本文作者:kaifamei

一种利用跨季节储存的热水驱动的供能系统及方法

更新时间:2025-12-21 20:26:01 0条评论

一种利用跨季节储存的热水驱动的供能系统及方法



1.本技术涉及城市能源技术领域,具体涉及一种利用跨季节储存的热水驱动的供能系统及方法。


背景技术:



2.在双碳目标之下,如何在经济性可行的情况下降低供热、供冷系统的能耗和碳排放成为行业发展亟需解决的难题。
3.位于我国北方地区的垃圾电厂、生物质电厂等以可再生能源为燃料的电厂,最大限度的增大其供热、供冷能力是需要努力的方向。通过使用夏热冬用、冬冷夏用的跨季节冷热联储供热供冷系统,可以增大电厂的供热、供冷能力。
4.当这类系统的储热温度较高(例如90℃以上)、而热网需要的供水温度又较低时(例如50℃),如果将储存的90℃的高温热水直接用于供热,热量的品位就有所浪费,本质上相当于没有利用这部分温度品位去最大程度的增大供热、供冷能力。


技术实现要素:



5.为了解决上述现有技术中的问题,本技术的目的在于提供一种利用跨季节储存的热水驱动的供能系统及方法,将跨季节冷热联储装置中储存的热能用于制冰,可以充分利用高温热能,并通过春季、秋季补热的流程,实现系统余热量的增加,通过设置蓄热装置将这些热量进一步利用,显著增大系统的供热、供冷能力。
6.为了实现上述技术目的,本技术采用以下技术方案:
7.本技术第一方面提供一种利用跨季节储存的热水驱动的供能系统,包括跨季节冷热联储装置、第一制冰供热机组、第二制冰供热机组、供水管路、回水管路,所述供水管路、所述回水管路流通有介质;
8.所述跨季节冷热联储装置向所述第一制冰供热机组、所述第二制冰供热机组输出热能,同时,所述第一制冰供热机组、所述第二制冰供热机组向所述跨季节冷热联储装置输出冷能,所述跨季节冷热联储装置储存所述冷能,所述第一制冰供热机组、所述第二制冰供热机组通过所述供水管路向外输出热能。
9.可选地,所述跨季节冷热联储装置包括第一进出口、第二进出口,所述第一制冰供热机组包括第一入口、第一出口、第二入口、第二出口、第三入口、第三出口;
10.所述第一进出口分别连接所述第三出口、所述回水管路,所述第二进出口分别连接所述第二入口、所述供水管路;
11.所述第一入口连接所述回水管路,所述第一出口连接所述供水管路。
12.可选地,所述第二制冰供热机组包括第一入口、第一出口、第二入口、第二出口;
13.所述第一入口分别连接所述回水管路、所述第一进出口,所述第一出口连接所述供水管路,所述第二入口连接所述第二出口,所述第二出口连接所述第一进出口;
14.所述第二入口还连接所述回水管路。
15.可选地,还包括换热器,所述换热器包括第一入口、第一出口、第二入口、第二出口;
16.所述第一入口连接所述回水管路,所述第一出口连接所述供水管路,所述第二入口连接所述第二出口,所述第二出口连接所述第二入口。
17.可选地,还包括电热泵,所述电热泵包括第一入口、第一出口、第二入口、第二出口;
18.所述第一入口连接所述回水管路,所述第一出口连接所述供水管路,所述第二入口连接所述第二出口,所述第二出口分别连接所述供水管路、所述第二入口、所述第三入口;
19.所述第一出口还连接第二入口;
20.所述第二出口还分别连接所述第一入口、所述第二入口。
21.可选地,还包括蓄热装置,所述蓄热装置包括第一进出口、第二进出口;
22.所述第一进出口分别连接所述第一入口、第二出口,所述第二进出口分别连接所述第一出口、第二入口。
23.可选地,还包括末端换热站,所述末端换热站包括换热设备,所述换热设备包括入口、出口,所述入口连接所述供水管路,所述出口连接所述回水管路;
24.所述末端换热站还包括电制冷机,所述电制冷机包括入口、出口,所述入口与所述出口连接,所述出口连接所述回水管路。
25.可选地,还包括环境热源装置,所述环境热源装置包括第一入口、第一出口,所述第一入口连接所述第二出口,所述第一出口连接所述第二入口。
26.可选地,所述第一进出口设置有第十七阀门,连接所述第一进出口的路径上设置有第十九阀门,所述第二进出口连接所述第二入口的路径上设置有第二阀门;
27.所述第一进出口设置有第五阀门,连接所述第三出口的路径上设置有第六阀门,连接所述回水管路的路径上设置有第十八阀门,所述第二进出口连接所述第二入口的路径上设置有第一阀门,连接所述供水管路的路径上设置有第二十阀门;
28.所述第一入口连接所述回水管路的路径上设置有第十阀门,所述第二出口连接所述第二入口的路径上在所述第二入口、所述第二出口之间设置有第二十二阀门,在所述第二入口、所述第二出口之间设置有第三阀门,在所述第二出口、所述第二入口之间设置有第二十一阀门。
29.可选地,所述第一入口连接所述回水管路的路径上设置有第八阀门,所述第一出口连接所述供水管路的路径上设置有第九阀门,所述第二入口连接所述第二出口的路径上设置有第四阀门,连接所述回水管路的路径上设置有第十二阀门,所述第二出口连接所述第一进出口的路径上设置有第七阀门。
30.可选地,所述第一入口连接所述回水管路的路径上设置有第十六阀门和第十一阀门,所述第一出口连接所述供水管路的路径上设置有第十四阀门,连接第二入口的路径上设置有第十三阀门,所述第二出口连接所述第一进出口的路径上设置有第十五阀门;
31.所述第二出口连接所述第一入口的路径连接点位于所述第十六阀门和所述第十一阀门之间。
32.可选地,包括串联或并联的多个蓄热装置、串联或并联的多个跨季节冷热联储装
置;
33.或者,所述蓄热装置、所述跨季节冷热联储装置均包括n个小室,n为≥2的自然数,所述n个小室并联或串联;
34.所述第一制冰供热机组是热水驱动型的制冰机、或者热水驱动型与电压缩式混合的制冰机;
35.所述换热设备是普通换热器,或大温差换热器,或二类热泵换热器。
36.本技术第二方面提供一种冬季供暖方法,通过以上任一项所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统实施,冬季供暖之前的初始状态是:蓄热装置、跨季节冷热联储装置中是高温热水,温度为90℃-95℃,所有阀门均处于关闭状态;
37.冬季开始供暖:
