电动热泵和蓄热装置联用的热力站系统的利记博彩app

本发明属于热电技术领域，特别涉及一种电动热泵和蓄热装置联用的热力站系统。

背景技术：

我国城镇化发展十分迅速，在我国北方地区供热行业属于民生行业，快速增长的城镇供热需求与日益饱和的供热管网的矛盾日益突出，因此提升供热管网的输送能力成为重要研究课题。进一步提高一次网供水温度虽然能提升供回水的温差，进而增大热网输送热量的能力，但是目前的城市热网供水温度大都达到供热温度上限，继续提高供热温度会超出管道材料的耐温极限。如果采用吸收式热泵降低热网回水温度，吸收式热泵的体积较大，而且初投资较高，很多热力站设置在地下，缺少安装吸收式热泵的条件，在此背景之下，本发明采用在热力站增加电动热泵和蓄热系统来降低一次网回水温度，可有效解决城市热网输送热量能力受限的难题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电动热泵和蓄热装置联用的热力站系统，用以解决背景技术中提到的一种能够大幅度提升一次供热管网供热能力的问题。

为实现上述目标，本发明提出的技术方案是，

电动热泵和蓄热装置联用的热力站系统包括水水换热器1、电动热泵2和蓄热罐3，其中，电动热泵2由压缩机8、蒸发器11、冷凝器9和节流阀10组成，蓄热系统由蓄热罐3、蓄热循环泵6、蓄热系统热水进出口阀门13和蓄热系统冷水进出口阀门12组成。

一次网的连接方式为：一次网供水7首先进入水水换热器1进行放热降温，然后与电动热泵2的蒸发器11的水路进口和蓄热系统3的热水进出口相连，通过控制蓄热系统热水进出口阀门13、蓄热系统冷水进出口阀门12和电动热泵蒸发器水路阀门14的开关实现蓄热模式和放热模式切换。

二次网的连接方式为：二次网回水5首先进入电动热泵2 的冷凝器9，然后再进入水水换热器1，升温后作为二次网供水4送往热用户。

所述电动热泵2中，热泵制冷剂管路为：压缩机8出口与冷凝器9制冷剂进口连接，冷凝器9制冷剂出口与节流阀10进口连接，节流阀10出口与蒸发器11制冷剂进口连接，蒸发器11制冷剂出口与压缩机8进口连接；

所述蓄热系统中，水路连接方式为蓄热罐3的热水进出口与蓄热循环泵6相连，蓄热循环泵6与蓄热系统热水进出口阀门13相连，蓄热罐3的冷水进出口与蓄热系统冷水进出口阀门12相连。

蓄热系统与一次网热水连接方式为：蓄热罐3的热水进出口通过蓄热循环泵6及蓄热系统热水进出口阀门13与水水换热器1的一次网热水出口相连，蓄热罐3的冷水进出口通过蓄热系统冷水进出口阀门12与一次网回水15相连。

蓄热罐3连接在一次热网热水管路中的方式为，蓄热系统热水进出口与水水换热器1的一次网热水出口连接，蓄热系统冷水进出口与一次网回水15连接。

所述蓄热罐3的罐体为密封承压罐，罐体上部的连接口为蓄热罐3热水进出口、罐体下部的连接口为蓄热罐3冷水进出口，罐体内部可选择填充相变材料或不填充相变材料；蓄热罐工作原理为：如果填充相变材料，热水从蓄热罐3热水进出口进入蓄热罐3，热水温度高于相变温度时，相变材料变成热态，其中填充的相变材料被加热产生相变，吸收热水的热量，热水温度降低变成冷水从蓄热罐3冷水进出口流出，完成蓄热过程；当冷水从蓄热罐3冷水进出口进入蓄热罐3，冷水温度低于相变温度时，相变材料变成冷态，相变材料产生相变释放热量，冷水被加热成热水后从蓄热罐3热水进出口流出，完成放热过程。相变材料为石蜡型或熔融盐型的蓄热材料，或者为水和盐类组合类型的蓄热材料。如果不采用相变材料蓄热，则利用热水和冷水的密度差实现自然分层，热水从蓄热罐3上部的蓄热罐3热水进出口进出，冷水从蓄热罐3下部的蓄热罐3冷水进出口进出。

