多能互补供热系统的制作方法

本发明属于储热供热的，具体涉及一种多能互补供热系统。

背景技术：

1、我国大量工业用水和以煤炭为主的能源被用来产生蒸汽，而蒸汽在工业生产中发挥着越来越重要的能源驱动作用，蒸汽供热能力持续提高，随着国内工业持续稳定发展，相关生产企业热电需求量增加。随着节能环保政策的不断加强，很多企业都需要对锅炉进行高品质的改造处理，将高污染低效率的燃煤锅炉改为节能低污染排放的燃气锅炉，但随着我国经济快速增长和城镇化进程加快，天然气需求增速远超供给增速，造成天然气价格上涨和能源成本增加。目前，我国电能替代主要包括以电代煤、以电代油、以电代气和电能输送等方式，通过对用能方式的改变，提高能源利用效率，降低大气污染物排放，实现社会的清洁发展，同时电能替代对于保证国家能源安全、优化能源结构、以及改善生态环境、促进节能减排具有重大作用。

2、储热技术是储能技术的一种，相比于其它储能技术系统结构简单且初投资较低，是实现可再生能源大规模利用，提高能源利用效率、安全性和经济性的关键技术，也是提高清洁能源发电比率，推动雾霾治理的有效手段。

3、但现有储热技术存在能源利用效率低、能源供应不稳定、污染大等缺点。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中能源利用效率低、能源供应不稳定的缺陷，提供一种多能互补供热系统。

2、本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、一种多能互补供热系统，包括储换热器、换热器、多能互补单元、和第一水泵，所述储换热器的进出水口与所述换热器连接，在所述换热器中从进水管路中流入的冷介质与从所述储换热器的出水管路中流出的高温介质发生热交换后流入所述储换热器，经所述储换热器流出的高温介质通过出水管路传输至末端热用户；

4、所述换热器的冷源端与所述多能互补单元连接，所述多能互补单元包括热泵和光伏光热一体化装置；所述热泵和所述光伏光热一体化装置并联，所述热泵和所述光伏光热一体化装置的进水端与所述第一水泵连接；所述第一水泵还设有与所述换热器的冷源端直接连通的第一进水支路，所述第一水泵和所述换热器的冷源端之间的管路根据工况的需求被选择性的连通。

5、在本方案中，(1)该多能互补供热系统通过储换热器和换热器采用上述设置，一方面从进水管路流入的冷介质在换热器中得到了预热，使得进入储换热器中的冷介质不会温度太低，降低了储换热器的换热能耗，从而储换热器可以做得较小。另一方面，利用储换热器的出水管路中流出的高温介质与冷介质换热，而无需外部能源对冷介质预热，因而提高了能源利用率。因此，通过储换热器和换热器的组合，实现了两次换热，降低了储换热器中的储热介质与冷介质的温差，换热更平稳，提高了能源供应的稳定性和能源利用率，也降低了冷介质对储换热器的冲击、损害。同时也能够避免从储换热器中输出的高温介质温度过高，减少后续的降温操作，避免热能的损失，提高热能的利用率。

6、(2)通过换热器的冷源端与上述配置的多能互补单元连接，冷介质经多能互补单元加热后，升温至较高温度(相当于对冷介质预热)，再进入换热器中换热，降低了换热器中的高温介质和低温介质的温差，从而降低了换热器的换热能耗，提高了能源利用率；同时，选择性地连通多能互补单元的各个能量供应源或第一进水支路，使得可以根据不同的工况，选择合适的能量源，实现了多种能源互补供应，提高了能源利用效率和能源供应的稳定性。

7、较佳地，还包括控制阀单元，所述控制阀单元包括：

8、设置在所述光伏光热一体化装置进水口和出水口的第一控制阀和第二控制阀；

9、设置在所述热泵进水口和出水口的第三控制阀和第四控制阀；

10、设置在所述第一进水支路上的第五控制阀；

11、所述第一控制阀和所述第二控制阀同时开启或关闭，所述第三控制阀和所述第四控制阀同时开启或关闭；所述第五控制阀与所述第一控制阀或所述第三控制阀非同时开启或关闭。

12、在本方案中，通过上述各个控制阀实现了各个能量供应源(热泵和光伏光热一体化装置)以及第一进水支路的连通、关闭，实现切换不同的能量供应源，适应不同的工况需求；和/或通过各个控制阀调节流量，提高预热效果。其中，第五控制阀与第一控制阀或第三控制阀采用非同时开启或关闭的控制方式，使得当不使用热泵和光伏光热一体化装置供应能源时，第一进水支路中的冷介质可以直接通入换热器进行换热，适应不同的工况需求。

