工厂储能调节型电能热泵供热系统技术方案

本发明专利技术公开了一种工厂储能调节型电能热泵供热系统，包括汇热子系统

【技术实现步骤摘要】
工厂储能调节型电能热泵供热系统


[0001]本专利技术涉及热泵供热系统，尤其是涉及一种工厂储能调节型电能热泵供热系统
。

技术介绍

[0002]随着光伏
、
风电等可再生能源发电规模快速增长，电网绿电成分逐年提高，工业用能电气化成为工厂绿色低碳发展的重要抓手
。
发展高效电能热泵中低温供热（温度 40~60℃、
用于采暖空调
、
工艺烘干
、
生活热水等场景），替代燃气锅炉房
、
市政集中供热等化石能源热源，逐渐成为工厂技改重点
。
电能热泵高效供热需要低成本低温热源
、
提高热泵能效
、
降低综合电价三方面条件，随着电网峰谷电价差值增大
、
储能需求提高
、
结合工业低温余热利用，如何构建一种较为通用的电能热泵高效供热系统，成为亟待解决的技术课题
。

技术实现思路

[0003]有鉴于此，本专利技术提供了一种工厂储能调节型电能热泵供热系统，本专利技术采用余热
+
空气源热泵谷电制热型低温热源，电能水源热泵
+
储能水箱型储能，构建稳定的低成本低温热源，谷电储能削峰，降低综合电价，高效供热
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采取下述技术方案：本专利技术所述的工厂储能调节型电能热泵供热系统，包括汇热子系统
、
储热子系统和供热子系统
。
[0005]所述汇热子系统包括由汇热水箱
、
取热设施和汇热循环泵依次连接而成的汇热循环管路，在汇热时所述汇热水箱为上进下出；所述储热子系统包括储能水箱
、
储能水泵和储能换热器，所述储能水箱和汇热水箱通过管路连接形成低温储热循环管路，所述低温储热循环管路的供水管路上设置有冷却循环水泵，且在低温储热时储能水箱为上进下出形成上热下冷的垂直温度差；储能水箱
、
储能水泵和储能换热器首尾依次连接形成第一换热管路；所述供热子系统包括水源热泵和供热循坏水泵，所述水源热泵的冷凝器
、
供热循环水泵和用户端通过供热循环管路连接
。
[0006]其中，储能换热器通过第二换热管路并联在供热循环管路的供水管路上，储能换热器通过第三换热管路并联在供热循环管路的回水管路上；储能水箱和汇热水箱的上接口均与水源热泵的蒸发器的循环水进口连接，且所述蒸发器的循环水出口分为两路，一路自汇热水箱的下部进入汇热水箱，另一路自储能水箱的下部进入储能水箱
。
[0007]在上述方案中，本专利技术利用汇热子系统回收余热
、
谷电制热，并将热量以低温热水的形式储存在汇热水箱内，汇热水箱和储能水箱之间具有低温储热循环管路，可将低温热量传递并储存在储能水箱内，实现低温储热；储能换热器并联在供热循环管路上，在谷电时段利用供热热水与储能水箱内的水进行热交换，实现中温储热；在峰电时段，利用储能水箱的热量对进入第二换热管路的供水加热，也可以对流经第三换热管路的回水加热，实现中
温放热；当储能水箱内的水温下降至
40℃
及以下时，还能作为水源热泵低温侧的低温热源，实现低温放热
。
[0008]本专利技术所述方案相比常规电能热泵供热，突出优势是热源侧便于多种热源优化组合，调节灵活，适应性强；热媒侧采用梯级温差传热谷电储能，削峰降本
。
相比电热锅炉谷电储能供热，突出优势是热泵储能能效高
、
成本低
。
结合工业低温余热利用
、
峰谷电价储能需求，构建成为储能调节型电能热泵高效供热系统
。
[0009]在实际施工时，取热设施包括工厂余热，如冷却循环水低温余热和排气排水低温余热
。
对于余热不足的工厂，取热设施还包括电能空气源热泵，确保为水源热泵提供
40℃
的低温热源，满足余热不够情况下的运行需求
。
