CN114659295A - 一种重力储能结合热泵供热的综合能源*** - Google Patents
一种重力储能结合热泵供热的综合能源*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN114659295A CN114659295A CN202210480859.1A CN202210480859A CN114659295A CN 114659295 A CN114659295 A CN 114659295A CN 202210480859 A CN202210480859 A CN 202210480859A CN 114659295 A CN114659295 A CN 114659295A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- water
- heat
- energy storage
- vertical shaft
- heat pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 71
- 230000005484 gravity Effects 0.000 title claims abstract description 57
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 217
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 57
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 24
- 238000009413 insulation Methods 0.000 claims abstract description 16
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 6
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000002349 well water Substances 0.000 claims description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 8
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 5
- 239000008213 purified water Substances 0.000 claims description 5
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 claims description 5
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 claims description 5
- 230000007774 longterm Effects 0.000 claims description 4
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims description 4
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 235000019994 cava Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/06—Heat pumps characterised by the source of low potential heat
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B30/00—Heat pumps
- F25B30/02—Heat pumps of the compression type
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
本发明公开一种重力储能结合热泵供热的综合能源***，包括竖井、巷道、支撑梁架、电动提升机、轿厢、重物载体模块、防水隔层、取水管道、回水管道、蓄水池出水阀、过滤器、蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、蓄水池、隔热层、潜水泵、进水阀；重力储能通过轿厢实现重物载体模块的升降，带动电动提升机进行充放电；水源热泵通过制冷剂在蒸发器、压缩机、冷凝器之间的循环流动，将水源中的低位热能转移至制冷剂中的高位热能进行释放，满足用户供热需求；该***利用重力储能中的竖井地下水作为水源，部分存储的电能作为压缩机的电源，实现用户冬季供热，充分利用地下水中的热能，降低重力储能竖井抽水、防水维护成本和用户供暖成本。
Description
技术领域
本发明属于储能技术领域，具体涉及一种重力储能结合热泵供热的综合能源***。
背景技术
“双碳”目标是中国为应对全球气候变化做出的郑重承诺，也是国家实施节能减排政策的目标和方向。为实现“双碳”目标，一方面要逐步减少化石能源的消费量；在北方大多数城市，居民冬季供暖以燃煤锅炉供热或燃煤热电联产方式为主。传统的城市供暖方式消耗了大量的化石能源，同时也产生类似于雾霾等很严重的环境问题，具有高污染、高耗能等缺点。为了减少碳排放，降低环境污染，采用清洁能源供热，减少化石能源的使用，提高清洁供暖比例势在必行。另一方面要提升可再生能源的消费占比；我国可再生能源分布和居民用电负荷之间存在较强的时空不匹配性，并且可再生能源受气候影响存在较大的波动性，直接并网比例较大时会对电网造成较大的影响，因此导致可再生能源电力的利用率较低，出现弃风、弃光等现象。而大容量、高效率、低成本的电力储能技术是实现可再生能源大规模并网，实现能源领域绿色可持续发展的重要保障。
针对减少化石能源的使用，随着国家节能减排政策的推进，全国燃煤锅炉供暖产业受到了限制，新的清洁供暖方式正逐渐加入供暖行业。在煤矿产业，水源热泵技术因其巨大的优势有望取代传统燃煤锅炉产业成为新的供暖方式，其主要是利用较为容易获得的矿井水作为热源，通过与其进行热交换实现制冷与制热。这种水源热泵技术不仅有助于实现矿场产业的节能减排，更加环保，还能充分利用矿井水资源中的热能，在降低抽水防水的维护成本和用户供暖成本的同时，也能实现对水资源的综合利用，推动循环产业的发展；
针对提高可再生能源的消费占比，重力储能技术因其容量大、效率高、选址灵活等优势有望成为未来重要的储能技术之一，可以很好地满足可再生能源电力并网对储能技术的需求。竖井重力储能是重力储能的一个重要分支。竖井重力储能既可以利用废弃矿井来构建，也可以基于新掘竖井来构建。对于竖井重力储能来说，由于深度比较深，需要穿越含水层，因此不可避免的在井下会有积水，积水会对重力储能***运行产生不利影响，因此需采用高扬程的水泵将井下积水抽到井上，增加了运行成本。如果能将井下温度比较高的积水加以利用，则能提高储能***的综合效益。
发明内容
本发明针对现有垂直提升重物储能***存在的不足，提出了一种重力储能结合热泵供热的综合能源***。
本发明采用的技术方案为：
一种重力储能结合热泵供热的综合能源***，包括重力储能***和热泵供热***，其中所述重力储能***包括竖井、巷道、支撑梁架、电动提升机、轿厢、重物载体模块、防水隔层；所述热泵供热***包括取水管道、回水管道、蓄水池出水阀、过滤器、蒸发器、压缩机、冷凝器、膨胀阀、蓄水池、隔热层、潜水泵、进水阀；所述巷道在竖井底部的水平方向，与竖井底部相通；所述电动提升机或安装在支撑梁架上方直接提升重物载体模块，或安装在地面上，通过支撑梁架上的定滑轮提升重物载体模块；在储能工况，电动提升机通过轿厢将竖井底部的重物载体模块提升到竖井上部；在释能工况，电动提升机通过轿厢将竖井上部的重物载体模块降落到竖井底部，并转移到巷道中进行停放；在供热工况，热泵供热***通过竖井中的潜水泵和取水管道将防水隔层以下区域的水抽取到过滤器中进行水质的净化，然后净化后的水源经过蒸发器后根据进水阀的开闭选择进入蓄水池或者直接进入回水管道；蓄水池底部与回水管道相连，管道上的蓄水池出水阀用于控制蓄水池流出的水量；隔热层将取水区和回水区隔开，在中间一定高度的位置有通道实现互联；制冷剂流经蒸发器时通过汽化吸收水源中的热量，然后经过压缩机进行升温，之后经过冷凝器时液化放热，热能通过外接的其他途径进行用户供热，制冷剂液化后通过膨胀阀进行降压和流量调节，再次回到蒸发器继续上述循环。
进一步地，所述轿厢每次吊装单个重物载体模块；单个电动提升机通过钢丝绳牵引单个或两个轿厢。
进一步地，所述电动提升机采用电动机和发电机独立结构，或采用电动发电一体机结构。