38.第一阀门、第二阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门、第十一阀门、第十四阀门、第十五阀门、第十六阀门、第十七阀门、第二十一阀门打开;
39.回水管路的回水,通过第十阀门进入第一制冰供热机组的第一入口,被加热后从第一出口流出送入供水管路,对外供热;
40.通过第八阀门进入第二制冰供热机组的第一入口,被加热后从第一出口流出,通过第九阀门送入供水管路,对外供热;
41.通过第十阀门进入换热器的第一入口,被加热后从第一出口流出送入供水管路,对外供热;
42.通过第十一阀门、第十六阀门进入电热泵的第一入口,被加热后从第一出口流出,通过第十四阀门送入供水管路,对外供热;
43.同时,
44.高温热水分别从蓄热装置的第二进出口流出,从跨季节冷热联储装置的第二进出口流出,汇合通过第二阀门进入第一制冰供热机组的第二入口,降温后从第二出口流出,然后进入换热器的第二入口,降温后从第二出口流出,然后进入电热泵的第二入口,降温后从第二出口流出,成为低温冷水;
45.低温冷水通过第十五阀门后分为三路,第一路进入蓄热装置的第一进出口,在蓄热装置中存储,第二路进入第一制冰供热机组的第三入口,制冷后从第三出口流出,第三路进入第二制冰供热机组的第二入口,制冷后从第二出口流出,汇合通过第六阀门、第五阀门,进入跨季节冷热联储装置的第一进出口,在跨季节冷热联储装置中存冰。
46.本技术第三方面提供一种夏季制冷方法,通过以上任一项所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统实施,夏季供冷之前的初始状态是:蓄热装置中是低温冷水,跨季节冷热联储装置中是冰浆或冰水混合物,温度为0℃,所有阀门均处于关闭状态;
47.夏季开始供冷,包括:
48.工况一:跨季节冷热联储装置供冷模式;
49.第十八阀门、第二十阀门打开;
50.回水管路的回水,通过第十八阀门进入跨季节冷热联储装置的第一进出口,冰浆或冷水从第二进出口经过第二十阀门流出送入供水管路,对外供冷;
51.跨季节冷热联储装置供冷完毕后,第十八阀门、第二十阀门均关闭。
52.本技术第四方面提供一种春季补热方法,通过以上任一项所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统实施,春季补热之前的初始状态是:蓄热装置中是低温冷水,所有阀门均处于关闭状态,系统对外不供冷供热;
53.春季开始补热,包括:
54.第十七阀门、第十九阀门打开,其他阀门均处于关闭状态;
55.低温冷水从蓄热装置的第一进出口流出,通过第十七阀门、第十九阀门进入第二制冰供热机组的第一入口,升温后从第一出口流出,进入蓄热装置的第二进出口存储高温热水;
56.同时,第二制冰供热机组从环境热源装置吸取热能;
57.蓄热装置补热完毕后,第十七阀门、第十九阀门均关闭。
58.可选地,还包括:
59.工况二:蓄热装置、跨季节冷热联储装置蓄热同时系统供冷模式,蓄热装置、跨季节冷热联储装置开始实现蓄热功能,第二制冰供热机组开始对蓄热装置、跨季节冷热联储装置进行补热,同时电热泵对外供冷;
60.第一阀门、第三阀门、第五阀门、第十二阀门、第十三阀门、第十六阀门、第十七阀门、第十九阀门打开,其他阀门均处于关闭状态;
61.回水管路的回水,通过第十二阀门进入第二制冰供热机组的第二入口,降温后从第二出口流出分为两路,第一路进入电热泵的第二入口,降温后从第二出口流出送入供水管路,对外供冷,第二路通过第三阀门、第十六阀门进入电热泵的第一入口,升温后从第一出口流出,通过第十三阀门进入第二制冰供热机组的第二入口,继续被降温;
62.同时,
63.低温冷水分别从蓄热装置的第一进出口流出,从跨季节冷热联储装置的第一进出口流出,汇合进入第二制冰供热机组的第一入口,升温后从第一出口流出,分别进入蓄热装置的第二进出口存储高温热水,进入跨季节冷热联储装置的第二进出口存储高温热水。
64.本技术第五方面提供一种秋季补热方法,通过以上任一项所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统实施,秋季补热之前的初始状态是:跨季节冷热联储装置中是低温冷水,所有阀门均处于关闭状态,系统对外不供冷供热;
65.秋季开始补热,包括:
66.第一阀门、第五阀门打开,其他阀门均处于关闭状态;
67.低温冷水从跨季节冷热联储装置的第一进出口流出,通过第五阀门进入第二制冰供热机组的第一入口,升温后从第一出口流出,通过第一阀门进入跨季节冷热联储装置的第二进出口存储高温热水;
68.同时,第二制冰供热机组从环境热源装置吸取热能;
69.跨季节冷热联储装置补热完毕后,第一阀门、第五阀门均关闭。
70.由上述技术方案可知,本技术提供一种利用跨季节储存的热水驱动的供能系统、冬季供暖方法、夏季制冷方法、春季补热方法、秋季补热方法,具有以下优点:
71.蓄热装置、跨季节冷热联储装置中储存的热能均用于制冰,可以充分利用高温热能,显著增大电厂的供热、供冷能力,提高系统能效。
72.供热供冷可以共用一个输配管网,冷热同网。
73.通过系统的配置和运行实现了冷、热、气、电四网协同。
74.春季、秋季可以把热存起来,热在冬天释放。
75.制出来的部分冰也可以直接销售,用于冷链。
附图说明
76.图1为本技术实施例的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统的结构示意图;
77.图2为本技术实施例的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统的结构示意图;
78.图3为本技术实施例的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统的结构示意图。
79.附图标记说明:1、第一阀门;2、第二阀门;3、第三阀门;4、第四阀门;5、第五阀门;6、第六阀门;7、第七阀门;8、第八阀门;9、第九阀门;10、第十阀门;11、第十一阀门;12、第十二阀门;13、第十三阀门;14、第十四阀门;15、第十五阀门;16、第十六阀门;17、第十七阀门;18、第十八阀门;19、第十九阀门;20、第二十阀门;21、第二十一阀门;22、第二十二阀门;
