CN107366946A - 供热系统及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种供热系统，包括与电网相连的第一热泵，第一热泵的冷凝器进水端与第一进水管连通，第一进水管上设有第一循环水泵，第一热泵的冷凝器出水端通过第一出水管连通至蓄能单元，蓄能单元中设有第二进水管和第二出水管，第二出水管与用户侧连通端设置有第三循环水泵，蓄能单元和第三循环水泵之间的第二出水管上还连接第二循环水泵和第二热泵，第二循环水泵和第二热泵的蒸发器相连，第二循环水泵进水端和第二热泵的冷凝器出水端均连接在第二出水管上，第二循环水泵进水端和第二热泵的冷凝器的出水端之间的第二出水管上设置有第一阀门，第二热泵的冷凝器出水端与第二出水管之间设置有第二阀门。本发明还公开了该系统的使用方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种暖通空调技术，尤其是一种供热系统及其使用方法。
背景技术
我国除居民等特殊用户外，电价均实行分时电价，夜间电价较低，白天高峰时段电价较高，而大部分用户如商业用户的供热、用电时间均在高峰时段，使用成本高，不利于能源的合理利用，而且对于电网负荷也是不利的。
现有的专利如下：
CN99121953-利用夜间低谷电蓄热白天供暖技术，该专利是用电直接加热而不是用热泵加热，效率低。
CN201510793620-一种复合式冷热源的控制方法，是在传统蓄热蓄冷技术上的控制方法优化。
CN201610054307-一种实现空调跨季度同步蓄冷蓄热的方法及设备，其没有热泵，利用夏天制冷时产生的废热存储起来冬天使用。
CN201220002448-污水源热泵蓄热供热系统，该专利放热部分没有使用热泵，只是利用热从高温传向低温的特性。热量利用不足，放热时供热量不易控。而且其限定了制热部分为水源或者污水源热泵。
CN200910168629地源热泵蓄热供热的方法，该专利申请放热部分没有使用热泵，只是利用热从高温传向低温的特性，放热时供热量不易控。热量利用不足。而且其限定了制热部分为地源热泵。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种供热系统及其使用方法，该系统将部分白天高峰时段用电负荷转移到低谷时段，有利于电网的峭峰填谷，对电网安全经济运行有较好的促进作用。
为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：
一种供热系统，包括与电网相连的第一热泵，第一热泵的冷凝器的进水端与第一进水管连通，第一进水管上设置有第一循环水泵，第一热泵的冷凝器的出水端通过第一出水管连通至蓄能单元，蓄能单元中设置有第二进水管和连通至用户侧的第二出水管，第二出水管与用户侧连通端设置有第三循环水泵，蓄能单元和第三循环水泵之间的第二出水管上还连接有第二循环水泵和第二热泵，第二循环水泵和第二热泵的蒸发器相连，第二循环水泵进水端和第二热泵的冷凝器的出水端均连接在第二出水管上，且第二循环水泵进水端和第二热泵的冷凝器的出水端之间的第二出水管上设置有第一阀门，第二热泵的冷凝器的出水端与第二出水管之间设置有第二阀门。
所述第二循环水泵进水端和第二出水管之间设置有第三阀门。
所述蓄能单元与第一循环水泵之间的第一进水管上设置有第四阀门。
所述第一出水管上设置有第五阀门。
第二热泵的冷凝器和第二热泵的蒸发器分别连接于第二进水管上，且连接处分别设置有第六和第七阀门，位于第六和第七阀门之间的第二进水管上还设置有第八阀门。
所述第一热泵为空气源热泵或者水源热泵或者地源热泵。
所述第二热泵为水源热泵。
