[发明专利]热电联供式供热系统及供热方法

说明书

本发明提供一种热电联供式供热系统及供热方法。该供热系统包括生物质炉供热子系统和电驱动热泵供热子系统等，用于为提高周围环境温度的散热器输出热水。其中，生物质炉供热子系统包括燃烧炉、炉内热交换装置以及设置在所述燃烧炉的烟囱处的烟气‑水换热器，所述烟气水换热器包括第一子换热器和第二子换热器。所述电驱动热泵供热子系统包括热泵装置，所述热泵装置包括压缩机、膨胀阀、用于回收热能的蒸发器和用于输出热水的冷凝器。本发明的热电联供式供热系统及供热方法可实现固体生物质能源的充分热利用，并且由电力驱动热泵装置提供辅助供热，节省供热总费用，实现热能和电能的联合供热。

技术领域

本发明涉及建筑采暖系统的技术领域，尤其涉及一种热电联供式供热系统及供热方法。

背景技术

在传统能源日渐枯竭的背景下，生物质能源是理想的替代能源，生物质能源在我国的可再生能源发展中占有重要地位，生物质能发展的重点任务要在具备资源和市场条件的地区，特别是在大气污染形势严峻、淘汰燃煤锅炉任务较重的京津冀鲁、长三角、珠三角、东北等区域，以及散煤消费较多的农村地区，加快推广生物质成型燃料锅炉供热，为村镇、工业园区及公共和商业设施提供可再生清洁热力。而目前在京津冀鲁、长三角、珠三角、东北等区域，以及散煤消费较多的农村地区，供热改革的状况不容乐观，存在很多问题： (1)生物质燃料的可用总量有限，原材料的收集和生产比较困难，且成本较高，单独采用生物质燃料不能满足供热用量；(2)生物质成型燃料的燃烧炉效率较低，大量的热量通过烟气排出室外，这部分热量没有回收利用。

在上述地区的供热系统中，很多系统采用了空气源热泵供热技术，空气源热泵在室外温度比较低的情况下，热泵的效率过低，甚至出现停机的现象，而且采用电驱动的空气源热泵，其电费高，整个采暖季的供暖电费高于采用散煤供暖的费用。

发明内容

鉴于现有技术中的生物质成型燃料的效率较低，大量的热量通过烟气排出室外，这部分热量没有回收利用的问题，以及单纯使用空气源热泵供热的费用较高的问题，本发明创造性地提出了一种热电联供式供热系统及供热方法，以提高生物质能燃烧的利用率和充分利用低谷电，以节省电费。

本发明的技术方案如下：

根据本发明的一方面，该供热系统包括生物质炉供热子系统和电驱动热泵供热子系统，用于为提高周围环境温度的散热器输出热水。其中，生物质炉供热子系统，所述生物质炉供热子系统包括燃烧炉、炉内热交换装置以及设置在所述燃烧炉的烟囱处的烟气-水换热器，所述烟气水换热器包括第一子换热器和第二子换热器。电驱动热泵供热子系统，所述电驱动热泵供热子系统包括热泵装置，所述热泵装置包括压缩机、膨胀阀、用于回收热能的蒸发器和用于输出热水的冷凝器；

该供热系统还包括：

布置在所述散热器的回流管路上的蓄热水箱；

第一循环管路，所述第一循环管路顺序连通所述第一子换热器、所述炉内热交换装置和所述散热器从而形成第一循环，所述第一循环管路在所述散热器与所述第一子换热器的之间的管路上通过第一三通阀串联所述蓄热水箱；

第二循环管路，所述第二循环管路连通所述蒸发器和所述第二子换热器形成循环，其中所述蓄热水箱通过第二三通阀与所述第二子换热器一起并联至所述蒸发器；

第三循环管路，所述第三循环管路将所述冷凝器和所述散热器连通形成第三循环；

所述第一循环管路、第二循环管路和第三循环管路中各自设置有第一泵、第二泵和第三泵；

控制系统，所述控制系统在每天的预定时段内关闭所述生物质炉供热子系统和所述第一循环管路。

在一些实施例中，所述热泵装置为集中式热泵装置，所述第一循环管路和所述第三循环管路的各自出水端均连通至一个分水器，所述第一循环管路和所述第三循环管路的各自回水端均连接至一个集水器；所述分水器的出口端连接至所述散热器，所述集水器的入口端连接至所述散热器。