进一步地，所述防水隔层位于竖井底部，与巷道底部平行，防水隔层以下区域进行存水；隔热层将取水区和回水区隔开，在中间一定高度的位置有通道实现互联，降低回水区与取水区水源混合的速度和增大二者间的温差；通过潜水泵和取水管道将竖井底部的水抽出，部分井水根据进水阀的控制通过回水管道回流到井底，剩余部分井水最终储存在蓄水池中，减少积水对重力储能***运行的影响，将竖井底部的水资源进行充分利用。
进一步地，所述热泵供热***中的制冷剂在蒸发器、压缩机、冷凝器以及膨胀阀之间循环流动，流经蒸发器时吸收热量，流经冷凝器时释放热量；制冷剂流经压缩机被升压升温，流经膨胀阀时被降压降温；竖井的地下水源在冬季作为热源；当热源流经蒸发器位置时，制冷剂在冷凝器位置释放热量实现制热和供热。
进一步地，所述重力储能***为热泵供热***中的各组件运行提供充足的电能，保证热泵供热***长期正常工作；所述蓄水池和竖井底部防水隔层以下区域共同作为热泵供热***的水源，通过控制所述蓄水池出水阀的开闭，控制一定的水量回流到防水隔层以下，保证热泵水源充足和供热***的正常运行。
进一步地，或使用异井回灌的方式构建热泵供热***，将所述竖井的数量设置为2个，从不同的竖井分别进行取水和回水，中间的巷道连通2个竖井以实现良好的通风和换气。
本发明还提供一种技术方案，其不设置巷道，并利用自动吊具替换轿厢而对重物载体模块进行吊装。
进一步地，所述自动吊具每次吊装单个或者多个重物载体模块；单个电动提升机通过钢丝绳牵引单个或两个自动吊具。
进一步地，或使用异井回灌的方式构建热泵供热***，将所述竖井的数量设置为2个，从不同的竖井分别进行取水和回水。
本发明具有以下优点：
1、本发明中的重力储能***可以利用废弃矿井、溶洞等作为竖井平台，降低***的建设成本，更加绿色环保，对环境污染小；
2、本发明中的热泵供热***可以抽取重力储能***中竖井里的地下渗水储存于蓄水池中，实现地下水资源的有效利用，减少积水对重力储能***运行的影响，降低重力储能***正常运行中的防水维护成本；
3、本发明中的热泵供热***以竖井地下水为热源，通过制冷剂的循环将低位热能转换为高位热能，用于用户供暖，有效降低用户供暖的费用，减少因供暖造成的化石能源消耗和碳排放；充分利用储能***中的各种资源，实现节能减排，减少资源浪费；还可以间接利用可再生能源和储能***提供的稳定电能通过热泵进行制热，是可靠的清洁能源利用技术。
综上所述，本发明竖井重力储能结合热泵供热综合能源***可以实现长时间、大功率电能输出，为可再生能源电力的大规模并网提供稳定可靠的灵活性储能方式以改善电能质量，发挥电能的时空转移等作用，同时还可以利用水源热泵技术抽取地下井水，并将其作为水源，进行低位热能的有效利用，降低传统供暖方式造成的环境污染和碳排放。
附图说明
图1为本发明实施例1的基于竖井和巷道的重力储能结合热泵供热的综合能源***示意图；
图2为本发明实施例1的采用异井回灌方式的重力储能结合热泵供热的综合能源***示意图；
图3为本发明实施例2的基于竖井的重力储能结合热泵供热的综合能源***制热供热示意图；
图4为本发明实施例2的采用异井回灌方式的重力储能结合热泵供热的综合能源***示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，一下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。显然，所描述的实施例仅为本发明的一部分实施例，并不用于限定本发明。基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示为本发明实施例1的基于竖井和巷道的重力储能结合热泵供热的综合能源***，包括重力储能***和热泵供热***；其中所述重力储能***包括竖井1、巷道 2、支撑梁架3、电动提升机4、轿厢5、重物载体模块6、防水隔层7；所述热泵供热***包括取水管道8、回水管道9、蓄水池出水阀10、过滤器11、蒸发器12、压缩机13、冷凝器14、膨胀阀15、蓄水池16、隔热层17、潜水泵18、进水阀20。