所述蓄能单元为蓄能池，该蓄能池既可以蓄热也可以蓄冷，蓄能池为现有设备。
供热系统的使用方法，在电价低谷时段，利用第一热泵制热，并将热能储存在蓄能单元内；
放热有两种方式：
第一种方式为，在电价高峰时段，先用蓄能单元直接供热，当温度无法满足要求时，再启动释热单元的第二热泵，将供热介质通过换热器使温度提高后供用户侧使用；
第二种方式为，在电价高峰时段，启动释热单元的第二热泵，将蓄能单元的热能通过第二热泵输送至用户侧使用。
一种供热系统，包括与电网相连的第一热泵，第一热泵的冷凝器的进水端与第一进水管连通，第一进水管连通至蓄能单元，第一进水管上设置有第一循环水泵，第一热泵的冷凝器的出水端通过第一出水管连通至蓄能单元，蓄能单元中设置有第二进水管和第二出水管，第二出水管上设置有第二循环水泵，第二循环水泵与第二热泵的蒸发器相连，第二热泵的冷凝器与第三循环水泵连接，第三循环水泵与用户侧连通；蓄能单元与第二循环水泵之间的第二出水管上设置第三阀门，第二热泵的冷凝器与第三循环水泵之间设置有第二阀门。
第二进水管与第二热泵的蒸发器相连，且第二进水管上设置有第七阀门，第二热泵的冷凝器与第三进水管相连，且第三进水管上设置有第六阀门。
制热方式：
在电价低谷时段，利用第一热泵制热，并将热能储存在蓄能单元；在电价高峰时段，启动第二热泵，将蓄能单元的热能通过第二热泵输送至用户侧使用。
正常无外部作用情况下，热只能从高温自发的传向低温，而热泵是用少量电能使热从低温传向高温，而且1份电能制造多倍的热量。蒸发器是吸收热量的，冷凝器是放热的，而且冷凝器放热量大于蒸发器吸收的热量。
夜间电价低谷时利用热泵制热并存储起来，比单纯用电制热的效率高的多，电制热的效率极限是1：1而利用热泵用可以达到1：3甚至1：5，再利用热泵将热量从蓄热中取出来，用以供热，这样可以更好的利用储热量。因为热泵的放热侧温度一般情况下最高也就到50℃，即蓄热的极限就是50℃，而热量到35℃时就基本不能再供热。也就是说如果不用热泵取热量，那么电价低谷期间存取的50℃的热水，放热到35℃就不能再放热了，而且供热量不可控；而用热泵则可以到5℃甚至到1℃仍可以放热，大大提高蓄热系统的利用率，而且供热量可控可调。
本发明也可以用于供冷，只要将第一、第二热泵各自的四通阀换向，第一、第二热泵各自的蒸发器和冷凝器互换，与蒸发器和冷凝器相连的进水水管也互换即可。
本发明与传统的蓄热相比，由于采用了释热热泵，加大了蓄热部分的可用温差，使得使用热泵代替电锅炉蓄热成为可能，减小蓄热部分体积。而且由于采用了释热热泵，使用释热可调性更强。在低谷时段用电将能量存储起来，高峰时段再释放出来，从而实现高峰时段少用电的目的，将部分白天高峰时段用电负荷转移到低谷时段，有利于电网的峭峰填谷，对电网安全经济运行有较好的促进作用。
附图说明
图1是本发明实施例1系统结构图；
图2是本发明实施例2系统结构图；
其中，1.第一热泵，2.第一热泵的冷凝器，3.第一进水管，4. 第一循环水泵，5.第一出水管,6.蓄能单元，7.第二出水管，8.第二循环水泵，9.第二热泵，10.第二热泵的冷凝器，11.第一阀门，12.第二阀门，13.第三阀门，14.第四阀门，15.第五阀门，16.第六阀门，17.第七阀门，18.第八阀门，19.第二热泵的蒸发器，20.用户侧，21.第三循环水泵，22.第二进水管,23.第三进水管。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例1：
