一种储热制冷一体化系统的制作方法

本发明涉及新能源储热供冷技术领域，特别涉及一种储热制冷一体化系统。

背景技术：

传统电力、化工、钢铁等高耗能、高排放的行业存在大量的余热，但是行业的工业余热、废热回收效率很低，如蒸汽余热、排渣水余热、烟气余热、压缩空气余热等温度较低的余热尚未开发利用，这导致有很大一部分的能量被浪费，使得能量消耗总量提高并产生大量的气体排放。在商业以及民用利用中，余热、废热的回收利用也比较少，许多余热利用项目在经济性、灵活性上显示出诸多不足之处。

当今社会，节约能源已经成为当今世界上的重要社会意识，工业余热回收的利用方式已经成为节能环保领域研究的重要方向之一，利用余热制冷也成为主流技术。但是，当前的供热部分和制冷系统是通过换热器连接的，因此系统存在效率降低，浪费热量等问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种储热制冷一体化系统，用热罐将储热系统和制冷系统连接起来，形成一体化新系统，不仅提高整体效率，同时减小负荷端的波动。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种储热制冷一体化系统，包括：

储热系统；

热罐，所述热罐存有流体导热介质；

制冷系统，所述储热系统、制冷系统分别通过管路与所述热罐相连通；

流体输送机构，所述流体输送机构设于所述储热系统、制冷系统分别与所述热罐相连的管路上。

优选地，所述储热系统包括储热箱，所述储热箱内容置有储热材料，所述储热箱通过管路与所述热罐相连通，所述流体输送机构包括设于所述储热箱与所述热罐之间管路上的第一泵体。

优选地，所述储热材料为固体储热颗粒或固体储热块。

优选地，所述储热箱和所述热罐由外至内分别由绝热外护壳、拆卸式保温外衣、绝热隔离层、储热模块外器壁和保温内衬组组成。

优选地，所述拆卸式保温外衣由内到外由内衬层、隔热层和外保护层组成。

优选地，所述制冷系统包括制冷机组，所述制冷机组通过管路与所述热罐相连通，所述流体输送机构还包括设于所述制冷机组与所述热罐之间管路上的第二泵体。

优选地，所述热罐上开设有第一进口、第二进口、第一出口和第二出口，与所述储热箱相连的第一出口位于四个口的最下方，与所述储热箱相连的第一进口位于所述第二出口的下方和所述第二进口的上方，所述第二进口和第二出口分别通过管路与所述制冷机组相连通。

优选地，所述储热箱上开设有第三进口、第三出口，所述第三进口通过管路与所述第一出口相连通，所述第三出口通过管路与所述第一进口相连通，且所述第三出口位于所述第三进口的下方。

优选地，所述流体导热介质为水或水蒸气或二氧化碳或烟气或导热油。

本发明的有益效果如下：

1、带有热罐的储热制冷一体化系统，中间换热部分采用热罐，没有换热温差，从而也就提高了整体效率，提高了的效率约为2%；

2、系统采用热罐后，制冷机组端负荷的波动减小，系统响应速度大大提高；

3、采用折流结构，流体导热介质在储热材料里面，流动路程大、时间长、换热充分；

4、储热箱中的流体导热介质流动方向从上而下，利用了流体导热介质的重力，泵耗减小，起到节能减排的作用。

附图说明

图1为本发明实施例中的一种储热制冷一体化系统的结构示意图；

图2为图1中热罐的结构示意图。

附图标记的含义：10、储热系统；11、储热箱；12、第三进口；13、第三出口；20、热罐；21、第一进口；22、第二进口；23、第一出口；24、第二出口；30、制冷系统；41、第一泵体；42、第二泵体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后…)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参照图1、图2，本发明提供一种储热制冷一体化系统，包括储热系统10、热罐20、制冷系统30、流体输送机构，热罐20存有流体导热介质，储热系统10、制冷系统30分别通过管路与热罐20相连通，流体输送机构设于储热系统10、制冷系统30分别与热罐20相连的管路上。带有热罐20的储热制冷一体化系统，中间换热部分采用热罐20，没有换热温差，从而也就提高了整体效率，提高了的效率约为2%；系统采用热罐20后，制冷系统30端负荷的波动减小，系统响应速度大大提高。

