【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，属于供热设备。
技术介绍
1、为实现清洁低碳供热，太阳能的充分利用必不可少。现阶段太阳能-电能的转化率大概在20-26％之间，太阳能-热能的转化率则高得多，一般超过40％。所以目前居民区的太阳能利用更适合转化为热能使用。但是太阳能本身受气候影响较大，具有波动性和不稳定性，所以需要利用储能装置对太阳能进行储存。
2、目前市面上的太阳能利用系统，大多是利用太阳能集热器将太阳能转化为热能，将其储存在水箱中，通过建立开式系统，将水箱里的水直接作为生活热水使用。水的储热是显热储热，储能密度低，在有限的储热体积时，难以将太阳能的水储热作为居民供热系统的稳定热源，这极大限制了太阳能的热利用。
3、清洁能源集中供热系统中，一般采用的热泵装机容量较大，大容量的热泵其启动需满足低温热源温度足够高或者从低温热源能汲取足够多热量。为满足运行的经济性，其快速启动运行具有重要意义。但是在极寒天气里或者所回收的烟气余热不足时，热泵启动困难且有较高的能耗加剧甚至停机风险。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本申请提出了一种基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，利用储能换热模块储存太阳能或辅热后，辅助热泵供热。该系统采用复合相变材料，利用其潜热储存太阳能或余热回收，储热密度高，储热装置体积小，同时利用该相变储热装置对热泵供暖进行补热，能够降低其启动难度，延长热泵的高峰供暖时间，同理可利用储热装置对热泵蒸发器侧补热，在极寒天气可以提供热泵汲
2、根据本申请的一个方面，提供了一种基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，以空气源热泵为主供热源，以太阳能集热器和/或电辅热锅炉为辅助热源；
3、包括太阳能集热器、相变储热装置、水箱、电辅热锅炉和热水管网连通形成的太阳能储热回路和电辅热储热回路。
4、可选地，所述太阳能储热回路的路径为经太阳能集热器至相变储热装置，相变储热装置的换热器与空气源热泵相邻设置，相变储热装置出水管路与空气源热泵出水管路连通后再与水箱连通，水箱与用户端相互连通，用户端的回水返经水箱，再由分水器分流至相变辅热装置或空气源热泵或太阳能集热器以形成回路。
5、可选地，在太阳能储热回路中，太阳能集热器在用户端出水温度与相变储热装置内部温度的差值为tsh时开始蓄热，差值为tsl时停止蓄热。
6、可选地，所述电辅热储热回路的路径为经电辅热锅炉至相变储热装置，再流至水箱，再由分水器分流回电辅热锅炉以形成回路。
7、可选地，在电辅热储热回路中，所述电辅热锅炉蓄热时的出口温度稳定在te，其运行需要同时满足运行时段对应低谷电价所在时段以及储热装置固相占比高于sfe两个条件。
8、可选地，相变储热装置与空气源热泵同时为用户端供热，两者出水温度由水箱来平衡；
9、相变储热装置的供热条件为用户端出水温度低于tpcm，若相变储热装置的固相占比低于sf，则其将会优先供热；
10、空气源热泵供热条件为用户端出口温度低于thlo，或用户端入口温度低于thli。
11、可选地，太阳能储热回路和电辅热储热回路的回水均进入水箱中，相变储热装置与空气源热泵的出水均进入水箱中。
12、可选地，所述水箱为分层水箱，至少分为4层，包括两个入水口，两个出水口；
13、一个入水口位于2层连接用户端回水，另一个入水口位于3层连接相变储热装置和空气源热泵；
14、一个出水口位于1层连接相变储热装置、空气源热泵和太阳能集热装置，另一个出水口位于4层连接用户端及电辅热锅炉。
15、具体地，水箱内部分为4层，每层水温随高度变化，且同一层下的水温相同；从下层至顶层分别为1、2、3、4层。
16、可选地，还包括若干个变频水泵、温度传感器、分水器和阀门。
17、具体地，变频水泵分别设置在相变储热装置换热器与相变储热装置主体的方向管路之间、空气源热泵和相变储热装置与水箱之间(设置在混通管路中间)、相变储热装置与水箱之间(设置在相变储热装置单独与水箱管路之间)和用户端回水至水箱之间用于维持系统的水路运行。
18、温度传感器分别设置在太阳能集热器出水口以及水箱出水口、用户端出水口处。
19、分水器共计三个，一个设置在水箱向用户端出水管路中间，分水器能够向电辅热锅炉分流；另两个设置在水箱1层出水管路之间，一个用于向相变储热装置分流，另一个向空气源热泵分流。阀门设置在相变储热装置主体与换热器之间。
20、可选地，相变储热装置的相变材料为污泥水热解残渣负载三水乙酸钠的复合相变材料。
21、具体地，市售复合相变材料的相变潜热为210-230kj/kg之间，相变温度在56-58℃之间，融化凝固过程中的热导率范围0.32～0.94w/(m2·℃)。
22、优选地，太阳能集热器的坡度为当地纬度+10°。
23、可选的，太阳能集热器可采用pv-t集热器，实现热电联产。
24、可选的，分层水箱的层数可以根据实际需求进行增加，进出水口的位置相对不变。
