[发明专利]一种太阳能光热/谷电储热互补储热供热系统

说明书

技术领域

本发明涉及能源利用领域，尤其是涉及一种太阳能光热/谷电储热互补储热供热系统。

背景技术

现代社会主要依靠化石能源转换成的电力来运转，我国电力负荷持续增加，电网峰谷差越来越大，而谷电浪费现象十分严重，全国大部分区域实行峰谷电价，大力鼓励使用低谷电，如何高效利用谷电是一个亟待解决的问题。

储能技术是解决能源供求不匹配，提高能源利用效率的关键技术之一。近年来，相变储热技术以其高储热密度、吸放热温度稳定等优势受到广泛关注。相变储能是利用相变储热材料在相变过程中，吸收或释放相变潜热来进行能量储存和释放的技术。相变储能技术在太阳能热利用、废热余热回收、电力“削峰填谷”、采暖及建筑节能等诸多领域具有广泛的应用前景。

我国太阳能资源十分丰富，太阳能热水系统使用也十分广泛。但传统的太阳能热水系统受太阳能资源能量密度低、不稳定、不连续等缺点的限制，给实际应用带来了许多困难。

对现有技术的文献检索，实现太阳能光热/谷电储热互补的相关先进技术主要有：专利申请号为2014-20797505.0的发明专利公开了“住宅楼太阳能/低谷电热水共享系统”，由通过管道连接的太阳能集热器、带内置换热器的储热水箱、电热锅炉、恒温阀、自动稳压供水器等组成，在太阳能供热不足时可利用晚间电网低廉的低谷电由电锅炉补充，由此生产成本低供热稳定的洗浴热水，并能让楼宇中全体住户共享太阳能、低谷电低成本的洗浴热水。但是该系统不具备储能装置，不能在夜间不需要热水时把低谷电储存起来供峰电时段使用，白天太阳能不足时仍需利用峰电供热，因而不能充分利用夜间低谷电和白天多余的太阳能资源，且该系统只能用于供热水而不能用于采暖。专利申请号为20152082-2183.5的发明专利公开了“一种相变储热式太阳能热水系统”，通过循环管路依次连接相变储热热池、太阳能集热器、循环泵和电加热管，通过太阳能集热器或电加热器给相变储热热池充热，能随时为用户提供热水。但是该系统冷流体要严格按照太阳能集热器、电加热管、相变储热热池依次流动，从而增加了热损，降低了能量利用效率。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种太阳能光热/谷电储热互补储热供热系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种太阳能光热/谷电储热互补储热供热系统，至少包括太阳能集热器、水箱、设置在水箱内的电加热器、储热单元和热用户，其中，所述的太阳能集热器和水箱通过管路循环连接并构成一次加热回路，所述的水箱和储热单元通过管路循环连接并构成二次储热回路，所述的储热单元和热用户通过管路循环连接并构成三次供热回路，所述的水箱与热用户通过管路循环连接并构成四次供热回路。

优选的，所述互补储热供热系统通过不同回路的互补切换实现以下运行模式：

太阳能供热储热模式：一次加热回路、二次储热回路和四次供热回路运行，其余回路切断，电加热器不工作，太阳能集热器收集热量由循环水通过一次加热回路带回水箱暂存，水箱中暂存的热量同时由循环水分别通过二次储热回路和四次供热回路送到储热单元与热用户，实现储热和供热；

太阳能直接供热模式：一次加热回路和四次供热回路运行，其余回路切断，电加热器不工作，太阳能集热器收集热量由循环水通过一次加热回路带回水箱暂存，水箱中暂存的热量由循环水经四次供热回路送到热用户处，实现供热；

太阳能直接储热模式：一次加热回路和二次储热回路运行，其余回路切断，电加热器不工作，太阳能集热器收集热量由循环水通过一次加热回路带回水箱暂存，水箱中暂存的热量由循环水经二次储热回路送到储热单元处储存，实现储热；

太阳能/电加热互补供热模式：一次加热回路和四次供热回路运行，其余回路切断，电加热器工作水箱中的循环水加热，同时太阳能集热器收集热量由循环水通过一次加热回路带回水箱，水箱中暂存的热量由循环水经四次供热回路送到热用户处，实现供热；

谷电加热储热模式：二次储热回路运行，电加热器工作，其余回路切断，电加热器利用谷电对水箱中的循环水加热，同时，水箱中的循环水携带谷电所加热量经二次储热回路送至储热单元处储存，实现储热；

谷电加热储热供热模式：二次储热回路和四次供热回路运行，电加热器工作，其余回路切断，电加热器利用谷电对水箱中的循环水加热，同时，水箱中的循环水携带谷电所加热量分别经二次储热回路与四次供热回路送至储热单元与热用户，同时实现储热和供热；