一种多能互补绿色能源热网首站

摘要

本发明公开了一种多能互补绿色能源热网首站，包括太阳能集热系统、换热器、储热水罐、空气源热泵系统和光伏电蓄热系统；所述太阳能集热系统与换热器之间形成第一循环回路；储热水罐分别与换热器、空气源热泵系统和光伏电蓄热系统之间形成第二循环回路、第三循环回路和第四循环回路；储热水罐通过管道连接至热用户，所述热用户引出管道连接至储热水罐；所述太阳能集热系统中的流体沿第一循环回路单向流动，储热水罐中的水的流向有分别沿第二循环回路单向流动、第三循环回路单向流动和第四循环回路单向流动，有由储热水罐至热用户；热用户产生的供热回水经管道流入储热水罐。

说明书

技术领域

本发明涉及新能源供能领域，尤其涉及一种多能互补绿色能源热网首站。

背景技术

常规的热网首站通常采用汽轮机的低压抽汽(通常压力为0.4MPa)通过热网加热器加热采暖回水后再送入热网对外供热。热电联产虽然比热水锅炉效率要高，但是机组的供热受机组负荷的制约，有一定的局限性，而且燃煤机组通常都有污染物排放，对环境造成一定的污染，常规热网首站往往只能提供一种参数的采暖热水，且设备占地面积大，不易于布置。

发明内容

鉴于目前常规热网首站存在的上述不足，本发明提供一种多能互补绿色能源热网首站，能够实现采暖过程中绿色无污染；可以提供高低两种参数的采暖热水，满足更多需求；减少占地面积，易于布置。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

一种多能互补绿色能源热网首站，包括包括太阳能集热系统、换热器、储热水罐、空气源热泵系统和光伏电蓄热系统；所述太阳能集热系统引出管道连接至换热器，换热器引出管道连接至太阳能集热系统，所述太阳能集热系统与换热器之间形成第一循环回路；所述储热水罐引出管道连接至换热器，换热器引出管道连接至储热水罐，所述储热水罐与换热器之间形成第二循环回路；所述储热水罐通过管道连接至热用户，所述热用户引出管道连接至储热水罐；所述太阳能集热系统中的流体沿第一循环回路单向流动，所述储热水罐中的水的流向有沿第二循环回路单向流动，有由储热水罐至热用户；所述热用户产生的供热回水经管道流入储热水罐。

所述第一循环回路上设置有补液箱和膨胀罐，补液箱可以补充第一循环回路中的液体，膨胀箱可以避免回路中液体因热或低温引起体积膨胀而损坏管路。

所述光伏电蓄热系统包括光伏发电装置、电加热装置和电蓄热锅炉，光伏发电装置与电加热装置电性连接，电加热装置设置在电蓄热锅炉中，光伏电蓄热系统通过光伏发电装置将太阳能转化为电能，再通过电加热装置加热电蓄热锅炉中的水，将电能转化为热能储存起来。

所述电蓄热锅炉的出水口通过管道连接至储热水罐，所述储热水罐通过管道连接至电蓄热锅炉的进水口，储热水罐与电蓄热锅炉之间形成第三循环回路；电蓄热锅炉中的水的流向有沿第三循环回路单向循环流动，使储热水罐中的水逐渐升温。

所述电蓄热锅炉的出水口通过管道连接至热用户；电蓄热锅炉中的水可直接通过所述管道输送至热用户，可为用户提供给相对高参数的供热水。

所述光伏电蓄热系统电性连接至电网，使光伏电蓄热系统也可从电网取电。

所述空气源热泵系统的出水口通过管道连接至储热水罐，储热水罐通过管道连接至空气源热泵系统的进水口，储热水罐与空气源热泵系统之间形成第四循环回路；空气源热泵可吸收空气中的热能并输出热水，空气源热泵系统中的水沿第四循环回路单向循环流动。

本发明的运行方式为尽可能利用太阳能集热器和光伏吸收的太阳能对外供热，夜间或太阳能不足时运行空气源热泵，同时在电蓄热锅炉上接入电网电，以保证热用户的采暖需求，利用夜间电网谷电还能起到“削峰填谷”，减少电力浪费，合理调配资源的作用。

所述第一循环回路与第二循环回路相互独立，第一循环回路中的流体与第二循环回路中的水不直接接触，这样可提高系统的稳定性，同时第一循环回路中也可选择除与第二循环回路不同的介质，尽可能提高太阳能转换效率和换热器效率。

所述储热水罐上设置有管道接收化学补水，储热水罐的补水来自热用户回水和化学补水，其中热用户回水全部注入储热水罐中，化学补水通过调节阀输入储热水罐中，可起到动态调节储热水罐水位的作用。

