉、水源热泵、热交换器、跨季斜温层储能装置、蓄能循环泵、供能循环泵、蓄能循环管道、供能循环管道、调节阀组，所述供能循环管道与末端冷热需求用户连接，供能循环管道从回水侧出发依次连通热交换器、水源热泵、固体电蓄热锅炉、供能循环泵；
[0008]蓄能循环管道与跨季斜温层储能装置通过相连接，蓄能循环管道依次通过连通蓄能循环泵、热交换器、水源热泵、固体电蓄热锅炉的另一侧；
[0009]固体电蓄热锅炉为系统热源，水源热泵机组为系统冷源；
[0010]固体电蓄热锅炉与水源热泵分别承担系统的上下温度界限。
[0011]优选的，所述蓄能循环管道和供能循环管道上安装有调节阀组。
[0012]优选的，所述固体电蓄热锅炉由电阻丝、蓄热砖体、放热风机构成，放热风机变频运行调控跨季斜温层储能装置的储热温度。
[0013]优选的，所述跨季斜温层储能装置为浅层地埋斜温层蓄水池，跨季斜温层储能装置由蓄能罐、保温层、均流布水器构成。
[0014]优选的，所述跨季斜温层储能装置进出口设有三通阀组，三通阀组切换工况模式。
[0015]优选的，所述具体工况模式为夏季热上蓄冷下供；冬季热上供冷下蓄。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0017]1、通过单日储能装置解耦，跨季斜温层储能装置自身以均匀的流量连续运行，稳定连续的储冷储热流量可减少冷热水掺混降低斜温层厚度，提高跨季节储能装置的利用效率；
[0018]2、高温区制热、中温区换热、低温区回收热，三者均运行在其最佳效率区间，系统具备更高的供回水温差设计能力，与现有的跨季储热储冷系统相比较，具有同体积储能更高、同设计负荷体积更小的优点，有效地降低了循环系统投资提高经济性；
[0019]3、更高的温差使系统可以用极低的水泵功率搬运流体供能，大大节省了系统非热工用能，极大地提高了储能系统的储能效率；
[0020]4、固体蓄热锅炉作为系统主要储放及托底热源，应对新能源电力产生弃风弃光时段的不连续性可依托电阻丝的静态制热灵活加减载，无动能消耗的储入其自身搭载的单日固体热储容量中，响应电网系统调峰。通过放热风机变频调节将热量稳定均匀的交换至大容量跨季冷热储能装置中；
[0021]5、变频风机负责耦合单日固体储热的热风介质与跨季储能的冷热水介质，系统以其较低的成本作为调控部件来应对末端热用户复杂的需求变化。风机本身并未串联至水系统，在生产运维中更易于维护、维修及更换，充分保障了系统的用能安全及连续性；
[0022]6、冬季供暖时，系统优先释放夏季存储的热量进行一次供热、其次利用水源热泵进一步提取一次供热后回水的余热，固体蓄热锅炉灵活加减载释放前日消纳谷电存储的热量调控供热水温。该过程利用风光电力清洁供热的同时有效的将冬季自然冷量搬运进了跨季斜温层储能装置中。同理，夏季利用冬储冷水供冷的同时也将自然的热量搬运进系统。系统以年为周期风、光、自然冷热多能协同，平衡了不同地域冬夏负荷需求的差异，极大地提高了系统能效水平及利用效率。
附图说明
[0023]图1为本技术的结构示意图。
[0024]图中：1、固体电蓄热锅炉；2、水源热泵；3、热交换器；4、跨季斜温层储能装置；5、蓄能循环泵；6、供能循环泵；7、蓄能循环管道；8、供能循环管道；9、均流布水器。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0026]请参阅图1，本技术提供一种技术方案：一种风光自然冷热协同一体化跨季节储能系统，包括：固体电蓄热锅炉1、水源热泵2、热交换器3、跨季斜温层储能装置4、蓄能循环泵5、供能循环泵6、蓄能循环管道7、供能循环管道8、调节阀组，所述供能循环管道8与末端冷热需求用户连接，供能循环管道8从回水侧出发依次连通热交换器3、水源热泵2、固体电蓄热锅炉1、供能循环泵6；
[0027]蓄能循环管道7与跨季斜温层储能装置4通过管道相连接，蓄能循环管道7依次通过管道连通蓄能循环泵5及热交换器3、水源热泵2、固体电蓄热锅炉1的另一侧，蓄能循环管道7和供能循环管道8上安装有调节阀组，调节阀组用于控制系统的冬夏季切换及供能调节；
[0028]固体电蓄热锅炉1用作系统热源，固体电蓄热锅炉1由电阻丝、蓄热砖体、放热风机构成，通过其搭载的跨季斜温层储能装置4可即时响应电网系统调度灵活调峰，并通过放热风机变频运行调控跨季斜温层储能装置4的储热温度，在冬季利用其单日调峰热能提高二网供回水温差，减小二网辅机功耗，并作为托底热源保障供热质量；
[0029]水源热泵2机组用作系统冷源，在夏季制冷时利用冬储冷水做冷凝器所需循环冷却水供冷，制冷预升温的同时再由固体电蓄热锅炉1消纳弃电转化的热能加热至目标储热温度，冬季工况通过水源热泵2内循环阀组切换压缩机做功方向交换冷凝器蒸发器位置，在末端用热后进一步梯级利用回水余热，储存更低的水温为夏季制冷提供合适的循环冷却水温度。
[0030]固体电蓄热锅炉1与水源热泵2分别承担了系统的上下温度界限，而热交换器3的搭载可以从中起到承上启下的温度耦合作用，其作用在于放热放冷过程的非做功能量交换，并优化水源热泵2进口温度使其工作在最佳工况点提高效率；
[0031]跨季斜温层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风光自然冷热协同一体化跨季节储能系统，包括：固体电蓄热锅炉(1)、水源热泵(2)、热交换器(3)、跨季斜温层储能装置(4)、蓄能循环泵(5)、供能循环泵(6)、蓄能循环管道(7)、供能循环管道(8)、调节阀组，其特征在于：所述供能循环管道(8)与末端冷热需求用户连接，供能循环管道(8)从回水侧出发依次连通热交换器(3)、水源热泵(2)、固体电蓄热锅炉(1)、供能循环泵(6)；蓄能循环管道(7)与跨季斜温层储能装置(4)相连接，蓄能循环管道(7)依次通过连通蓄能循环泵(5)、热交换器(3)、水源热泵(2)、固体电蓄热锅炉(1)；固体电蓄热锅炉(1)为系统热源，水源热泵(2)机组为系统冷源；固体电蓄热锅炉(1)与水源热泵(2)分别承担系统的上下温度界限。2.根据权利要求1所述的一种风光自然冷热协同一体化跨季节储能系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦宇，王志博，王乐成，郭泽强，
申请(专利权)人：沈阳恒久安泰环保与节能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：