[发明专利]一种具有储热功能的集中供暖系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种具有储热功能的集中供暖系统，包括电锅炉、蓄热模块、换热器及其温度传感器、流量传感器电锅炉所在的水回路为一次侧，蓄热模块所在的水回路为二次侧，供热系统输出用户侧的水回路为三次侧，一次侧水回路包括相互串联的电锅炉、一二次侧换热器；二次侧包括相互串联的一二次侧换热器、蓄热循环泵、放热循环泵、二三次侧换热器串联；蓄热模块并联在放热循环泵和二三次侧换热器的两端；三次侧水回路由包括相互串联的二三次侧换热器、用户循环泵、用户换热器串联。本发明同时提供一种上述系统采用的控制方法。本发明可用于低谷电或弃风电制热且具有储热功能。

技术领域

本发明涉及节能、储能、电力调峰及热能工程等技术领域，具体设计一种使用低谷电或弃风电制热且具有储热功能的供热系统。

背景技术

近年来，我国的电力工业发展迅速，电力供应紧张状况得到解决，但与此同时许多地区出现电力过剩现象，特别是“风电弃电”现象严重，夜间用电低谷电能更加得不到有效利用，结构性过剩尤为明显，这些问题严重影响了可再生能源发电的发展，给发电企业带来更大的挑战。

同时近年来雾霾等环境问题日益突出，环境治理已经刻不容缓，因此国家已明确取缔污染严重的小型燃煤锅炉。

目前，“煤改电”“电能替代”的方案主要采用蓄热水罐系统和高温相变储热电锅炉两种形式。

蓄热水罐系统的优点是建设简单，其缺点是设备体积较大，占地面积较大，且在蓄热、放热时无法对输出功率和蓄热功率精准控制。高温相变蓄热电锅炉的优点是蓄能密度高，缺点是蓄热式电锅炉的热惯性较大，一旦锅炉因过度放热、维修等原因导致温度下降，无法瞬间提升功率。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种可用于低谷电或弃风电制热且具有储热功能的供热系统。技术方案如下：

一种具有储热功能的集中供暖系统，包括电锅炉、蓄热模块、换热器及其温度传感器、流量传感器，定义电锅炉所在的水回路为一次侧，蓄热模块所在的水回路为二次侧，供热系统输出用户侧的水回路为三次侧，其特征在于:

一次侧水回路包括相互串联的电锅炉B1、一二次侧换热器E12；二次侧包括相互串联的一二次侧换热器E12、蓄热循环泵P1、放热循环泵P2、二三次侧换热器E231、E232串联；蓄热模块并联在放热循环泵P2和二三次侧换热器E231、E232的两端；

三次侧水回路由包括相互串联的二三次侧换热器E231、E232、用户循环泵P3、P4、用户换热器OUT1、OUT2串联；

优选地，在二次侧，蓄热循环泵P1、放热循环泵P2、蓄热槽S、二三次侧换热器入口各安装一个模拟量调节阀，在二次侧各个支路安装流量传感器，在各个换热器的出入口、蓄热模块出入口各安装一个温度传感器。

一次侧的电锅炉使用电极锅炉或使用电热管锅炉，集中供暖系统功率小于12MW时使用电热管锅炉，大于等于12MW时，使用电极锅炉。

蓄热模块使用蓄热水罐蓄热、或使用蓄热水槽蓄热，或使用低温相变材料蓄热槽蓄热，或使用以上三者的任意组合。

本发明同时提供一种上述集中供暖系统采用的控制方法，其特征在于，三次侧的输出功率、蓄热模块的蓄、放热功率，通过换热器给回水温差和换热器流量计算，控制方法如下：系统在谷电期间运行为蓄热模式，一边供热一边蓄热；系统在峰电期间运行为放热模式，一边放热一边补热供热系统谷电期间运行时，蓄热模块蓄热与用户侧供暖同步进行；供热系统峰电期间运行时，通过蓄热模块放热；通过控制电锅炉同蓄热模块同时放热，提高用户侧的供暖功率和供暖效果；通过关闭放热循环泵、打开蓄热循环泵实现将系统切换至蓄热模式，打开蓄热循环泵流量阀，通过控制锅炉功率控制蓄热模块入口水温，调节蓄热模块的蓄热功率；通过调节放热循环泵流量阀的开度，调节系统输出功率。