[0010]优选的，所述汇热水箱内的隔热板将其分为上箱体和下箱体，所述上箱体内水平设置有第一上均流导管，所述第一上均流导管靠近上箱体的顶壁；所述下箱体内水平设置有第一下均流导管，且所述第一下均流导管靠近下箱体的底壁；所述储能水箱内水平设置有第二上均流导管和第二下均流导管，所述第二上均流导管靠近所述储能水箱的顶壁，且第二下均流导管靠近储能水箱的底壁
。
[0011]有益效果是：上箱体内为与取热设施热交换后的低温热水，下箱体内为用于吸收取热设施热量的低温水（温度在
25℃
及其以下）；均流导管有效减缓进水和出水扰动，使汇热水箱和储能水箱形成上热下冷的垂直温差，收窄储能传热高低温度边界，提高水源热泵能效
。
[0012]优选的，所述汇热循环管路的低温热水出口设置有喷淋头，所述喷淋头位于所述上箱体内
。
在实际安装时，喷淋头位于第一上均流导管的上方
。
[0013]优选的，所述供热循环管路的供水端设置有混水器，供热循环管路的回水管路通过防过热支路与所述混水器连接，且所述防过热支路上设置有防过热阀
。
当输送至用户端的供水水温过高时，可将部分回水和供水混合，以稳定供水温度
。
[0014]在本专利技术优选的实施方式中，所述第二换热管路和第三换热管路通过转向盘阀分别与所述供热循环管路连接
。
[0015]在本专利技术优选的实施方式中，所述水源热泵为电能水源热泵；所述储能换热器为板式换热器
。
[0016]与现有技术相比，本专利技术采用余热
+
空气源热泵谷电制热，不仅可作为低温热源，还能实现低温储热；水源热泵的热媒侧采用变温运行储能方式，在峰电供热时段可利用储能水箱放热，降低电能水源热泵的供热电耗，降低综合电价
。
储能水箱同时提高了系统的热平衡调节能力
。
与现有燃气锅炉和市政集中供热相比，本专利技术的供热成本可降低
50%
以上，运行成本低且节能降碳
。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的供热系统管路示意图
。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下
述实施例
。
[0019]在本专利技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通
。
对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义
。
[0020]本专利技术提供了一种工厂储能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种工厂储能调节型电能热泵供热系统，其特征在于：包括汇热子系统
、
储热子系统和供热子系统，所述汇热子系统包括由汇热水箱
、
取热设施和汇热循环泵依次连接而成的汇热循环管路，在汇热时所述汇热水箱为上进下出；所述储热子系统包括储能水箱
、
储能水泵和储能换热器，所述储能水箱和汇热水箱通过管路连接形成低温储热循环管路，所述低温储热循环管路的供水管路上设置有冷却循环水泵，且在低温储热时储能水箱为上进下出形成上热下冷的垂直温度差；储能水箱
、
储能水泵和储能换热器首尾依次连接形成第一换热管路；所述供热子系统包括水源热泵和供热循坏水泵，所述水源热泵的冷凝器
、
供热循环水泵和用户端通过供热循环管路连接；其中，储能换热器通过第二换热管路并联在供热循环管路的供水管路上，储能换热器通过第三换热管路并联在供热循环管路的回水管路上；储能水箱和汇热水箱的上接口均与水源热泵的蒸发器的循环水进口连接，且所述蒸发器的循环水出口分为两路，一路自汇热水箱的下部进入汇热水箱，另一路自储能水箱的下部进入储能水箱
。2.
根据权利要求1所述的工厂储能调节型...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳佳晨，王伟杰，王永军，冯广卓，韩冰洲，史康云，
申请(专利权)人：机械工业第六设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：