一種熱電儲能分布式供熱系統的製作方法

2023-10-26 07:17:52 1

本發明屬於分布式儲能供熱領域，涉及一種熱電儲能分布式供熱系統。

背景技術：

受人類生產及生活規律的影響，電網負荷的波動具有明顯的峰谷特徵，火力發電廠需要擔負調峰的責任，經常需要變負荷運行。火力發電廠在低負荷運行下的效率較低，造成供電煤耗和汙染物排放的增加。

近幾十年來，風能、太陽能、潮汐能等可再生能源作為一種清潔的能源發展迅猛，在世界能源結構中比重越來越高。我國可再生能源的裝機容量增加迅猛。但是風能、太陽能等可再生能源具有不連續、不穩定、不可控的非穩態特性，加之我國優質風、光資源分布與用電負荷重心分布之間的錯位矛盾，致使棄風、棄光等問題始終伴隨著我國風電、光伏行業的發展，產生巨大的能源浪費，因此急需要一種系統能夠將電網負荷低谷時的電力或者可再生能源電力儲存起來，實現電能的合理利用。

技術實現要素：

本發明的目的在於克服上述現有技術的缺點，提供了一種熱電儲能分布式供熱系統，該系統能夠將電網負荷低谷時的電力或者可再生能源電力存儲起來，實現電能的合理利用。

為達到上述目的，本發明所述的熱電儲能分布式供熱系統包括熱泵系統、儲熱系統及供熱系統；

熱泵系統包括電機、壓縮機、儲熱換熱器及蒸發器；儲熱系統包括低溫儲罐及高溫儲罐；

電機的輸出軸與壓縮機的驅動軸相連接，壓縮機的工質出口與儲熱換熱器的放熱側入口相連通，儲熱換熱器的放熱側出口與蒸發器的吸熱側入口相連通，蒸發器的吸熱側出口與壓縮機的工質入口相連通，儲熱換熱器的吸熱側出口與高溫儲罐的介質入口相連通，高溫儲罐的介質出口與供熱系統的放熱側入口相連通，供熱系統的放熱側出口與低溫儲罐的介質入口相連通，低溫儲罐的介質出口與儲熱換熱器的吸熱側入口相連通。

供熱系統包括供熱換熱器、供熱一次迴路及供熱二次迴路，供熱換熱器的放熱側入口及放熱側出口分別與高溫儲罐的工質出口及低溫儲罐的工質入口相連通，供熱換熱器的吸熱側經供熱一次迴路與供熱二次迴路相連通。

供熱系統包括蒸汽發生器，其中蒸汽發生器的放熱側入口與高溫儲罐的工質出口相連通，蒸汽發生器的放熱側出口與高溫儲罐的工質入口相連通。

儲熱換熱器的放熱側出口通過膨脹機與蒸發器的吸熱側入口相連通。

儲熱換熱器的放熱側出口通過引射器與蒸發器的吸熱側入口相連通。

熱泵系統中的工質為二氧化碳。

儲熱系統中的工質為水或者高溫導熱油。

本發明具有以下有益效果：

本發明所述的熱電儲能分布式供熱系統在具體工作時，通過電網負荷低谷時的電力或者可再生能源電力驅動電機工作，電機帶動壓縮機工作，通過壓縮機、儲熱換熱器及蒸發器對儲熱系統中的介質進行加熱，從而將電網負荷低谷時的電力或者可再生能源電力以熱量的形式儲存起來，然後通過供熱系統來使用存儲的熱量，從而實現電網負荷低谷時的電力或者可再生能源的電力的存儲，本發明能夠替代常規的燃煤供暖小鍋爐，實現能源終端消費的電能替代，減少汙染物的排放和能源的浪費，並且可以增加電網消納可再生能源的能力，減少棄風、棄光、棄水的現象。同時能夠在電網負荷的低谷時期運行，滿足電網負荷高峰時期的供熱需求，起到削峰填谷、穩定電網的作用；從商業運行的角度來說，本發明利用電網負荷低谷時便宜的電價，實現全天的供熱，成本更為低廉，具有較強的商業競爭力。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明的又一結構示意圖。

