[发明专利]用于供热系统的热量回收及缓释系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于供热系统的热量回收及缓释系统和方法，采用储能技术，在末端系统负荷产生由大变小的突变时，迅速从末端系统中提取热量储存起来、并加以利用的系统和方法。采用蓄水容器结合冷热介质快速置换的技术手段，实现了热量的快速回收。

技术领域

本发明涉及一种用于供热系统的热量回收及缓释系统和方法，采用储能技术，在末端系统负荷产生由大变小的突变时，迅速从末端系统中提取热量储存起来、并加以利用的系统和方法，属于供热系统的技术领域。

背景技术

根据已公开的发明专利：申请号为“2018103783745”、名称为“用于供热系统的热量回收及缓释系统和方法”，其中包括了采用相变储能模块的方案，还包括了采用蓄热水箱的方案。

实际上，相变储能模块也存在某些弱点，由于相变储能材料的储能密度高、导热系数低，因此如果要在短时间内快速释放将相变储能模块中的热量或向相变储能模块中的输入热量储存、即所谓的“快充快放”，就必须要在相变储能模块中设置较大数量的高效率换热器，由此带来了两个问题：

1、通过换热器进行热量的传递，必然存在换热温差、导致热能品位有所降低；

2、当“快充快放”对时间要求较高时，例如充放周期小于30分钟，此时换热器不仅造价很高、设计也非常困难，甚至于换热器的造价高达相变储能模块总造价的50%以上。

需要说明的是，在大多数的应用中，由于相变储能模块的能量密度高、储能量大，因此不存在所谓“快充快放”的需求，并且相变储能模块的性能明显优于蓄热水箱；所以排除成本因素，技术人员会优先选择使用相变储能模块。

出于以往的设计经验，发明人在设计“用于供热系统的热量回收及缓释系统”时，也将相变储能模块做为优选方案。但是，经过深入的分析研究，该方案的重点是“在末端系统负荷产生由大变小的突变时，迅速从末端系统中提取热量储存起来”，简单说就是对“快充快放”有比较强的需求，也是该方案是否能够充分发挥作用的关键。由此可见，该方案仍有改进的空间。

发明内容

根据已公开的技术方案，发明人改变了设计思路，以蓄水容器替代相变储能模块，以介质置换或混水的技术手段替代换热器；从而提升了整体运行效率，具体的方案是：

本发明的用于供热系统的热量回收及缓释系统，其特征在于：包括热源侧系统、末端系统、蓄水容器和内部循环泵；

当末端系统处于正常供热工况时，热源侧系统与末端系统连接，由热源侧系统为末端系统提供热量，此时蓄水容器处于断开状态并储存低温冷水备用；

当末端系统的负荷发生由大变小的突变时，将热源侧系统与末端系统断开，并将末端系统与蓄水容器、内部循环泵相连接，由内部循环泵驱动末端系统中的水进入蓄水容器、使得蓄水容器中储存的低温冷水与末端系统中的高温热水相互置换，将高温热水存储在蓄水容器中备用，同时使得末端系统中的水的变为低温冷水，从而实现热量快速回收、避免了在末端系统中热量的无效散失，使得末端系统能够更快的切换到适合保温值班的状态。

进一步的，当末端系统处于低负荷的保温值班工况时，若末端系统需要热量补给以维持低负荷运行，则由蓄水容器中储存的高温热水做为低负荷运行的热源，为末端系统提供热量补给；

进一步的，当末端系统的负荷即将发生由小变大的突变时，若此时蓄水容器中储存的水的温度高于末端系统中水的温度，则将末端系统与蓄水容器、内部循环泵相连接，由内部循环泵驱动末端系统中的水进入蓄水容器、使得蓄水容器中储存的高温热水与末端系统中的低温冷水相互置换，将低温冷水存储在蓄水容器中，同时使得末端系统中的循环水的变为高温热水、从而使得末端系统能够更快的切换到适合正常供热的状态。

需要说明的是，该系统中需要通过管路和阀门实现连接和功能的转换；所述的连接结构和形式多种多样，均为现有技术。