如图1所示，供热系统，包括与电网相连的第一热泵1，第一热泵的冷凝器2的进水端与第一进水管3连通，第一进水管3连通至蓄能单元6，第一进水管3上设置有第一循环水泵4，第一热泵的冷凝器2的出水端通过第一出水管5连通至蓄能单元6，蓄能单元6中设置有第二进水管22和连通至用户侧20的第二出水管7，第二出水管7与用户侧20连通端设置有第三循环水泵21，蓄能单元6和第三循环水泵21之间的第二出水管7上还连接有第二循环水泵8和第二热泵9，第二循环水泵8和第二热泵的蒸发器19相连，第二循环水泵进水端和第二热泵的冷凝器10的出水端均连接在第二出水管7上，且第二循环水泵进水端和第二热泵的冷凝器10的出水端之间的第二出水管7上设置有第一阀门11，第二热泵的冷凝器10的出水端与第二出水管7之间设置有第二阀门12。第二循环水泵进水端和第二出水管7之间设置有第三阀门13。
蓄能单元6与第一循环水泵4之间的第一进水管3上设置有第四阀门14。第一出水管5上设置有第五阀门15。
第二热泵的冷凝器10和第二热泵的蒸发器19分别连接于第二进水管22上，且连接处分别设置有第六和第七阀门16、17，位于第六和第七阀门16、17之间的第二进水管22上还设置有第八阀门18。
第一热泵1空气源热泵或者水源热泵或者地源热泵。第二热泵9为水源热泵。蓄能单元6为蓄能池，该蓄能池既可以蓄热也可以蓄冷，。
制热方式：
在电价低谷时段，利用第一热泵1制热，并将热能储存在蓄能单元6；在电价高峰时段，先用蓄能单元6直接供热，当温度无法满足要求时，再启动第二热泵9，将供热介质通过换热器使温度提高后供用户侧20使用。
正常的无外部作用的情况下，热只能从高温自发的传向低温，而热泵是用少量电能使热从低温传向高温，而且1份电能能制造多倍的热量。蒸发器是吸收热量的，冷凝器是放热的，而且冷凝器放热量大于蒸发器吸收的热量。
夜间电价低谷时利用热泵制热并存储起来，比单纯用电制热的效率高的多，电制热的效率极限是1：1而利用热泵用可以达到1：3甚至1：5，
再利用热泵将热量从蓄热中取出来，用以供热，这样可以更好的利用储热量。热泵的放热侧温度最高也就到50℃，即蓄热的极限就是50℃，而热量到35℃时就不能再供热。也就是说如果不用热泵取热量，那么电价低谷期间存取的50℃的热水，放热到35℃就不能再放热了，而且供热量不可控；而用热泵则可以到5℃甚至到1℃仍可以放热，大大提高蓄热系统的利用率，而且供热量可控可调。
实施例2：
如图2所示，供热系统，包括与电网相连的第一热泵1，第一热泵的冷凝器2的进水端与第一进水管3连通，第一进水管3连通至蓄能单元6，第一进水管3上设置有第一循环水泵4，第一热泵的冷凝器2的出水端通过第一出水管5连通至蓄能单元6，蓄能单元6中设置有第二进水管22和第二出水管7，第二出水管7上设置有第二循环水泵8，第二循环水泵8与第二热泵的蒸发器19相连，第二热泵的冷凝器10与第三循环水泵21连接，第三循环水泵21与用户侧20连通；蓄能单元6与第二循环水泵8之间的第二出水管7上设置第三阀门13，第二热泵的冷凝器10与第三循环水泵21之间设置有第二阀门12。
第二进水管22与第二热泵的蒸发器19相连，且第二进水管22上设置有第七阀门17，第二热泵的冷凝器10与第三进水管23相连，且第三进水管23上设置有第六阀门16。
蓄能单元6与第一循环水泵4之间的第一进水管3上设置有第四阀门14。第一出水管5上设置有第五阀门15。
第一热泵1为空气源热泵或者水源热泵或者地源热泵。第二热泵9为水源热泵。蓄能单元6为蓄能池，该蓄能池即可以蓄热也可以蓄冷，蓄能池为现有设备。
制热方式：
在电价低谷时段，利用第一热泵1制热，并将热能储存在蓄能单元6；在电价高峰时段，启动第二热泵9，将蓄能单元6的热能通过第二热泵9输送至用户侧20使用。