80.30、蓄热装置;31、第一进出口;32、第二进出口;
81.40、跨季节冷热联储装置;41、第一进出口;42、第二进出口;
82.50、第一制冰供热机组;51、第一入口;52、第一出口;53、第二入口;54、第二出口;55、第三入口;56、第三出口;
83.60、第二制冰供热机组;61、第一入口;62、第一出口;63、第二入口;64、第二出口;
84.70、换热器;71、第一入口;72、第一出口;73、第二入口;74、第二出口;
85.80、电热泵;81、第一入口;82、第一出口;83、第二入口;84、第二出口;
86.90、末端换热站;901、换热设备;91、入口;92、出口;902、电制冷机;93、入口;94、出口;
87.100、环境热源装置;101、第一入口;102、第一出口;
88.200、供水管路;
89.300、回水管路。
具体实施方式
90.本技术的核心思想是:
91.使用夏热冬用、冬冷夏用的跨季节冷热联储供热供冷系统,可以增大电厂的供能能力。当这类系统的储热温度较高(例如90℃以上)、而热网需要的供水温度又较低时(例如50℃),如果将储存的90℃的高温热水直接用于供热,热量的品位就有所浪费。本技术提供一种利用跨季节储存的热水驱动的供能系统、冬季供暖方法、夏季制冷方法、春季补热方法、秋季补热方法:系统中的蓄热装置、跨季节冷热联储装置中储存的热能均用于制冰,可以充分利用高温热能,并通过春季、秋季补热的流程,系统在春季、秋季可以把热存起来,热在冬天释放,显著增大电厂的供热、供冷能力,提高系统能效。制出来的部分冰也可以直接销售,用于冷链。
92.为了更好的了解本技术的目的、结构及功能,下面结合附图,对本技术的一种利用跨季节储存的热水驱动的供能系统和方法做进一步详细的描述。
93.实施例1
94.如图1所示为本技术实施例1,该实施例提供一种利用跨季节储存的热水驱动的供
能系统,包括跨季节冷热联储装置40、第一制冰供热机组50、第二制冰供热机组60、供水管路200、回水管路300,供水管路200、回水管路300流通有介质;
95.在供热时该介质为水,在供冷时该介质为冰浆或水,供水管路200、回水管路300可以连接至用户的暖气系统和空调系统;
96.跨季节冷热联储装置40向第一制冰供热机组50、第二制冰供热机组60输出热能,同时,第一制冰供热机组50、第二制冰供热机组60向跨季节冷热联储装置40输出冷能,跨季节冷热联储装置40储存冷能,第一制冰供热机组50、第二制冰供热机组60通过供水管路200向外输出热能。
97.在一个实施例中,跨季节冷热联储装置40包括第一进出口41、第二进出口42,第一制冰供热机组50包括第一入口51、第一出口52、第二入口53、第二出口54、第三入口55、第三出口56;
98.第一进出口41分别连接第三出口56、回水管路300,第二进出口42分别连接第二入口53、供水管路200;
99.第一入口51连接回水管路300,第一出口52连接供水管路200。
100.在一个实施例中,第二制冰供热机组60包括第一入口61、第一出口62、第二入口63、第二出口64;
101.第一入口61分别连接回水管路300、第一进出口41,第一出口62连接供水管路200,第二入口63连接第二出口54,第二出口64连接第一进出口41;
102.第二入口63还连接回水管路300。
103.在一个实施例中,还包括换热器70,换热器70包括第一入口71、第一出口72、第二入口73、第二出口74;
104.第一入口71连接回水管路300,第一出口72连接供水管路200,第二入口73连接第二出口54,第二出口74连接第二入口63。
105.换热器70的作用是梯级地降低第一制冰供热机组50的第二出口54出来的热水温度,通过直接换热的方式,将热量取走用于供热,经换热器70换热后的水再去制冷。
106.在一个实施例中,还包括电热泵80,电热泵80包括第一入口81、第一出口82、第二入口83、第二出口84;
107.第一入口81连接回水管路300,第一出口82连接供水管路200,第二入口83连接第二出口74,第二出口84分别连接供水管路200、第二入口63、第三入口55;
108.第一出口82还连接第二入口63;
109.第二出口64还分别连接第一入口81、第二入口83。
110.电热泵80的作用是梯级地降低热水温度,通过电热泵80降温的方式,将热量取走用于供热,经电热泵80降温后的水再去制冷。
111.在一个实施例中,还包括蓄热装置30,蓄热装置30包括第一进出口31、第二进出口32;
112.第一进出口31分别连接第一入口61、第二出口84,第二进出口32分别连接第一出口62、第二入口53。
113.蓄热装置30的作用是:根据热量匹配情况,系统存在多余的热量需要存储,配置蓄热装置30将低温的回水存入,或者用于存储热能。
114.在一个实施例中,如图2所示,还包括末端换热站90,末端换热站90包括换热设备901,换热设备901包括入口91、出口92,入口91连接供水管路200,出口92连接回水管路300。末端换热站90的功能是将冷或者热释放给用户。
115.在一个实施例中,如图2所示,末端换热站90还包括电制冷机902,电制冷机902的作用是冬季进一步降低热网的回水温度,电制冷机902包括入口93、出口94,入口93与出口92连接,出口94连接回水管路300。夏季电制冷机902冷冻水和冷却水侧切换,冬季电制冷机902做热泵用,夏季吸收房间散的热将热网的回水温度升高,送给热源端。
116.在一个实施例中,如图3所示,还包括环境热源装置100,环境热源装置100包括第一入口101、第一出口102,第一入口101连接第二出口64,第一出口102连接第二入口63。
117.环境热源装置100吸取来自环境中的热,可以是水池补热、能源塔、空气源、水源、地源等其它任何形式的热源。
118.在一个实施例中,第一进出口31设置有第十七阀门17,连接第一进出口61的路径上设置有第十九阀门19,第二进出口32连接第二入口53的路径上设置有第二阀门2;
119.第一进出口41设置有第五阀门5,连接第三出口56的路径上设置有第六阀门6,连接回水管路300的路径上设置有第十八阀门18,第二进出口42连接第二入口53的路径上设置有第一阀门1,连接供水管路200的路径上设置有第二十阀门20;
