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一种集成熔盐蓄热和高效空气源 热 泵的 风光互补清洁供暖系统

阅读：980发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种集成熔盐蓄热和高效空气源热泵的风光互补清洁供暖系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种集成熔盐蓄热和高效空气源热泵的风光互补清洁供暖系统，属于清洁能源利用领域。高效空气源热泵与熔融盐蓄热系统进行耦合供暖，既能实现清洁风光能的就地消纳，又能减小常规供暖方式带来的环境污染。利用电驱空气源热泵可实现风电高效利用，利用熔盐储能可以实现波动风光能的连续供热。当风能太阳能充足时，通过太阳能预热熔融盐、风电进一步溶解加热熔融盐，进而实现电能、光能转化为热能的形式储存起来。当风能不足时，空气源热泵产生的热量不足以将循环回水加热到额定供暖温度，可通过调控熔融盐蓄热系统储存的热量对循环回水进行再加热，进而保证供暖温度达到额定要求。本发明可以实现风光能的就地消纳，并能确保供热连续可靠。，下面是一种集成熔盐蓄热和高效空气源热泵的风光互补清洁供暖系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种集成熔盐蓄热和高效空气源热泵的风光互补清洁供暖系统，其特征在于，包括空气源热泵系统和熔融盐蓄热系统；
空气源热泵系统：压缩机(3)、冷凝器(4)、节流阀(5)、蒸发器(2)、压缩机(3)依次连接组成空气源热泵系统，用风电机组(1)产生的电能带动压缩机(3)运行进而驱动空气源热泵系统加热循环回水，制冷工质在空气源热泵系统进行循环；
熔融盐蓄热系统：熔盐电加热器(14)与高温盐罐(6)连接连通，高温盐罐(6)依次经由高温熔盐泵(7)、熔盐阀(8)与吸收式空气源热泵(9)连接，吸收式空气源热泵(9)与低温盐罐(10)，低温盐罐(10)经由低温熔盐泵(11)与三通阀(12)连接，三通阀(12)的一通直接与熔盐电加热器(14)连接连通，三通阀(12)的另一通经由太阳能集热器(13)与熔盐电加热器(4)连接连通，组成熔融盐蓄热系统，熔盐在熔融盐蓄热系统中循化；熔盐电加热器(4)所需电能来自于风电机组；
循环回水流经冷凝器(4)、吸收式空气源热泵(9)最后至用户。
2.采用权利要求1所述的系统进行互补清洁供暖的方法，其特征在于，风电机组(1)产生的电量以送给空气源热泵中的压缩机(3)为主；当风力充足时，空气源热泵产生的热量能将循环回水加热到额定供暖温度且有富余的电能，则把多余的风电引到熔融盐蓄热系统中的熔盐电加热器(14)，用多余的风电加热熔融盐进而将电能转化为热能的形式储存；同时在熔融盐蓄热系统加入太阳能集热器(13)和吸收式空气源热泵(9)，太阳能集热器(13)太阳能可对熔融盐进行预加热；当风电机组(1)产生电量不足时，即空气源热泵产生的热量不足将循环回水加热到额定供暖温度，此时熔融盐蓄热系统开始释放热能驱动吸收式空气源热泵(9)工作，循环回水在吸收式空气源热泵(9)中进一步加热，达到额定供暖温度后送至热用户；
当外界阳光充足时，低温熔盐泵(11)将熔融盐从低温盐罐中抽出经三通阀(12)流向太阳能集热器(13)，太阳能集热器(13)吸收光能对熔融盐进行预加热，再送入熔盐电加热器(14)进一步溶解加热，最后送至高温盐罐(6)进行储存。当外界无太阳光时，熔融盐从低温盐罐(10)抽出后经三通阀(12)直接流向熔盐电加热器(14)进行溶解加热，最后送至高温盐罐(6)中进行储存。高温熔融盐释放热能驱动吸收式空气源热泵(9)运作，吸收式空气源热泵(9)再吸收环境热量共同对循环回水进行加热，达到额定供暖温度后送至热用户；当外界环境温度很低时，吸收式空气源热泵(9)能效降低难以工作，此时吸收式空气源热泵(9)可切换为换热器模式或直接用换热器代替，从而实现连续稳定供暖。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，风电的调配和熔融盐的吸热放热调控均采用控制系统调控。