所述巷道2在竖井1底部的水平方向，与竖井1底部相通；所述电动提升机4或安装在支撑梁架3上方直接提升重物载体模块6，或安装在地面上，通过支撑梁架3上的定滑轮提升重物载体模块6；在储能工况，电动提升机4通过轿厢5将竖井1底部的重物载体模块6提升到竖井1上部；在释能工况，电动提升机4通过轿厢5将竖井1上部的重物载体模块6 降落到竖井1底部，并转移到巷道2中进行停放；在供热工况，热泵供热***通过竖井1中的潜水泵18和取水管道8将防水隔层7以下区域的水抽取到过滤器11中进行水质的净化，然后净化后的水源经过蒸发器12后根据进水阀20的开闭选择进入蓄水池16 或者直接进入回水管道9；蓄水池16底部与回水管道9相连，管道上的蓄水池出水阀10用于控制蓄水池16流出的水量；隔热层17将取水区和回水区隔开，在中间一定高度的位置有通道实现互联；制冷剂流经蒸发器12时通过汽化吸收水源中的热量，然后经过压缩机13进行升温，之后经过冷凝器14时液化放热，热能通过外接的其他途径进行用户供热，制冷剂液化后通过膨胀阀15进行降压和流量调节，再次回到蒸发器12继续上述循环。
实施例1中，所述轿厢5每次吊装单个重物载体模块6；单个电动提升机4通过钢丝绳牵引单个或两个轿厢5；所述电动提升机4采用电动机和发电机独立结构，或采用电动发电一体机结构。
所述防水隔层7位于竖井1底部，与巷道2底部平行，防水隔层7以下区域进行存水；隔热层17将取水区和回水区隔开，在中间一定高度的位置有通道实现互联，降低回水区与取水区水源混合的速度和增大二者间的温差；通过潜水泵18和取水管道8将竖井1底部的水抽出，部分井水根据进水阀20的控制通过回水管道9回流到井底，剩余部分井水最终储存在蓄水池16中，减少积水对重力储能***运行的影响，将竖井1 底部的水资源进行充分利用。
所述热泵供热***中的制冷剂在蒸发器12、压缩机13、冷凝器14以及膨胀阀15 之间循环流动，流经蒸发器12时吸收热量，流经冷凝器14时释放热量；制冷剂流经压缩机13被升压升温，流经膨胀阀15时被降压降温；竖井1的地下水源在冬季作为热源；当热源流经蒸发器12位置时，制冷剂在冷凝器14位置释放热量实现制热和供热。
所述重力储能***为热泵供热***中的各组件运行提供充足的电能，保证热泵供热***长期正常工作；所述蓄水池16和竖井1底部的防水隔层7以下区域共同作为热泵供热***的水源，通过控制所述蓄水池出水阀10的开闭，控制一定的水量回流到防水隔层7以下，保证热泵水源充足和供热***的正常运行。
实施例1中，图2是在图1的基础上使用异井回灌的方式构建热泵供热***，在不同的重力储能***的竖井中分别进行取水和回水，中间的巷道2连通第一竖井1-1和第二竖井1-2，以实现良好的通风和换气；竖井1-1和竖井1-2中都各自具备完整的取水和回水功能，以便水量不足时将竖井1-1和竖井1-2的功能调换，实现综合能源***的正常运行。
图3所示为本发明实施例2的基于竖井的重力储能结合热泵供热综合能源***，包括重力储能***和热泵供热***；其中所述重力储能***包括竖井1、支撑梁架3、电动提升机4、自动吊具19、重物载体模块6、防水隔层7；所述热泵供热***包括取水管道8、回水管道9、蓄水池出水阀10、过滤器11、蒸发器12、压缩机13、冷凝器14、膨胀阀15、蓄水池16、隔热层17、潜水泵18、进水阀20；所述电动提升机4或安装在支撑梁架3上方直接提升重物载体模块6，或安装在地面上，通过支撑梁架3上的定滑轮提升重物载体模块6；在储能工况，电动提升机4通过自动吊具19将竖井1底部的重物载体模块6提升到竖井1上部；在释能工况，电动提升机4通过自动吊具19将竖井1 上部的重物载体模块6降落到竖井1底部，并在防水隔层7上面进行停放；在供热工况，热泵供热***通过竖井1中的潜水泵18和取水管道8将防水隔层7以下区域的水抽取到过滤器11中进行水质的净化，然后净化后的水源经过蒸发器12后根据进水阀20的开闭选择进入蓄水池16或者直接进入回水管道9；蓄水池16底部与回水管道9相连，管道上的蓄水池出水阀10用于控制蓄水池16流出的水量；隔热层17将取水区和回水区隔开，在中间一定高度的位置有通道实现互联；制冷剂流经蒸发器12时通过汽化吸收水源中的热量，然后经过压缩机13进行升温，之后经过冷凝器14时液化放热，热能通过外接的其他途径进行用户供热，制冷剂液化后通过膨胀阀15进行降压和流量调节，再次回到蒸发器12继续上述循环。
实施例2中，所述自动吊具19每次吊装单个或者多个重物载体模块6；单个电动提升机4通过钢丝绳牵引单个或两个自动吊具19；所述电动提升机4采用电动机和发电机独立结构，或采用电动发电一体机结构。