120.第一入口51连接回水管路300的路径上设置有第十阀门10,第二出口54连接第二入口63的路径上在第二入口73、第二出口74之间设置有第二十二阀门22,在第二入口83、第二出口84之间设置有第三阀门3,在第二出口74、第二入口83之间设置有第二十一阀门21。
121.第二十二阀门22的作用是关断,让热水直接流进换热器70的第二进口73并从第二出口74流出。
122.第三阀门3的作用是关断,让热水直接流进电热泵80的第二进口83并从第二出口84流出。
123.在一个实施例中,第一入口61连接回水管路300的路径上设置有第八阀门8,第一出口62连接供水管路200的路径上设置有第九阀门9,第二入口63连接第二出口84的路径上设置有第四阀门4,连接回水管路300的路径上设置有第十二阀门12,第二出口64连接第一进出口41的路径上设置有第七阀门7。
124.在一个实施例中,第一入口81连接回水管路300的路径上设置有第十六阀门16和第十一阀门11,第一出口82连接供水管路200的路径上设置有第十四阀门14,连接第二入口63的路径上设置有第十三阀门13,第二出口84连接第一进出口31的路径上设置有第十五阀门15;
125.第二出口64连接第一入口81的路径连接点位于第十六阀门16和第十一阀门11之间。
126.上述各个阀门可以采用电磁阀,方便进行自动控制。
127.在一个实施例中,包括串联或并联的多个蓄热装置30、串联或并联的多个跨季节冷热联储装置40;
128.或者,蓄热装置30、跨季节冷热联储装置40均包括n个小室,n为≥2的自然数,n个小室并联或串联。
129.系统中蓄热装置30、跨季节冷热联储装置40的每个小室不限于附图中所示的2个
进出口,进出口数量可以调整,只要实现功能与本技术相同,都属于本专利保护范围,例如可以大于2个进出口。
130.第一制冰供热机组50是热水驱动型的制冰机、或者热水驱动型与电压缩式混合的制冰机。第一制冰供热机组50可以不制冰,只出冷水。
131.第二制冰供热机组60的驱动热源可以是各种余热,也可以是各种燃料、或者电。第二制冰供热机组60可以不制冰,只出冷水。
132.换热设备901是普通换热器,或大温差换热器,或二类热泵换热器。
133.跨季节冷热联储装置40可以解决大型蓄冰池跨季节蓄冰后冰浆分层形成富冰层而无法输送冰浆的问题,能够实现大型蓄冰池内冰浆的均匀持续输送。可以采用这样的结构设置:包括蓄冰池、输冰管和回水管,蓄冰池包括冰浆区和静置区,冰浆区与静置区的底部互相连通,输冰管和回水管分别连接冰浆区和静置区;还包括:搅拌器和取冰器,搅拌器设置在冰浆区,取冰器设置在静置区的上部;搅拌器将固态冰和水混合为冰浆,并调节冰浆浓度,取冰器用于将静置区的固态冰输送至冰浆区。
134.以上所述的各个组成设备,例如:蓄热装置30、第一制冰供热机组50、第二制冰供热机组60、换热器70、电热泵80、换热设备901、电制冷机902,这些设备的内部结构可以参考现有技术,此处不再详细描述。这些设备上的各个接口,与设备内部的单个或多个功能组件连通,以实现对介质的升温、降温、输送、等不同功能,本领域技术人员在了解设备的具体结构之后,就可以充分理解其工作原理。
135.实施例2
136.本实施例提供一种冬季供暖方法,通过实施例1中所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统实施,冬季这种模式实现的功能是:利用制冰供热机组,深度从水中提取相变热量,将用于驱动的余热或者电和从水中提出的相变热量都用于供热,同时获得了免费的冰浆或者冷水,将得到的冰浆或冷水存储于蓄热装置30、跨季节冷热联储装置40中(这时候是蓄冷),将冷量存储一直到夏季供冷的时候再用于空调供冷。
137.如图1、或图2、或图3所示,冬季供暖之前的初始状态是:蓄热装置30、跨季节冷热联储装置40中是高温热水,温度为90℃-95℃,所有阀门均处于关闭状态;
138.冬季开始供暖:
139.第一阀门1、第二阀门2、第四阀门4、第五阀门5、第六阀门6、第七阀门7、第八阀门8、第九阀门9、第十阀门10、第十一阀门11、第十四阀门14、第十五阀门15、第十六阀门16、第十七阀门17、第二十一阀门21打开;
140.回水管路300的回水,通过第十阀门10进入第一制冰供热机组50的第一入口51,被加热后从第一出口52流出送入供水管路200,对外供热;
141.通过第八阀门8进入第二制冰供热机组60的第一入口61,被加热后从第一出口62流出,通过第九阀门9送入供水管路200,对外供热;
142.通过第十阀门10进入换热器70的第一入口71,被加热后从第一出口72流出送入供水管路200,对外供热;
143.通过第十一阀门11、第十六阀门16进入电热泵80的第一入口81,被加热后从第一出口82流出,通过第十四阀门14送入供水管路200,对外供热;
144.同时,
145.高温热水分别从蓄热装置30的第二进出口32流出,从跨季节冷热联储装置40的第二进出口42流出,汇合通过第二阀门2进入第一制冰供热机组50的第二入口53,降温后从第二出口54流出,然后进入换热器70的第二入口73,降温后从第二出口74流出,然后通过第二十一阀门21进入电热泵80的第二入口83,降温后从第二出口84流出,成为低温冷水,低温冷水的水温参考值为1℃-10℃;
146.低温冷水通过第十五阀门15后分为三路,第一路通过第十七阀门17进入蓄热装置30的第一进出口31,在蓄热装置30中存储,第二路进入第一制冰供热机组50的第三入口55,制冷后从第三出口56流出,第三路通过第四阀门4进入第二制冰供热机组60的第二入口63,制冷后从第二出口64流出,通过第七阀门7汇合通过第六阀门6、第五阀门5,进入跨季节冷热联储装置40的第一进出口41,在跨季节冷热联储装置40中存冰。
147.实施例3
148.一种夏季制冷方法,通过实施例1中所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统实施,热网供水实现送冷水功能,热网回水实现将用户处的回水送回系统的功能。系统可以送冷水、也可以送冰浆。

