【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体地说涉及一种熔盐储能耦合co2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统。
技术介绍
1、熔盐储能是一种使用熔融状态(液态)的硝酸盐、氯化盐和碳酸盐等按一定比例形成的混合盐作为储、传热介质，将富余的太阳能、电能、高温蒸汽和烟气等能量以显热形式进行贮存，待需要使用时结合换热系统输出高温水蒸气驱动汽轮机进行发电或直接供热的新型储能技术。相较于电化学储能，熔盐储能具有建设成本低、使用寿命长、无效率衰减、适宜大型化及环保安全等众多优点，可应用于光热发电、清洁供暖、工业蒸汽供给和火电机组灵活性改造等多个领域。
2、在化工、食品加工、医药、钢铁和石化等企业中，生产需要消耗大量蒸汽，且由于生产需要，凝结水往往无法进行回收利用。目前蒸汽主要依靠外购，或利用燃气锅炉、电蒸汽锅炉生产等方式来获得。外购蒸汽需通过长距离蒸汽管网输送到厂区，蒸汽售价往往较高；采用燃气锅炉生产蒸汽，由于需要以天然气为燃料，需要消耗大量天然气，不仅存在环保问题，且成本较高；采用电锅炉直接产生蒸汽，由于消耗要大量电能，且电价较高，故蒸汽成本也较高。
3、为解决化工等企业获取蒸汽成本高及采用燃气锅炉供汽存在的环保问题，结合熔盐储能技术，本专利技术提出了一种采用谷电储能耦合co2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种通过充分利用低谷时段电的电价优势，可降低企业供汽系统运行费用，并为企业提供成本更低的成品蒸汽的熔盐储能耦合co2空气源热泵热水机梯级储能供汽系
2、本专利技术的熔盐储能耦合co2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统，包括一级储能系统和二级储能系统，一级储能系统包括软化水水箱，软化水水箱的进水口通过输水管路与软化水处理装置的出水口相连，软化水水箱的出水口通过串联有软水泵的软化水管与二氧化碳空气源热泵热水机的冷凝器的受热通道的进水口相连，冷凝器的受热通道的出水口通过一级热水管与蓄热水箱的进水口相连，冷凝器的散热通道的高温高压气态二氧化碳进口通过管道与二氧化碳压缩机的循环介质出口相连，二氧化碳压缩机的循环介质进口通过高温低压气态二氧化碳管路与回热器的受热通道的出口相连，回热器的受热通道的进口通过管道与蒸发器的介质出口相连，蒸发器的介质进口通过串联有膨胀阀的管路与回热器的散热通道的出口相连，回热器的散热通道的进口通过液态二氧化碳输送管路与冷凝器的散热通道的出口相连；
3、所述二级储能系统包括熔盐电加热器，熔盐电加热器的出口通过高温熔盐输送管与高温熔盐储罐的进口相连，高温熔盐储罐的出口通过串联有高温熔盐泵的高温熔盐管路与蒸发器的散热通道的进口相连，蒸发器的散热通道的出口通过低温熔盐管路与低温熔盐储罐的进口相连，低温熔盐储罐的出口通过低温熔盐输送管与所述熔盐电加热器的进口相连，低温熔盐输送管上串联有低温熔盐泵；
4、所述蒸发器的受热通道的出口与高温蒸汽管路的进口相连，蒸发器的受热通道的进口与除氧水输送管路的出口相连，除氧水输送管路上串联有阀门和二级加压水泵，除氧水输送管路的进口与除氧器的出水口相连，除氧器的进水口通过热水输送管与蓄热水箱的出水口相连，热水输送管上串联有一级加压水泵。
5、优选的，所述高温蒸汽管路通过串联有阀门的后备蒸汽管路与电极锅炉或电加热器的蒸汽出口相连，电极锅炉或电加热器的进水口通过串联有阀门的补水管路与除氧水输送管路上二级加压水泵的出水口段相连。
6、优选的，所述高温蒸汽管路通过串联有阀门的分支管路与除氧器的进水口相连。
7、优选的，所述高温熔盐储罐的出口通过串联有备用高温熔盐泵的备用高温熔盐管路与蒸发器的散热通道的进口相连，所述低温熔盐储罐的出口通过串联有备用低温熔盐泵的备用低温熔盐输送管与所述熔盐电加热器的进口相连。
8、优选的，所述软化水管与一级热水管通过串联有阀门的旁通管道相连。
