[发明专利]高温大温差热泵储热装置及储热方法

说明书

本发明属于节能环保、清洁能源领域，涉及一种高温大温差热泵储热装置及储热方法，包括冷媒介质闭路制热加热循环工作回路、储热罐和冷却介质放热换向机构；冷媒介质闭路制热加热循环工作回路制取热能并加热储热罐内的储热材料，并由储热材料将热能存贮起来，通过冷却介质放热换向机构及驱动泵再将冷媒介质闭路制热加热循环工作回路所制取的热量和储热罐中所存储的热能释放出去。本发明大幅度提高了热泵产品的使用温度和可使用温差，扩大了热泵技术的可应用范围。

技术领域

本发明属于节能环保、清洁能源领域。是一种利用热泵制取热能、并将热能存储起来再释放应用的系统装置和方法。

背景技术

近些年随着人们节能环保意识的提高、国家在大气污染治理和环境保护政策的推动下，热泵制热技术得到了快速的发展和应用，是目前落实国家环境保护、能源替代和“煤改电”等政策的主要应用技术之一。

目前存在的问题：

一、热泵技术因其节约能源而得到广泛推广，但热泵装置总体上是一种“即开即热”的设备，如做供暖使用时需要全天24小时开机，作为大面积应用的用电设备无法参与电网调峰，无法实现用电负荷的“削峰填谷”，因此也无法享受到国家分峰、谷、平时段调峰的电价政策，享受不到电网低谷时段的优惠电价。从目前应用情况看，其运行成本仍然显得过高，有些地区和用户仍然难以承受。

二、目前在热泵技术应用范围最广的供暖领域，热泵机组多是采用单级压缩机组。双级压缩机组因其造价高昂、能效比低，所以只是应用在少数地区和领域。单机压缩热泵机组在供暖领域作为热源应用时多是以40℃-50℃的热水形式输出，温度不高，采用热水循环方式输出热能时，机组出、回水的设计温差一般只有5-7℃，如果以热负荷的回流介质（如供暖系统的回水）温度为基准，热泵机组的出水温度不会高过10℃。如果再经过换热器换热输出后温度更低，一般热输出的温度还要降低5℃，所以一般不采用换热器换热。

热泵机组因输出温度低、温差小带来两方面的问题：

1. 限制了热泵的应用范围。如在供暖领域，热泵机组对供暖系统末端采用地热辐射供暖比较适合（供暖系统出水35℃-40℃、回水30℃），对采用热源温度要求较高的散热器片和风机盘管供暖系统就不大适合直接使用，特别是大型集中式供暖系统，多数经过换热器换热、末端设备又多种多样，因此大型集中式供暖系统很少应用热泵技术。

2. 现有单级压缩热泵机组通过热水形式输出的热能难以存储和应用。如果储热装置是以目前多数使用的以热水形式做热能输出的单级压缩热泵机组为储热的热源，则储热温度上限不可能高于热泵机组的输出温度，而在储热装置释放热能进行热能输出时，不能低于热负荷的回流介质（如供暖系统的回水）温度，是储热材料应用的温度下限。

在储热装置设计时，理论上储热材料的温度越高，储热的效率越高、储热量越大，释放热能时输出温度越高释放的热功率就越大。

因单机压缩热泵机组在应用时对储热装置上、下限温度的限制，也就限制了储热材料的选择范围，不大于10℃的上、下限温差又使同样可使用的储热材料所存储的热能少、储热密度相对较低，热能存储后释放输出时释放的热功率也比较低，不具有普遍应用的价值。

目前市场上尚未见到实际使用的通过热泵制热并储热的产品。

发明内容

发明目的

针对上述问题，本发明提出一种能够持续供热，能源利用率高，循环效率高的高温大温差热泵储热装置及储热方法。

技术方案

一种高温大温差热泵储热装置，其特征在于：包括冷媒介质闭路制热加热循环工作回路、储热罐和冷却介质放热换向机构；

储热罐内装填有储热材料，冷媒介质流道和放热介质流道位于储热罐内；