将跨季节冷热联储装置40中存储的冷量放出,这部分冷量是冬天免费获得的,用于空调供冷,一是可以大幅降低供冷总能耗,二是也降低了因为这部分供冷而单独增加电网的发电装机、输配电的投资、电制冷设备投资。当存的冷不足以满足总冷量时,可以补充常规电制冷来满足总需求。

跨季节冷热联储装置40冷量释放后,制冰供热机组60吸收来自房间空调散的热,将热都存入蓄热装置30、跨季节冷热联储装置40中(这时候是蓄热),将存储的热量一直储存到供暖期用于供热。
149.如图1、或图2、或图3所示,夏季供冷之前的初始状态是:蓄热装置30中是低温冷水,低温冷水的水温参考值为1℃-10℃,跨季节冷热联储装置40中是冰浆或冰水混合物,温度为0℃,所有阀门均处于关闭状态;
150.夏季开始供冷,包括:
151.工况一:跨季节冷热联储装置40供冷模式;
152.第十八阀门18、第二十阀门20打开;
153.回水管路300的回水,通过第十八阀门18进入跨季节冷热联储装置40的第一进出口41,冰浆或冷水从第二进出口42经过第二十阀门20流出送入供水管路200,对外供冷;
154.跨季节冷热联储装置40供冷完毕后,第十八阀门18、第二十阀门20均关闭。
155.在一个实施例中,还包括:
156.工况二:蓄热装置30、跨季节冷热联储装置40蓄热同时系统供冷模式,蓄热装置30、跨季节冷热联储装置40开始实现蓄热功能,第二制冰供热机组60开始对蓄热装置30、跨季节冷热联储装置40进行补热,同时电热泵80对外供冷;
157.第一阀门1、第三阀门3、第五阀门5、第十二阀门12、第十三阀门13、第十六阀门16、第十七阀门17、第十九阀门19打开,其他阀门均处于关闭状态;
158.回水管路300的回水,通过第十二阀门12进入第二制冰供热机组60的第二入口63,降温后从第二出口64流出分为两路,第一路进入电热泵80的第二入口83,降温后从第二出口84流出送入供水管路200,对外供冷,第二路通过第三阀门3、第十六阀门16进入电热泵80的第一入口81,升温后从第一出口82流出,通过第十三阀门13进入第二制冰供热机组60的第二入口63,继续被降温;
159.同时,
160.低温冷水分别从蓄热装置30的第一进出口31流出,从跨季节冷热联储装置40的第一进出口41流出,汇合进入第二制冰供热机组60的第一入口61,升温后从第一出口62流出,分别进入蓄热装置30的第二进出口32存储高温热水,进入跨季节冷热联储装置40的第二进出口42存储高温热水。一直存满变成90℃左右的热水,存储后供冬季使用。
161.实施例4
162.一种春季补热方法,通过实施例1中所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统实施,春季这种模式实现的功能是:可以吸取来自环境中的热。
163.如图1、或图2、或图3所示,春季补热之前的初始状态是:蓄热装置30中是低温冷水,低温冷水的水温参考值为1℃-10℃,所有阀门均处于关闭状态,系统对外不供冷供热;
164.春季开始补热,包括:
165.第十七阀门17、第十九阀门19打开,其他阀门均处于关闭状态;
166.低温冷水从蓄热装置30的第一进出口31流出,通过第十七阀门17、第十九阀门19进入第二制冰供热机组60的第一入口61,升温后从第一出口62流出,进入蓄热装置30的第二进出口32存储高温热水;热量存储后供冬季使用。
167.同时,第二制冰供热机组60从环境热源装置100吸取热能;环境热源装置100吸取来自环境中的热,可以是水池补热、能源塔、空气源、水源、地源等其它任何形式的热源。
168.蓄热装置30补热完毕后,第十七阀门17、第十九阀门19均关闭。
169.实施例5
170.一种秋季补热方法,通过实施例1中所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统实施,秋季这种模式实现的功能是:可以吸取来自环境中的热。
171.如图1、或图2、或图3所示,秋季补热之前的初始状态是:跨季节冷热联储装置40中是低温冷水,低温冷水的水温参考值为1℃-10℃,所有阀门均处于关闭状态,系统对外不供冷供热;
172.秋季开始补热,包括:
173.第一阀门1、第五阀门5打开,其他阀门均处于关闭状态;
174.低温冷水从跨季节冷热联储装置40的第一进出口41流出,通过第五阀门5进入第二制冰供热机组60的第一入口61,升温后从第一出口62流出,通过第一阀门1进入跨季节冷热联储装置40的第二进出口42存储高温热水;热量存储后供冬季使用。
175.同时,第二制冰供热机组60从环境热源装置100吸取热能;环境热源装置100吸取来自环境中的热,可以是水池补热、能源塔、空气源、水源、地源等其它任何形式的热源。
176.跨季节冷热联储装置40补热完毕后,第一阀门1、第五阀门5均关闭。
177.需要注意的是,除非另有说明,本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
178.此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本技术的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
179.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本技术的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