9、优选的，所述冷凝器的受热通道的出水口排出的出水温度不超过95℃，所述二级储能系统中循环的高温部分熔盐的温度为400℃—425℃，低温部分熔盐的温度为200℃—230℃，所述熔盐电加热器、高温熔盐储罐和低温熔盐储罐中填充的熔盐为三元混合硝酸盐。
10、优选的，所述三元混合硝酸盐由重量百分比为53％的kno3、重量百分比为40％的nano3和重量百分比为7％的nano3构成。
11、优选的，所述电极锅炉或电加热器在用电低谷时开启生产蒸汽，在用电低谷时蒸发器不生产蒸汽。
12、本专利技术的熔盐储能耦合co2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统具有以下的有益效果：
13、一、通过梯级储能加热产生蒸汽，降低了单纯采用熔盐储能的熔盐用量，同时降低了熔盐罐的容积，从而减少了系统初始投资。
14、二、充分利用谷电，同时对低温段采用co2空气源热泵热水机加热，节能的同时进一步降低了蒸汽的能源成本。
15、三、利用谷电梯级储能加热为工业企业提供蒸汽，解决了现有技术利用燃气锅炉供汽方式存在的环保问题，以及由于天然气价格不稳定带来的成本波动太大的问题；
16、四、企业利用储能系统直接产蒸汽，相比外购蒸汽，减少了管网投资，降低了蒸汽沿管网的能量损失，节约了能源；
17、五、充分利用用电低峰的谷电储能，有利于电网的移峰填谷，增加新能源电力的消纳。
18、综上所述，本专利技术的技术方案充分利用水和熔盐介质的特点，采用梯级储能加热技术制蒸汽，最大程度达到节能降费的效果；同时本专利技术的技术方案采用co2空气源热泵热水机结合蓄热水箱与熔盐系统进行两级梯级储能，比单纯采用熔盐储能，节能率达9％以上。因此，本专利技术的熔盐储能耦合co2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统具有通过充分利用低谷时段电的电价优势，具有较高的能效，可最大程度降低企业供汽系统运行费用，并为企业提供成本更低的成品蒸汽的特点。
19、下面结合附图及实施例详述本专利技术。
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1.熔盐储能耦合CO2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统，其特征是：包括一级储能系统和二级储能系统，一级储能系统包括软化水水箱(1)，软化水水箱(1)的进水口通过输水管路与软化水处理装置(32)的出水口相连，软化水水箱(1)的出水口通过串联有软水泵(2)的软化水管(3)与二氧化碳空气源热泵热水机的冷凝器(4)的受热通道的进水口相连，冷凝器(4)的受热通道的出水口通过一级热水管(5)与蓄热水箱(6)的进水口相连，冷凝器(4)的散热通道的高温高压气态二氧化碳进口通过管道与二氧化碳压缩机(7)的循环介质出口相连，二氧化碳压缩机(7)的循环介质进口通过高温低压气态二氧化碳管路(8)与回热器(9)的受热通道的出口相连，回热器(9)的受热通道的进口通过管道与蒸发器(10)的介质出口相连，蒸发器(10)的介质进口通过串联有膨胀阀(11)的管路与回热器(9)的散热通道的出口相连，回热器(9)的散热通道的进口通过液态二氧化碳输送管路(12)与冷凝器(4)的散热通道的出口相连；
2.如权利要求1所述的熔盐储能耦合CO2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统，其特征是：所述高温蒸汽管路(29)通过
3.如权利要求2所述的熔盐储能耦合CO2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统，其特征是：所述高温蒸汽管路(29)通过串联有阀门的分支管路(16)与除氧器(19)的进水口相连。
4.如权利要求3所述的熔盐储能耦合CO2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统，其特征是：所述高温熔盐储罐(21)的出口通过串联有备用高温熔盐泵(33)的备用高温熔盐管路(34)与蒸发器(24)的散热通道的进口相连，所述低温熔盐储罐(26)的出口通过串联有备用低温熔盐泵(36)的备用低温熔盐输送管(37)与所述熔盐电加热器(20)的进口相连。