正常的无外部作用的情况下，热只能从高温自发的传向低温，而热泵是用少量电能使热从低温传向高温，而且1份电能能制造多倍的热量。蒸发器是吸收热量的，冷凝器是放热的，而且冷凝器放热量大于蒸发器吸收的热量。
夜间电价低谷时利用热泵制热并存储起来，比单纯用电制热的效率高的多，电制热的效率极限是1：1而利用热泵用可以达到1：3甚至1：5，
再利用热泵将热量从蓄热中取出来，用以供热，这样可以更好的利用储热量。热泵的放热侧温度最高也就到50℃，即蓄热的极限就是50℃，而热量到35℃时就不能再供热。也就是说如果不用热泵取热量，那么电价低谷期间存取的50℃的热水，放热到35℃就不能再放热了，而且供热量不可控；而用热泵则可以到5℃甚至到1℃仍可以放热，大大提高蓄热系统的利用率，而且供热量可控可调。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种供热系统，其特征是，包括与电网相连的第一热泵，第一热泵的冷凝器的进水端与第一进水管连通，第一进水管上设置有第一循环水泵，第一热泵的冷凝器的出水端通过第一出水管连通至蓄能单元，蓄能单元中设置有第二进水管和连通至用户侧的第二出水管，第二出水管与用户侧连通端设置有第三循环水泵，蓄能单元和第三循环水泵之间的第二出水管上还连接有第二循环水泵和第二热泵，第二循环水泵和第二热泵的蒸发器相连，第二循环水泵进水端和第二热泵的冷凝器的出水端均连接在第二出水管上，且第二循环水泵进水端和第二热泵的冷凝器的出水端之间的第二出水管上设置有第一阀门，第二热泵的冷凝器的出水端与第二出水管之间设置有第二阀门。
2.如权利要求1所述的供热系统，其特征是，所述第二循环水泵进水端和第二出水管之间设置有第三阀门。
3.如权利要求1所述的供热系统，其特征是，第二热泵的冷凝器和第二热泵的蒸发器分别连接于第二进水管上，且连接处分别设置有第六和第七阀门，位于第六和第七阀门之间的第二进水管上还设置有第八阀门。
4.一种供热系统，其特征是，包括与电网相连的第一热泵，第一热泵的冷凝器的进水端与第一进水管连通，第一进水管连通至蓄能单元，第一进水管上设置有第一循环水泵，第一热泵的冷凝器的出水端通过第一出水管连通至蓄能单元，蓄能单元中设置有第二进水管和第二出水管，第二出水管上设置有第二循环水泵，第二循环水泵与第二热泵的蒸发器相连，第二热泵的冷凝器与第三循环水泵连接，第三循环水泵与用户侧连通；蓄能单元与第二循环水泵之间的第二出水管上设置第三阀门，第二热泵的冷凝器与第三循环水泵之间设置有第二阀门。
5.如权利要求4所述的供热系统，其特征是，第二进水管与第二热泵的蒸发器相连，且第二进水管上设置有第七阀门，第二热泵的冷凝器与第三进水管相连，且第三进水管上设置有第六阀门。
6.如权利要求1或4所述的供热系统，其特征是，蓄能单元与第一循环水泵之间的第一进水管上设置有第四阀门。
7.如权利要求1或4所述的供热系统，其特征是，所述第一出水管上设置有第五阀门。
8.如权利要求1或4所述的供热系统，其特征是，所述第一热泵为空气源热泵或者水源热泵或者地源热泵；所述第二热泵为水源热泵。
9.如权利要求1或4所述的供热系统，其特征是，所述蓄能单元为蓄能池。
10.一种供热系统的使用方法，其特征是， 在电价低谷时段，利用第一热泵制热，并将热能储存在蓄能单元内；放热有两种方式：
第一种方式为利用权利要求3的技术方案，在电价高峰时段，先用蓄能单元直接供热，当温度无法满足要求时，再启动第二热泵，将供热介质通过换热器使温度提高后供用户使用；
第二种方式为利用权利要求5的技术方案，在电价高峰时段，启动第二热泵，将蓄能单元的热能通过第二热泵输送至用户侧使用。
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