25、可选的，相变储热装置的储热容量为最大供热功率下单独连续供热4h的热量。
26、本申请基于水合盐相变储热的多能互补供热系统能产生的有益效果为由于相变潜热的释放为恒温放热，所以相变储热装置出口温度更为稳定，相对于显热储热系统而言，系统的水温较为恒定，热泵运行工况更稳定，因此热泵的cop在供暖季中一直维持较高的水平。
27、由于相变储热装置的储热密度较高，在相同的容积下，相变储热的储热量更大，系统在严寒地区的整体cop较高。在相变储热装置的换热器侧补热的作用下，热泵的停机的风险大大减少。同时由于系统中引入了太阳能，所以系统在严寒地区节能效果较好，实现太阳能的充分利用，这一点在太阳辐射强度较高的地区具有更好的表现。
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1.一种基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，以空气源热泵为主供热源，以太阳能集热器和/或电辅热锅炉为辅助热源；
2.根据权利要求1所述的基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，所述太阳能储热回路的路径为经太阳能集热器至相变储热装置，相变储热装置的换热器与空气源热泵相邻设置，相变储热装置出水管路与空气源热泵出水管路连通后再与水箱连通，水箱与用户端相互连通，用户端的回水返经水箱，再由分水器分流至相变辅热装置或空气源热泵或太阳能集热器以形成回路。
3.根据权利要求2所述的基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，在太阳能储热回路中，太阳能集热器在用户端出水温度与相变储热装置内部温度的差值为TSH时开始蓄热，差值为TSL时停止蓄热。
4.根据权利要求1所述的基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，所述电辅热储热回路的路径为经电辅热锅炉至相变储热装置，再流至水箱，再由分水器分流回电辅热锅炉以形成回路。
5.根据权利要求4所述的基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，在电辅热储热回路中，所述电
6.根据权利要求1所述的基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，相变储热装置与空气源热泵同时为用户端供热，两者出水温度由水箱来平衡；
7.根据权利要求1所述的基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，太阳能储热回路和电辅热储热回路的回水均进入水箱中，相变储热装置与空气源热泵的出水均进入水箱中。
8.根据权利要求1所述的基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，所述水箱为分层水箱，至少分为4层，包括两个入水口，两个出水口；
9.根据权利要求1所述的基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，还包括若干个变频水泵、温度传感器、分水器和阀门。
10.根据权利要求1所述的基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，相变储热装置的相变材料为污泥水热解残渣负载三水乙酸钠的复合相变材料。
...【技术特征摘要】
1.一种基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，以空气源热泵为主供热源，以太阳能集热器和/或电辅热锅炉为辅助热源；
2.根据权利要求1所述的基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，所述太阳能储热回路的路径为经太阳能集热器至相变储热装置，相变储热装置的换热器与空气源热泵相邻设置，相变储热装置出水管路与空气源热泵出水管路连通后再与水箱连通，水箱与用户端相互连通，用户端的回水返经水箱，再由分水器分流至相变辅热装置或空气源热泵或太阳能集热器以形成回路。
3.根据权利要求2所述的基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，在太阳能储热回路中，太阳能集热器在用户端出水温度与相变储热装置内部温度的差值为tsh时开始蓄热，差值为tsl时停止蓄热。
4.根据权利要求1所述的基于水合盐相变储热的多能互补供热系统，其特征在于，所述电辅热储热回路的路径为经电辅热锅炉至相变储热装置，再流至水箱，再由分水器分流回电辅热锅炉以形成回路。
5.根据权利要求4所述的基于水合盐相变储热的多能互补供热...
【专利技术属性】
技术研发人员：王翠苹，唐晓东，田浩宇，张子琦，安泽文，孙吉，褚洪涛，
申请(专利权)人：青岛新奥清洁能源有限公司，
类型：新型
国别省市：
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