其中，1為電機、2為壓縮機、3為儲熱換熱器、4為膨脹機、5為蒸發器、6為高溫儲罐、7為低溫儲罐、8為供熱換熱器、9為供熱一次迴路、10為供熱二次迴路、11為蒸汽發生器。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：

參考圖1，本發明所述的熱電儲能分布式供熱系統包括熱泵系統、儲熱系統及供熱系統；熱泵系統包括電機1、壓縮機2、儲熱換熱器3及蒸發器5；儲熱系統包括低溫儲罐7及高溫儲罐6；電機1的輸出軸與壓縮機2的驅動軸相連接，壓縮機2的工質出口與儲熱換熱器3的放熱側入口相連通，儲熱換熱器3的放熱側出口與蒸發器5的吸熱側入口相連通，蒸發器5的吸熱側出口與壓縮機2的工質入口相連通，儲熱換熱器3的吸熱側出口與高溫儲罐6的介質入口相連通，高溫儲罐6的介質出口與供熱系統的放熱側入口相連通，供熱系統的放熱側出口與低溫儲罐7的介質入口相連通，低溫儲罐7的介質出口與儲熱換熱器3的吸熱側入口相連通。

供熱系統包括供熱換熱器8、供熱一次迴路9及供熱二次迴路10，供熱換熱器8的放熱側入口及放熱側出口分別與高溫儲罐6的工質出口及低溫儲罐7的工質入口相連通，供熱換熱器8的吸熱側經供熱一次迴路9與供熱二次迴路10相連通。

供熱系統包括蒸汽發生器11，其中蒸汽發生器11的放熱側入口與高溫儲罐6的工質出口相連通，蒸汽發生器11的放熱側出口與高溫儲罐6的工質入口相連通。

儲熱換熱器3的放熱側出口通過膨脹機4與蒸發器5的吸熱側入口相連通；或者儲熱換熱器3的放熱側出口通過引射器與蒸發器5的吸熱側入口相連通。

熱泵系統中的工質為二氧化碳；儲熱系統中的工質為水或者高溫導熱油。

本發明的具體工作過程為：

電網負荷低谷時的電力或者電網無法消納的可再生能源電力驅動電機1工作，電機1帶動熱泵系統中的壓縮機2運轉，將CO2工質加壓，升壓後的CO2工質溫度升高形成高溫高壓CO2工質，高溫高壓CO2工質進入儲熱換熱器3將熱量傳遞給儲熱介質，儲熱換熱器3輸出的CO2工質進入膨脹機4中做功，膨脹功可用作壓縮機2的驅動力，減少系統對電能的消耗，膨脹機4輸出的CO2工質進入蒸發器5中吸收環境中的熱量，吸熱後的CO2工質進入壓縮機2中，完成熱泵循環，儲熱系統與熱泵系統同時工作，低溫儲罐7中儲熱介質進入儲熱換熱器3吸收CO2工質釋放的熱量，然後再進入到高溫儲罐6中存儲起來。

當需要供暖時，高溫儲罐6中的儲熱介質進入供暖換熱器中放熱，放熱後進入低溫儲罐7，與此同時，供熱一次迴路9中的回水進入供熱換熱器8中吸熱升溫，吸熱升溫後的水變為一次供水，進入供熱一次迴路9，然後再進入供熱一次迴路9中。

當需要提供蒸汽時，高溫儲罐6中的儲熱介質進入蒸汽發生器11中將熱量釋放給蒸汽發生器11中的水，放熱後的低溫儲熱介質進入低溫儲罐7，蒸汽發生器11中的水吸熱產生蒸汽，並從蒸汽發生器11的出口引出，滿足工業印染乾燥等應用需求。