储热系统10包括储热箱11，储热箱11内容置有储热材料，储热箱11通过管路与热罐20相连通，流体输送机构包括设于储热箱11与热罐20之间管路上的第一泵体41。

储热材料为固体储热颗粒或固体储热块，例如石英砂、陶粒、花岗岩、卵石、砾石、黄沙、河沙、钢筋混凝土、碎石、卵石混凝土、黏土、铁砂、粉状活性炭、锰砂等。有pcm相变材料像石蜡和赤糖醇等。也有熔融盐等高温材料，具体的储热材料根据温度需要来确定。

流体导热介质为水或水蒸气或二氧化碳或烟气或导热油等，根据制冷机组的要求，选择满足温度范围的流体导热介质。

储热箱11和热罐20由外至内依次由绝热外护壳、拆卸式保温外衣、绝热隔离层、储热模块外器壁和保温内衬组组成，其中绝热隔离层内不设置填充物；外护壳为碳钢材质；拆卸式保温外衣采用耐高温、防火、隔热材料制成，包括由内到外的内衬层、隔热层和外保护层，其内衬层采用耐高温复合涂层纤维布等耐温材料，中间的隔热层采用耐高温硅酸盐、陶瓷纤维等保温材料，外保护层采用柔性耐高温防火布等材料，并且以上材料均采用非石棉类环保材料；保温内衬的材质采用耐高温轻质保温浇注料，主要成分包括铝酸盐水泥、高铝细料、陶粒及若干添加剂等。

制冷系统30包括制冷机组，制冷机组通过管路与热罐20相连通，流体输送机构还包括设于制冷机组与热罐20之间管路上的第二泵体42。

在热罐20上开设有第一进口21、第二进口22、第一出口23和第二出口24，与储热箱11相连的第一出口23位于四个口的最下方，与储热箱11相连的第一进口21位于第二出口24的下方和第二进口22的上方，第二进口22、第二出口24分别通过管路与制冷机组相连通。

在储热箱11上开设有第三进口12、第三出口13，第三进口12通过管路与第一出口23相连通，第三出口13通过管路与第一进口21相连通，且第三出口13位于第三进口12的下方，使得流体导热介质整体的流经方向是从上往下，利用了流体导热介质的重力，泵耗减小，起到节能减排的作用。

本发明的工作原理如下：

热罐20中储满流体导热介质后启动第一泵体41，热罐20中的流体导热介质流经储热箱11后被加热到所需温度；流体导热介质达到要求温度后启动第二泵体42，流体导热介质流经制冷机组，为制冷机组提供能源；根据制冷机组输入口的温度，通过pid控制器控制第一泵体41给热罐20中的流体导热介质加热。

以单效、双效和三效制冷机组分别为例进行说明：

单效：制冷机组进口温度为95℃，出口温度为85℃，储热箱中的储热材料选用pcm，液体水作为流体导热介质，且热罐中的水为96℃。当检查到制冷机组进口的水温低于95℃，通过传感器和pid控制器启动第一泵体对热罐中的水进行换热。

双效：液体水作为流体导热介质，制冷机组进口温度为130℃，出口温度为68℃，储热箱中的储热材料选用pcm或固体储热颗粒或固体储热块材质，热罐中的水98℃以上。对制冷端的热水进行加压使水温达到130℃。当检查到制冷机组进口的水温低130℃，通过传感器和pid控制器启动第一泵体对热罐中的水进行换热和启动压缩机进行加压升温；

以蒸汽作为流体导热介质时，制冷机组进口温度为175℃，热罐中存储温度为177℃的水蒸气，然后加压到0.6-0.8mpa。当检查到制冷机组进口的水蒸汽温度低于175℃，通过pid控制器启动第一泵体对热罐中的水蒸汽进行换热。

三效：制冷机组进口温度为300℃，储热箱中的储热材料选用固体储热颗粒或固体储热块材质或熔融盐，烟气作为流体导热介质，且热罐中的烟气温度为302℃。当检查到制冷机组进口的水温低于300℃，通过传感器和pid控制器启动第一泵体对热罐中的水进行换热。

以上对本发明的较佳实施进行了具体说明，当然，本发明还可以采用与上述实施方式不同的形式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下所作的等同的变换或相应的改动，都应该属于本发明的保护范围内。