电动热泵和蓄热装置联用的热力站的基本构成包括水水换热器、电动热泵和蓄热装置。运行模式根据城市电网的峰谷电价进行蓄热模式和放热模式切换，实现电动热泵的间歇式运行。

该系统相比只采用水水换热器的热力站而言，大幅度的提升了现有一次网的输送能力，同时保证用户的供热需求。举例说明：当热用户家中采用暖气片时，常规热力站一次网热水设计供水温度120℃，设计一次网回水温度60℃，二次网设计供水温度60℃，二次网设计回水温度45℃，一次网的供回水温差是60℃，采用本系统后，一次网回水可以在电动热泵的蒸发器继续降温到更低的温度，假如一次网回水在电动热泵出口温度为10℃，则一次网的供回水温差为110℃，相比常规热力站的一次网热量输送能力提升了83%，进而原有的一次管网可以承担更多的供热需求，在不增加供热管网情况下，解决了城市供热管网输送能力不足的难题。

该系统相比在热力站只增加电动热泵的系统而言，流程设计与运行效果均有显著区别和优越性。如果只采用电动热泵，该热泵需要全天运行，而城市电网存在峰谷电价。白天是城市用电的高峰期，用电单价普遍高于夜间，部分城市白天的用电价格甚至高出夜间电价3倍以上，因此白天开启电动热泵运行费用较高，导致系统的经济性变差。该发明通过电动热泵和蓄热系统的巧妙组合，在保证降低一网回水温度的前提下，只在夜间电价较低时开启电热泵，白天关闭电热泵，大幅降低系统的运行费用，依靠蓄热罐中存储的冷水维持一次网回水温度仍然在较低的水平，同时保证供热在白天和夜间都能正常运行。。

此外，由于本系统具有蓄热模式和放热模式两种运行模式，因此该系统可以在一天当中的不同时间段进行运行模式的不同组合，实现一天当中多次运行模式的切换，以匹配当地不同时间段的峰谷电价，进一步的降低该系统的运行费用。

本发明把一次网回水温度降低到显著低于二次网回水温度的水平，这是常规热力站所无法实现的，一次网回水温度的大幅度降低不仅增加的管网的输送能力，同时减少了热力站处换热过程的不可逆损失。

电动热泵和蓄热装置联用的热力站系统运行方法为：

A.蓄热模式运行：

电动热泵2关闭，蓄热系统热水进出口阀门13和蓄热系统冷水进出口阀门12打开，电动热泵蒸发器水路阀门14关闭，蓄热循环泵6关闭，一次网供水7首先进入水水换热器1，然后一次网水再通过蓄热罐3的热水进出口进入蓄热罐3，蓄热罐3中存储的冷水通过蓄热罐3的冷水进出口流出后进入一次网回水15管路，蓄热罐3中冷水变成热水，实现蓄热过程；

B. 放热模式运行：

电动热泵2开启，蓄热系统热水进出口阀门13和蓄热系统冷水进出口阀门12打开，电动热泵蒸发器水路阀门14打开，蓄热循环泵6打开，一次网供水7首先进入水水换热器1，一次网水释放热量后与蓄热罐3的热水进出口流出的热水进行混合，混合后的热水进入电动热泵2的蒸发器11进行降温，降温后的热水分成两路，一路返回一次水回水15管路，一路通过蓄热罐3的冷水进出口进入蓄热罐3，蓄热罐3中热水变成冷水，实现放热过程。

此外，如果该系统的蓄热罐3发生故障，可以关闭蓄热系统冷水进出口阀门12和蓄热系统热水进出口阀门13，打开电动热泵蒸发器水路阀门14，关闭电动热泵2，该系统可以变为常规热力站系统继续供热。

本发明的有益效果为，本发明通过电动热泵和蓄热装置联用，进行蓄热模式和放热模式切换，实现了保证供热同时大幅度的提升一次网的供热能力，同时通过合理的增加蓄热装置，显著降低该系统的运行成本。