5.如权利要求4所述的熔盐储能耦合CO2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统，其特征是：所述软化水管(3)与一级热水管(5)通过串联有阀门的旁通管道(38)相连。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的熔盐储能耦合CO2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统，其特征是：所述冷凝器(4)的受热通道的出水口排出的出水温度不超过95℃，所述二级储能系统中循环的高温部分熔盐的温度为400℃—425℃，低温部分熔盐的温度为200℃—230℃，所述熔盐电加热器(20)、高温熔盐储罐(21)和低温熔盐储罐(26)中填充的熔盐为三元混合硝酸盐。
7.如权利要求6所述的熔盐储能耦合CO2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统，其特征是：所述三元混合硝酸盐由重量百分比为53％的KNO3、重量百分比为40％的NaNO3和重量百分比为7％的NaNO3构成。
8.如权利要求7所述的熔盐储能耦合CO2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统，其特征是：所述电极锅炉(14)或电加热器在用电低谷时开启生产蒸汽，在用电低谷时蒸发器(24)不生产蒸汽。
9.如权利要求1至5中任何一项所述的熔盐储能耦合CO2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统，其特征是：所述电极锅炉(14)或电加热器在用电低谷时开启生产蒸汽，在用电低谷时蒸发器(24)不生产蒸汽。
...【技术特征摘要】
1.熔盐储能耦合co2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统，其特征是：包括一级储能系统和二级储能系统，一级储能系统包括软化水水箱(1)，软化水水箱(1)的进水口通过输水管路与软化水处理装置(32)的出水口相连，软化水水箱(1)的出水口通过串联有软水泵(2)的软化水管(3)与二氧化碳空气源热泵热水机的冷凝器(4)的受热通道的进水口相连，冷凝器(4)的受热通道的出水口通过一级热水管(5)与蓄热水箱(6)的进水口相连，冷凝器(4)的散热通道的高温高压气态二氧化碳进口通过管道与二氧化碳压缩机(7)的循环介质出口相连，二氧化碳压缩机(7)的循环介质进口通过高温低压气态二氧化碳管路(8)与回热器(9)的受热通道的出口相连，回热器(9)的受热通道的进口通过管道与蒸发器(10)的介质出口相连，蒸发器(10)的介质进口通过串联有膨胀阀(11)的管路与回热器(9)的散热通道的出口相连，回热器(9)的散热通道的进口通过液态二氧化碳输送管路(12)与冷凝器(4)的散热通道的出口相连；
2.如权利要求1所述的熔盐储能耦合co2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统，其特征是：所述高温蒸汽管路(29)通过串联有阀门的后备蒸汽管路(15)与电极锅炉(14)或电加热器的蒸汽出口相连，电极锅炉(14)或电加热器的进水口通过串联有阀门的补水管路(13)与除氧水输送管路(30)上二级加压水泵(31)的出水口段相连。
3.如权利要求2所述的熔盐储能耦合co2空气源热泵热水机梯级储能供汽系统，其特征是：所述高温蒸汽管路(29)通过串联有阀门的分支管路(16)与除氧器(19)的进水口相连。
4.如权利要求3所述的熔盐储能耦合co2空气源热泵热...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑烨，蒋正君，辛璐，
申请(专利权)人：蓝星北京化工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：
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