13、较佳地，还包括设置在所述换热器的冷源端和所述多能互补单元之间的缓冲水箱。

14、在本方案中，通过缓冲水箱储存经多能互补单元预热的预热介质，可以调节进入换热器的介质量，提高换热的稳定性，换热后的温度更均衡，不会忽高忽低，从而提高了能源供应的稳定性。

15、较佳地，还包括连通于所述缓冲水箱和所述换热器的冷源端之间的第二水泵，所述第二水泵和所述缓冲水箱顺次设置在管路中，所述第二水泵与所述缓冲水箱之间设有第六控制阀。

16、在本方案中，通过上述设置的第二水泵，提供介质从缓冲水箱进入换热器中的动力。通过第六控制阀控制缓冲水箱与第二水泵之间的介质流通的开启、关闭，和/或调节介质流量。

17、较佳地，所述光伏光热一体化装置包括光伏板和水管，所述换热器的冷源端与所述水管连接，所述光伏板产生的光伏热量被流通在所述水管内的冷介质所吸收。

18、在本方案中，通过光伏板产生的光伏热量将水管中的冷介质加热至较高温度，充分利用光伏能源，适用于有太阳光时的工况。

19、较佳地，所述储换热器内设有电加热器，所述电加热器用于加热所述储换热器内的储热介质，所述电加热器通过逆变器与所述光伏板电连接，和/或，所述电加热器与市电连接。

20、在本方案中，电加热器通过逆变器与光伏板电连接，和/或，电加热器与市电连接，实现了不同的加热手段；有太阳光时，利用光伏装置电加热，无太阳光时，则利用市电加热，提高了能源利用率。

21、较佳地，所述多能互补供热系统还包括锅炉，所述锅炉的进口端通过第七控制阀与所述第一水泵连接，所述锅炉的出口端通过第八控制阀与热用户连通。

22、在本方案中，该多能互补供热系统通过锅炉加热冷介质，适用于夜间没有太阳光、也不使用热泵时的工况，可以加热冷介质直接供应给用户，而无需经过储换热器进行换热，增加能源供应的方式，提高了不同工况的适应性。通过上述第七控制阀，控制冷介质进入锅炉的流量或开断，通过上述第八控制阀控制锅炉输出高温介质的流量或开断。

23、较佳地，所述换热器中包括冷管和热管，所述冷管与所述进水管路连通，所述热管与所述出水管路连通，所述冷管和所述热管中流动的介质流向相反。

24、在本方案中，换热器通过冷管和热管进行换热，冷管和热管中流动的介质流向采用相反设置，使得换热更充分，提高了换热效果。

25、较佳地，所述储换热器的出水管路与末端热用户之间还设有减温器，所述减温器和所述末端热用户之间还设有第十控制阀，经所述储换热器的出水管路中流出的高温介质通过所述减温器减温后传输至末端热用户。

26、在本方案中，通过减温器对出水管路中的高温介质进行减温，使之满足用户的温度需求，也避免温度过高造成能源浪费。通过第十控制阀控制减温后的介质的开断或调节流量。

27、较佳地，所述减温器还通过第九控制阀与所述第一水泵连通，经所述储换热器的出水管路中流出的高温介质和从第一水泵输入的冷介质在所述减温器内换热后传输至末端热用户。

28、在本方案中，通过第九控制阀控制冷介质进入减温器的开断和/或调节流量，使减温器能够调节减温后的温度高低。

29、本发明的积极进步效果在于：该多能互补供热系统通过储换热器和换热器的组合，实现了两次换热，降低了储换热器中的储热介质与冷介质的温差，换热更平稳，提高了能源供应的稳定性和能源利用率，也降低了冷介质对储换热器的冲击、损害。通过换热器的冷源端与上述配置的多能互补单元连接，降低了换热器的换热能耗，提高了能源利用率；同时，选择性地连通多能互补单元的各个能量供应源或第一进水支路，使得可以根据不同的工况，选择合适的能量源，实现了多种能源互补供应，既保证了多种能源的充分利用，提高了能源利用效率；又确保了进入换热设备的冷介质的温度恰当，避免最终输入用户端的介质过冷或过热，确保能源供应的稳定性。