附图说明

图1电动热泵和蓄热装置联用的热电联产机组示意图；

图2该系统的放热模式示意图；

图3该系统的蓄热模式示意图；

图中，1—水水换热器，2—电动热泵，3—蓄热罐，4—二次网供水，5—二次网回水，6—蓄热循环泵，7—一次网供水，8—压缩机，9—冷凝器，10—节流阀，11—蒸发器，12--蓄热系统冷水进出口阀门，13--蓄热系统热水进出口阀门，14--电动热泵蒸发器水路阀门，15—一次网回水。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1所示的电动热泵和蓄热装置联用的热力站系统

电动热泵和蓄热装置联用的热力站系统包括水水换热器1、电动热泵2和蓄热罐3组成，其中，电动热泵2由压缩机8、蒸发器11、冷凝器9和节流阀10组成，蓄热系统由蓄热罐3、蓄热循环泵6、蓄热系统热水进出口阀门13和蓄热系统冷水进出口阀门12组成。

一次网的连接方式为：一次网供水7首先进入水水换热器1进行放热降温，然后与电动热泵2的蒸发器11的水路进口和蓄热系统3的热水进出口相连，该系统通过控制蓄热系统热水进出口阀门13、蓄热系统冷水进出口阀门12和电动热泵蒸发器水路阀门14的开关组合实现蓄热模式和放热模式切换。

二次网的连接方式为：二次网回水5首先进入电动热泵2 的冷凝器9，然后再进入水水换热器1，升温后成为二次网供水4送往热用户。

所述电动热泵2中，热泵制冷剂管路为：压缩机8出口与冷凝器9制冷剂进口连接，冷凝器9制冷剂出口与节流阀10进口连接，节流阀10出口与蒸发器11制冷剂进口连接，蒸发器11制冷剂出口与压缩机8进口连接；

所述蓄热系统中，水路连接方式为蓄热罐3的热水进出口与蓄热循环泵6相连，蓄热循环泵6与蓄热系统热水进出口阀门13相连，蓄热罐3的冷水进出口与蓄热系统冷水进出口阀门12相连。

蓄热系统与一次网热水连接方式为：蓄热罐3的热水进出口通过蓄热循环泵6及蓄热系统热水进出口阀门13与水水换热器1的一次网热水出口相连，蓄热罐3的冷水进出口通过蓄热系统冷水进出口阀门12与一次网回水15相连。

蓄热罐3的罐体为由密封承压罐，罐体上部的连接口为蓄热罐3热水进出口、罐体下部的连接口为蓄热罐3冷水进出口，罐体内部填充石蜡型相变材料。

该机组在白天采用蓄热模式运行，夜间采用放热模式运行，该系统的运行模式为：

A.蓄热模式运行（8点-20点）：

电动热泵2关闭，蓄热系统热水进出口阀门13和蓄热系统冷水进出口阀门12打开，电动热泵蒸发器水路阀门14关闭，蓄热循环泵6关闭，一次网供水7首先进入水水换热器1，然后一次网水再通过蓄热罐3的热水进出口进入蓄热罐3，蓄热罐3中存储的冷水通过蓄热罐3的冷水进出口流出后进入一次网回水15管路，蓄热罐3中冷水变成热水，实现蓄热过程；

B. 放热模式运行（20点-次日8点）：

电动热泵2开启，蓄热系统热水进出口阀门13和蓄热系统冷水进出口阀门12打开，电动热泵蒸发器水路阀门14打开，蓄热循环泵6打开，一次网供水7首先进入水水换热器1，一次网水释放热量后与蓄热罐3的热水进出口流出的热水进行混合，混合后的热水进入电动热泵2的蒸发器11进行降温，降温后的热水分成两路，一路返回一次水回水15管路，一路通过蓄热罐3的冷水进出口进入蓄热罐3，蓄热罐3中热水变成冷水，实现放热过程。

本发明适用于集中供热或者分散供热的热力站系统。

以上所述，仅为本发明一种较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，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该以权利要求的保护范围为准。