说明书全文

一种集成熔盐蓄热和高效空气源 热 泵的 风光互补清洁供暖

系统

技术领域

[0001] 本发明是一种集成熔盐蓄热和高效空气源热泵的风光互补清洁供暖系统，属于清洁能源利用领域。

背景技术

[0002] 风能、太阳能都属于可再生清洁能源，但由于其波动性大的原因，给发电并网造成了很大的困难，因而出现了大面积的弃风弃光现象。在冬季为了满足供暖需求，多采用燃煤锅炉等方式进行供暖，这些常规的供暖方式造成了严重的环境污染。利用风能、太阳能进行供暖是一种理想的供暖方式，但是供暖要求连续，风能、太阳能具有波动性，无法进行连续性供暖，造成用户体验差。熔融盐储能具有潜热大、储能密度高、过冷度小、传热均匀稳定、传热性能好、使用温度较高、成本低、安全可靠等优点，因此广泛用为储热介质。空气源热泵一种利用高位能使热量从低位热源空气流向高位热源的节能装置，其具有适用范围广、无污染、安全性能好、运行成本低等优点。熔融盐蓄热与空气源热泵结合，有望实现风光能的高效消纳，并能实现清洁连续供暖。

发明内容

[0003] 本发明的目的是利用“弃风光电”进行供热既能实现清洁风光能的就地消纳，又能减小常规供暖方式带来的环境污染，同时确保供暖连续可靠、末端高效舒适。

[0004] 本发明所述的是一种集成熔盐蓄热和高效空气源热泵的风光互补清洁供暖系统，其特征在于，包括空气源热泵系统和熔融盐蓄热系统；

[0005] 空气源热泵系统：压缩机(3)、冷凝器(4)、节流阀(5)、蒸发器(2)、压缩机(3)依次连接组成空气源热泵系统，用风电机组(1)产生的电能带动压缩机(3)运行进而驱动空气源热泵系统加热循环回水，制冷工质在空气源热泵系统进行循环；

[0006] 熔融盐蓄热系统：熔盐电加热器(14)与高温盐罐(6)连接连通，高温盐罐(6)依次经由高温熔盐泵(7)、熔盐阀(8)与吸收式空气源热泵(9)连接，吸收式空气源热泵(9)与低温盐罐(10)，低温盐罐(10)经由低温熔盐泵(11)与三通阀(12)连接，三通阀(12)的一通直接与熔盐电加热器(14)连接连通，三通阀(12)的另一通经由太阳能集热器(13)与熔盐电加热器(4)连接连通，组成熔融盐蓄热系统，熔盐在熔融盐蓄热系统中循化；熔盐电加热器(4)所需电能来自于风电机组；

[0007] 循环回水流经冷凝器(4)、吸收式空气源热泵(9)最后至用户。

[0008] 采用上述所述的系统进行互补清洁供暖的方法，其特征在于，风电机组(1)产生的电量以送给空气源热泵中的压缩机(3)为主。当风力充足时，空气源热泵产生的热量能将循环回水加热到额定供暖温度且有富余的电能，则把多余的风电引到熔融盐蓄热系统中的熔盐电加热器(14)，用多余的风电加热熔融盐进而将电能转化为热能的形式储存。同时在熔融盐蓄热系统加入太阳能集热器(13)和吸收式空气源热泵(9)，太阳能集热器(13)太阳能可对熔融盐进行预加热。当风电机组(1)产生电量不足时，即空气源热泵产生的热量不足将循环回水加热到额定供暖温度，此时熔融盐蓄热系统开始释放热能驱动吸收式空气源热泵(9)工作，循环回水在吸收式空气源热泵(9)中进一步加热，达到额定供暖温度后送至热用户；

[0009] 当外界阳光充足时，低温熔盐泵(11)将熔融盐从低温盐罐中抽出经三通阀(12)流向太阳能集热器(13)，太阳能集热器(13)吸收光能对熔融盐进行预加热，再送入熔盐电加热器(14)进一步溶解加热，最后送至高温盐罐(6)进行储存。当外界无太阳光时，熔融盐从低温盐罐(10)抽出后经三通阀(12)直接流向熔盐电加热器(14)进行溶解加热，最后送至高温盐罐(6)中进行储存。高温熔融盐释放热能驱动吸收式空气源热泵(9)运作，吸收式空气源热泵(9)再吸收环境热量共同对循环回水进行加热，达到额定供暖温度后送至热用户。当外界环境温度很低时，吸收式空气源热泵(9)能效降低难以工作，此时吸收式空气源热泵(9)可切换为换热器模式，从而实现连续稳定供暖。

[0010] 风电的调配和熔融盐的吸热放热调控均采用控制系统调控，提高智能化操作。

[0011] 通过空气源热泵与熔融盐蓄热系统的耦合，可实现风光的就地消纳，又能减小常规供暖方式带来的环境污染。利用电驱动空气源热泵可实现风电高效利用，利用熔盐储能来稳定波动的风电、光电实现连续供热，进而确保供热连续可靠、末端高效舒适。附图说明

[0012] 附图1，熔盐蓄热和空气源热泵的风光互补供暖系统

[0013] 风电机组1、蒸发器2、压缩机3、冷凝器4、节流阀5、高温盐罐6、高温熔盐泵7、熔盐阀8、吸收式空气源热泵9、低温盐罐10、低温熔盐泵11、三通阀12、太阳能集热器13、熔盐电加热器14。具体实施方案