技术特征:


1.一种利用跨季节储存的热水驱动的供能系统,其特征在于,包括跨季节冷热联储装置(40)、第一制冰供热机组(50)、第二制冰供热机组(60)、供水管路(200)、回水管路(300),所述供水管路(200)、所述回水管路(300)流通有介质;所述跨季节冷热联储装置(40)向所述第一制冰供热机组(50)、所述第二制冰供热机组(60)输出热能,同时,所述第一制冰供热机组(50)、所述第二制冰供热机组(60)向所述跨季节冷热联储装置(40)输出冷能,所述跨季节冷热联储装置(40)储存所述冷能,所述第一制冰供热机组(50)、所述第二制冰供热机组(60)通过所述供水管路(200)向外输出热能。2.根据权利要求1所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统,其特征在于,所述跨季节冷热联储装置(40)包括第一进出口(41)、第二进出口(42),所述第一制冰供热机组(50)包括第一入口(51)、第一出口(52)、第二入口(53)、第二出口(54)、第三入口(55)、第三出口(56);所述第一进出口(41)分别连接所述第三出口(56)、所述回水管路(300),所述第二进出口(42)分别连接所述第二入口(53)、所述供水管路(200);所述第一入口(51)连接所述回水管路(300),所述第一出口(52)连接所述供水管路(200)。3.根据权利要求2所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统,其特征在于,所述第二制冰供热机组(60)包括第一入口(61)、第一出口(62)、第二入口(63)、第二出口(64);所述第一入口(61)分别连接所述回水管路(300)、所述第一进出口(41),所述第一出口(62)连接所述供水管路(200),所述第二入口(63)连接所述第二出口(54),所述第二出口(64)连接所述第一进出口(41);所述第二入口(63)还连接所述回水管路(300)。4.根据权利要求3所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统,其特征在于,还包括换热器(70),所述换热器(70)包括第一入口(71)、第一出口(72)、第二入口(73)、第二出口(74);所述第一入口(71)连接所述回水管路(300),所述第一出口(72)连接所述供水管路(200),所述第二入口(73)连接所述第二出口(54),所述第二出口(74)连接所述第二入口(63)。5.根据权利要求4所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统,其特征在于,还包括电热泵(80),所述电热泵(80)包括第一入口(81)、第一出口(82)、第二入口(83)、第二出口(84);所述第一入口(81)连接所述回水管路(300),所述第一出口(82)连接所述供水管路(200),所述第二入口(83)连接所述第二出口(74),所述第二出口(84)分别连接所述供水管路(200)、所述第二入口(63)、所述第三入口(55);所述第一出口(82)还连接第二入口(63);所述第二出口(64)还分别连接所述第一入口(81)、所述第二入口(83)。6.根据权利要求5所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统,其特征在于,还包括蓄热装置(30),所述蓄热装置(30)包括第一进出口(31)、第二进出口(32);所述第一进出口(31)分别连接所述第一入口(61)、第二出口(84),所述第二进出口(32)分别连接所述第一出口(62)、第二入口(53);
还包括末端换热站(90),所述末端换热站(90)包括换热设备(901),所述换热设备(901)包括入口(91)、出口(92),所述入口(91)连接所述供水管路(200),所述出口(92)连接所述回水管路(300);所述末端换热站(90)还包括电制冷机(902),所述电制冷机(902)包括入口(93)、出口(94),所述入口(93)与所述出口(92)连接,所述出口(94)连接所述回水管路(300);还包括环境热源装置(100),所述环境热源装置(100)包括第一入口(101)、第一出口(102),所述第一入口(101)连接所述第二出口(64),所述第一出口(102)连接所述第二入口(63);所述第一进出口(31)设置有第十七阀门(17),连接所述第一进出口(61)的路径上设置有第十九阀门(19),所述第二进出口(32)连接所述第二入口(53)的路径上设置有第二阀门(2);所述第一进出口(41)设置有第五阀门(5),连接所述第三出口(56)的路径上设置有第六阀门(6),连接所述回水管路(300)的路径上设置有第十八阀门(18),所述第二进出口(42)连接所述第二入口(53)的路径上设置有第一阀门(1),连接所述供水管路(200)的路径上设置有第二十阀门(20);所述第一入口(51)连接所述回水管路(300)的路径上设置有第十阀门(10),所述第二出口(54)连接所述第二入口(63)的路径上在所述第二入口(73)、所述第二出口(74)之间设置有第二十二阀门(22),在所述第二入口(83)、所述第二出口(84)之间设置有第三阀门(3),在所述第二出口(74)、所述第二入口(83)之间设置有第二十一阀门(21);所述第一入口(61)连接所述回水管路(300)的路径上设置有第八阀门(8),所述第一出口(62)连接所述供水管路(200)的路径上设置有第九阀门(9),所述第二入口(63)连接所述第二出口(84)的路径上设置有第四阀门(4),连接所述回水管路(300)的路径上设置有第十二阀门(12),所述第二出口(64)连接所述第一进出口(41)的路径上设置有第七阀门(7);所述第一入口(81)连接所述回水管路(300)的路径上设置有第十六阀门(16)和第十一阀门(11),所述第一出口(82)连接所述供水管路(200)的路径上设置有第十四阀门(14),连接第二入口(63)的路径上设置有第十三阀门(13),所述第二出口(84)连接所述第一进出口(31)的路径上设置有第十五阀门(15);所述第二出口(64)连接所述第一入口(81)的路径连接点位于所述第十六阀门(16)和所述第十一阀门(11)之间。