[发明专利]一种能量梯级利用的多能互补供热系统及供热方法

说明书

本发明公开了一种能量梯级利用的多能互补供热系统及供热方法，所述供热系统包括热泵(2)、低温加热器(6)、高温加热器(5)、热用户(4)、循环泵(9)和循环管路(11)；所述热泵(2)包括热泵蒸发器(1)、热泵冷凝器(3)；所述热泵冷凝器(3)的低温侧出入口与循环管路(11)连接；所述循环管路(11)上沿管内介质流向依次设置有循环泵(9)、低温加热器(6)、高温加热器(5)和热用户(4)。本发明可在满足同样供热需求下，充分利用低品质能，实现高品质能源的最佳利用。

技术领域

本发明属于供热系统领域，特别针对多能互补的供热系统技术领域，具体地，本发明涉及一种能量梯级利用的多能互补供热系统及供热方法。

背景技术

许多供热系统的供水温度较高，但供热系统回水或补水温度较低，传统加热系统多采用高品质的能源直接将供水加热到需要的高温，这会增大传热不可逆损失，造成能量品质的浪费。

通过热泵可以利用高品质的电能等驱动热力循环，来提升低品质能的品质，但热泵制热性能系数(能效比COP)受高、低温热源的温差影响，两者温差越大，制热系数越低，将同样数量的低品质能提升到高品质能所要消耗的电能等高品质能越大。近来，空气源热泵技术供热应用较多，但空气在夜间温度较低，若让热泵正常运行且达到所需的供热温度，不仅制热系数很低，且需采用两级热泵系统或中间不完全冷却的准两级热泵系统(喷气增焓等)，以降低蒸发器的工作温度，降低冷凝器入口过热度和改良压缩机工况等。高温差下工作的两级或准两级热泵系统显著增大了设备成本。

外界存在各种品级不同的能量，如果能够按不同品级优化利用，由不同热源依次加热供水，则可减少传热不可逆损失，实现能量的梯级利用，节约高品质能。

另外，供热负荷的需求是多变的，可利用的外界热源热量多少和品质也大多存在不稳定性，热源与供热负荷的需求在某时往往不完全匹配，如果不能依各种热源资源情况及时调整不同的取热量，则往往会增加高品质热源的补热量，使高品质热的降质使用增加。

发明内容

针对已有技术存在的问题，本发明开发了一种能量梯级利用的多能互补供热系统，可在满足同样供热需求下，充分利用低品质能，实现高品质能源的最佳利用。

为达到上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种能量梯级利用的多能互补供热系统，所述供热系统包括热泵2、低温加热器6、高温加热器5、热用户4、循环泵9和循环管路11；

所述热泵2包括热泵蒸发器1、热泵冷凝器3；所述热泵冷凝器3的低温侧出入口与循环管路11连接；所述循环管路11上沿管内介质流向依次设置有循环泵9、低温加热器6、高温加热器5和热用户4。

所述的供热系统设有加热器旁路管路，所述加热器旁路管路的一端连接在循环管路11上的热用户4与高温加热器5之间，另一端连接在循环管路11上的低温加热器6与循环泵9之间，所述加热器旁路管路上设有后置分流阀13。

以加热器旁路管路内的介质流向为基准，介质流向的来源为前，所述加热器旁路管路在后置分流阀13前连接有前置分流管的一端，所述前置分流管的另一端连接在循环管路11上的低温加热器6和高温加热器5之间；所述前置分流管上设置有前置分流阀14。

进一步地，在加热器旁路管路与循环管路11的连接点至低温加热器6之间的循环管路11上设置有低温加热器进口调节阀7。

更进一步地，热用户4内部分组设置为高温组热用户与低温组热用户，所述高温组热用户与低温组热用户可串联连接也可并联连接；所述低温组热用户的入口连接着低温循环管路的一端，所述低温循环管路的另一端连接在循环管路11与加热器旁路管路的连接点至循环泵9之间的循环管路11上，所述低温循环管路上设置有低温循环调节阀8。