[0014] 下面结合实施例对本发做进一步说明，但本发明并不限于以下实施例。

[0015] 风电机组(1)产生的电量以送给空气源热泵中的压缩机(3)为主。当风力充足时，空气源热泵产生的热量能将循环回水加热到额定供暖温度且有富余的电能，则把多余的风电引到熔融盐蓄热系统中的熔盐电加热器(14)，用多余的风电加热熔融盐进而将电能转化为热能的形式储存。同时在熔融盐蓄热系统加入太阳能集热器(13)和吸收式空气源热泵(9)，太阳能集热器(13)太阳能可对熔融盐进行预加热。当风电机组(1)产生电量不足时，即空气源热泵产生的热量不足将循环回水加热到额定供暖温度，此时熔融盐蓄热系统开始释放热能驱动吸收式空气源热泵(9)工作，循环回水在吸收式空气源热泵(9)中进一步加热，达到额定供暖温度后送至热用户。

[0016] 空气源热泵系统：用风电机组(1)产生的电能带动压缩机(3)运行进而驱动空气源热泵加热循环回水，制冷工质在压缩机(3)、冷凝器(4)、节流阀(5)、蒸发器(2)中进行循环。

[0017] 熔融盐蓄热系统：熔盐电加热器(4)所需电能来自于风电机组，在熔盐蓄热系统中加入了太阳能集热器(13)和吸收式空气源热泵(9)。当外界阳光充足时，低温熔盐泵(11)将熔融盐从低温盐罐中抽出经三通阀(12)流向太阳能集热器(13)，太阳能集热器(13)吸收光能对熔融盐进行预加热，再送入熔盐电加热器(14)进一步溶解加热，最后送至高温盐罐(6)进行储存。当外界无太阳光时，熔融盐从低温盐罐(10)抽出后经三通阀(12)直接流向熔盐电加热器(14)进行溶解加热，最后送至高温盐罐(6)中进行储存。高温熔融盐释放热能驱动吸收式空气源热泵(9)运作，吸收式空气源热泵(9)再吸收环境热量共同对循环回水进行加热，达到额定供暖温度后送至热用户。当外界环境温度很低时，吸收式空气源热泵(9)能效降低难以工作，此时吸收式空气源热泵(9)可切换为换热器模式，从而实现连续稳定供暖。

[0018] 实施例1：

[0019] 当风力充足时，风电机组(1)产生的电量大于空气源热泵所需要的，风电带动压缩机(3)运转使制冷工质升温升压，然后制冷工质在冷凝器(4)中释放热量使得循环回水被加热到额定供暖温度，制冷工质再经节流阀(5)、蒸发器(2)到压缩机(3)完成循环。富余的风电被引到熔融盐蓄热系统，低温熔盐泵(11)将熔融盐从低温盐罐(10)中抽出，低温熔融盐经过三通阀(12)，当外界有阳光时，熔融盐流入太阳能集热器(13)进行预加热，再流入熔盐电加热器(14)，当外界没有阳光时，熔融盐经过三通阀(12)后直接流入熔盐电加热器(14)，被熔盐电加热器(14)完全加热溶解的熔融盐流入高温盐罐进行储存，熔盐电加热器(14)所需要的热量主要来自于风电机组(1)所产生的富余电量。

[0020] 实施例2：

[0021] 当风力不足时，风电机组(1)产生的电量小于空气源热泵所需要的，风电带动压缩机(3)工作不能使制冷工质达到要求的温度和压力，进而制冷工质在冷凝器(4)中所释放的热量不足以将循环回水加热到额定供暖温度，此时经过空气源热泵加热后的循环回水还需要被熔融盐蓄热系统进一步加热，并且风电机组(1)产生的电能不再送给熔融盐蓄热系统。高温盐罐(6)储存的高温熔融盐被高温熔盐泵(7)抽出经熔盐阀(8)流入吸收式空气源热泵(9)，高温熔融盐释放热能以驱动吸收式空气源热泵(9)工作，吸收式空气源热泵(9)再吸收环境热量，共同加热来自空气源热泵的循环回水，将循环回水加热到额定供暖温度后送至热用户。在吸收式空气源热泵(9)释放热量后的熔融盐再送至低温盐罐(10)，等待下一次的循环加热。

[0022] 通过熔融盐储能系统和高效低温空气源热泵的耦合，将富余的风电、光电转化为热能的形式进行长期储存，在风电不足的情况下，释放熔融盐储存的热量加热循环回水，进而确保供暖的连续稳定。既能减小常规供暖方式带来的环境污染问题，又能保证风光的高效消纳及供暖的连续可靠。

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