7.一种冬季供暖方法,其特征在于,通过权利要求6所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统实施,冬季供暖之前的初始状态是:蓄热装置(30)、跨季节冷热联储装置(40)中是高温热水,温度为90℃-95℃,所有阀门均处于关闭状态;冬季开始供暖:第一阀门(1)、第二阀门(2)、第四阀门(4)、第五阀门(5)、第六阀门(6)、第七阀门(7)、第八阀门(8)、第九阀门(9)、第十阀门(10)、第十一阀门(11)、第十四阀门(14)、第十五阀门(15)、第十六阀门(16)、第十七阀门(17)、第二十一阀门(21)打开;回水管路(300)的回水,通过第十阀门(10)进入第一制冰供热机组(50)的第一入口(51),被加热后从第一出口(52)流出送入供水管路(200),对外供热;通过第八阀门(8)进入第二制冰供热机组(60)的第一入口(61),被加热后从第一出口
(62)流出,通过第九阀门(9)送入供水管路(200),对外供热;通过第十阀门(10)进入换热器(70)的第一入口(71),被加热后从第一出口(72)流出送入供水管路(200),对外供热;通过第十一阀门(11)、第十六阀门(16)进入电热泵(80)的第一入口(81),被加热后从第一出口(82)流出,通过第十四阀门(14)送入供水管路(200),对外供热;同时,高温热水分别从蓄热装置(30)的第二进出口(32)流出,从跨季节冷热联储装置(40)的第二进出口(42)流出,汇合通过第二阀门(2)进入第一制冰供热机组(50)的第二入口(53),降温后从第二出口(54)流出,然后进入换热器(70)的第二入口(73),降温后从第二出口(74)流出,然后通过第二十一阀门(21)进入电热泵(80)的第二入口(83),降温后从第二出口(84)流出,成为低温冷水;低温冷水通过第十五阀门(15)后分为三路,第一路通过第十七阀门(17)进入蓄热装置(30)的第一进出口(31),在蓄热装置(30)中存储,第二路进入第一制冰供热机组(50)的第三入口(55),制冷后从第三出口(56)流出,第三路通过第四阀门(4)进入第二制冰供热机组(60)的第二入口(63),制冷后从第二出口(64)流出,通过第七阀门(7)汇合通过第六阀门(6)、第五阀门(5),进入跨季节冷热联储装置(40)的第一进出口(41),在跨季节冷热联储装置(40)中存冰。8.一种夏季制冷方法,其特征在于,通过权利要求6所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统实施,夏季供冷之前的初始状态是:蓄热装置(30)中是低温冷水,跨季节冷热联储装置(40)中是冰浆或冰水混合物,温度为0℃,所有阀门均处于关闭状态;夏季开始供冷,包括:工况一:跨季节冷热联储装置(40)供冷模式;第十八阀门(18)、第二十阀门(20)打开;回水管路(300)的回水,通过第十八阀门(18)进入跨季节冷热联储装置(40)的第一进出口(41),冰浆或冷水从第二进出口(42)经过第二十阀门(20)流出送入供水管路(200),对外供冷;跨季节冷热联储装置(40)供冷完毕后,第十八阀门(18)、第二十阀门(20)均关闭。9.一种春季补热方法,其特征在于,通过权利要求6所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统实施,春季补热之前的初始状态是:蓄热装置(30)中是低温冷水,所有阀门均处于关闭状态,系统对外不供冷供热;春季开始补热,包括:第十七阀门(17)、第十九阀门(19)打开,其他阀门均处于关闭状态;低温冷水从蓄热装置(30)的第一进出口(31)流出,通过第十七阀门(17)、第十九阀门(19)进入第二制冰供热机组(60)的第一入口(61),升温后从第一出口(62)流出,进入蓄热装置(30)的第二进出口(32)存储高温热水;同时,第二制冰供热机组(60)从环境热源装置(100)吸取热能;蓄热装置(30)补热完毕后,第十七阀门(17)、第十九阀门(19)均关闭。10.一种秋季补热方法,其特征在于,通过权利要求6所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统实施,秋季补热之前的初始状态是:跨季节冷热联储装置(40)中是低温冷水,
所有阀门均处于关闭状态,系统对外不供冷供热;秋季开始补热,包括:第一阀门(1)、第五阀门(5)打开,其他阀门均处于关闭状态;低温冷水从跨季节冷热联储装置(40)的第一进出口(41)流出,通过第五阀门(5)进入第二制冰供热机组(60)的第一入口(61),升温后从第一出口(62)流出,通过第一阀门(1)进入跨季节冷热联储装置(40)的第二进出口(42)存储高温热水;同时,第二制冰供热机组(60)从环境热源装置(100)吸取热能;跨季节冷热联储装置(40)补热完毕后,第一阀门(1)、第五阀门(5)均关闭。