本发明实施的优点：

通过多能互补供热，尽可能利用太阳能集热系统和光伏蓄热系统吸收太阳能对外供热，在太阳能不足以满足供热需求时可以启用空气源热泵，利用空气中的热量，同时光伏蓄热系统也可使用电网电供热，以保证供热效果，不消耗化石能源，绿色节能无污染，光伏蓄热系统配合储热水罐可以向热用户提供高低两种参数的热水，太阳能集热系统流体循环和采暖系统水循环相互独立，通过换热器进行热交换，提高系统的稳定性；太阳能集热装置和光伏发电装置可以布置在屋顶等场所，实际安装占地面积小。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所述的一种多能互补绿色能源热网首站结构示意图。

附图标记分别表示：

1、太阳能集热系统；11、太阳能集热装置；12、膨胀罐；13、集热循环泵；14、补液箱；15、补液泵；2、换热器；3、储热水罐；31、第一热水循环泵；32、第一热网循环泵；33、第一调节阀；4、空气源热泵系统；41、空气源热泵；42、热泵循环泵；5、光伏电蓄热系统；51、光伏发电装置；52、电加热装置；53、电蓄热锅炉；54、第二热水循环泵；55、第二调节阀；56、第二热网循环泵；57、第三调节阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，一种多能互补绿色能源热网首站，包括太阳能集热系统1、换热器2、储热水罐3、空气源热泵系统4和光伏电蓄热系统5，所述太阳能集热系统1设置于换热器2一侧并与换热器2形成循环回路，所述储热水罐3设置于换热器2另一侧并与换热器2形成循环回路，所述空气源热泵系统4通过管道与储热水罐3相连并与储热水罐3形成循环回路，所述光伏电蓄热系统5通过管道与储热水罐3相连并与储热水罐3形成循环回路。

所述太阳能集热系统1包括太阳能集热装置11、膨胀罐12、集热循环泵13、补液箱14和补液泵15，所述集热循环泵13串接于太阳能集热系统1与换热器2形成的回路中，所述膨胀罐12设置在太阳能集热系统1与换热器2形成的回路上，所述补液箱14设置在太阳能集热系统1与换热器2形成的回路上，所述补液箱14与回路之间设置有补液泵15,白天太阳光充足时，太阳能集热器吸收太阳的热量并通过换热器将热能传递给供暖侧热水，并在储热水箱储存起来。

所述储热水罐3与换热器2之间的循环回路上串联设置有第一热水循环泵31,可以为循环回路补偿压力降，保证循环的顺畅。

所述储热水罐3上设置有接口与热用户相连，储热水罐3与热用户之间设置有第一热网循环泵32，所述储热水罐3上还设置有接口用于接收热用户回水，所述储热水罐3上还设置有接口用以接收化学补水，所述化学补水与储热水罐3之间还设置有第一调节阀33用以调节化学补水进入储热水罐3的水量，保证储热水罐3的水位。

所述空气源热泵系统4由空气源热泵41与热泵循环泵42组成，所述热泵循环泵42串接设置在空气源热泵系统4与储热水箱之间的循环回路上，空气源热泵系统4通过空气源热泵吸收空气中的热量制取热水并存储在储热水罐3中。

所述光伏电蓄热系统5包括光伏发电装置51、电加热装置52、电蓄热锅炉53、第二热水循环泵54、第二调节阀55、第二热网循环泵56和第三调节阀57，所述第二热水循环泵54和第二调节阀55串联设置在光伏电蓄热系统5与储热水罐3形成的循环回路中。

所述光伏电蓄热系统5还与热用户相连，光伏电蓄热系统5与热用户之间设置有第二热网循环泵56和第三调节阀57。

光伏发电的电能在电蓄热锅炉53中以热能的形式储存起来，可以根据需要输出高温热水给供热用户。电蓄热锅炉53出来的高温热水既可以通过第二热网循环泵56和第三调节阀57直接供给高温热用户，也可通过第二调节阀55回到储热水罐3，然后通过第二热水循环泵54供给低温采暖用户。

所述光伏电蓄热系统5还与电网相连，可从电网取电，当夜间或太阳能不足时运行空气源热泵，此时光伏电蓄热系统5使用电网电运转，保证热用户采暖需求，同时在用电低谷时用电也可配合进行削峰填谷，减少电力浪费。

本发明实施的优点：

通过多能互补供热，尽可能利用太阳能集热系统和光伏蓄热系统吸收太阳能对外供热，在太阳能不足以满足供热需求时可以启用空气源热泵，利用空气中的热量，同时光伏蓄热系统也可使用电网电供热，以保证供热效果，不消耗化石能源，绿色节能无污染，光伏蓄热系统配合储热水罐可以向热用户提供高低两种参数的热水，太阳能集热系统流体循环和采暖系统水循环相互独立，通过换热器进行热交换，提高系统的稳定性；太阳能集热装置和光伏发电装置可以布置在屋顶等场所，实际安装占地面积小。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域技术的技术人员在本发明公开的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。