技术总结


本申请公开了一种利用跨季节储存的热水驱动的供能系统及方法,解决了热电冷联供系统能源利用效率较低的问题。所述的利用跨季节储存的热水驱动的供能系统包括跨季节冷热联储装置、第一制冰供热机组、第二制冰供热机组、供水管路、回水管路,供水管路、回水管路流通有介质;跨季节冷热联储装置向第一制冰供热机组、第二制冰供热机组输出热能,同时,第一制冰供热机组、第二制冰供热机组向跨季节冷热联储装置输出冷能,跨季节冷热联储装置储存冷能,第一制冰供热机组、第二制冰供热机组通过供水管路向外输出热能。本申请通过将跨季节冷热联储装置中储存的热能用于制冰,可以充分利用高温热能,显著增大系统的供热和供冷能力。显著增大系统的供热和供冷能力。显著增大系统的供热和供冷能力。


技术研发人员:

赵玺灵 付林 王笑吟 张烨 吴彦廷 唐道轲 江亿

受保护的技术使用者:

清华大学

技术研发日:

2022.09.28

技术公布日:

2023/1/11


文章投稿或转载声明

本文链接:http://www.wtabcd.cn/zhuanli/patent-1-74367-0.html

来源:专利查询检索下载-实用文体写作网版权所有,转载请保留出处。本站文章发布于 2023-01-24 09:04:35

发表评论

验证码:
用户名: 密码: 匿名发表
评论列表 (有 条评论
2人围观
参与讨论