所述防水隔层7位于竖井1底部，与巷道2底部平行，防水隔层7以下区域进行存水；隔热层17将取水区和回水区隔开，在中间一定高度的位置有通道实现互联，降低回水区与取水区水源混合的速度和增大二者间的温差；通过潜水泵18和取水管道8将竖井1底部的水抽出，部分井水根据进水阀20的控制通过回水管道9回流到井底，剩余部分井水最终储存在蓄水池16中，减少积水对重力储能***运行的影响，将竖井1 底部的水资源进行充分利用。
所述热泵供热***中的制冷剂在蒸发器12、压缩机13、冷凝器14以及膨胀阀15 之间循环流动，流经蒸发器12时吸收热量，流经冷凝器14时释放热量；制冷剂流经压缩机13被升压升温，流经膨胀阀15时被降压降温；竖井1的地下水源在冬季作为热源；当热源流经蒸发器12位置时，制冷剂在冷凝器14位置释放热量实现制热和供热。
所述重力储能***为热泵供热***中的各组件运行提供充足的电能，保证热泵供热***长期正常工作；所述蓄水池16和竖井1底部防水隔层7以下区域共同作为热泵供热***的水源，通过控制所述蓄水池出水阀10的开闭，控制一定的水量回流到防水隔层7以下，保证热泵水源充足和供热***的正常运行。
实施例2中，图4是在图3的基础上使用异井回灌的方式构建热泵供热***，在不同的重力储能***的竖井中分别进行取水和回水；第一竖井1-1和第二竖井1-2中都各自具备完整的取水和回水功能，以便水量不足时将第一竖井1-1和第二竖井1-2的功能调换，实现综合能源***的正常运行。
图1和图3中的热泵供热***中回水可以采取同井回灌的方式，通过隔热层17将取水区和回水区隔开，降低二者之间的温差；回水也可以采取异井回灌的方式，如图2 和图4所示，即在第一竖井1-1和第二竖井1-2分别进行取水和回水，但是需要利用蓄水池16控水等辅助措施，保证两口竖井中的地下水源充足又不会浸没防水隔层7。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内做出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种重力储能结合热泵供热的综合能源***，其特征在于：所述综合能源***包括重力储能***和热泵供热***；其中所述重力储能***包括竖井(1)、巷道(2)、支撑梁架(3)、电动提升机(4)、轿厢(5)、重物载体模块(6)、防水隔层(7)；所述热泵供热***包括取水管道(8)、回水管道(9)、蓄水池出水阀(10)、过滤器(11)、蒸发器(12)、压缩机(13)、冷凝器(14)、膨胀阀(15)、蓄水池(16)、隔热层(17)、潜水泵(18)、进水阀(20)；所述巷道(2)在竖井(1)底部的水平方向，与竖井(1)底部相通；所述电动提升机(4)或安装在支撑梁架(3)上方直接提升重物载体模块(6)，或安装在地面上，通过支撑梁架(3)上的定滑轮提升重物载体模块(6)；在储能工况，电动提升机(4)通过轿厢(5)将竖井(1)底部的重物载体模块(6)提升到竖井(1)上部；在释能工况，电动提升机(4)通过轿厢(5)将竖井(1)上部的重物载体模块(6)降落到竖井(1)底部，并转移到巷道(2)中进行停放；在供热工况，热泵供热***通过竖井(1)中的潜水泵(18)和取水管道(8)将防水隔层(7)以下区域的水抽取到过滤器(11)中进行水质的净化，然后净化后的水源经过蒸发器(12)后根据进水阀(20)的开闭选择进入蓄水池(16)或者直接进入回水管道(9)；蓄水池(16)底部与回水管道(9)相连，管道上的蓄水池出水阀(10)用于控制蓄水池(16)流出的水量；隔热层(17)将取水区和回水区隔开，在中间一定高度的位置有通道实现互联；制冷剂流经蒸发器(12)时通过汽化吸收水源中的热量，然后经过压缩机(13)进行升温，之后经过冷凝器(14)时液化放热，热能通过外接的其他途径进行用户供热，制冷剂液化后通过膨胀阀(15)进行降压和流量调节，再次回到蒸发器(12)继续上述循环。
2.一种重力储能结合热泵供热的综合能源***，其特征在于：所述综合能源***包括重力储能***和热泵供热***；其中所述重力储能***包括竖井(1)、支撑梁架(3)、电动提升机(4)、自动吊具(19)、重物载体模块(6)、防水隔层(7)；所述热泵供热***包括取水管道(8)、回水管道(9)、蓄水池出水阀(10)、过滤器(11)、蒸发器(12)、压缩机(13)、冷凝器(14)、膨胀阀(15)、蓄水池(16)、隔热层(17)、潜水泵(18)、进水阀(20)；所述电动提升机(4)或安装在支撑梁架(3)上方直接提升重物载体模块(6)，或安装在地面上，通过支撑梁架(3)上的定滑轮提升重物载体模块(6)；在储能工况，电动提升机(4)通过自动吊具(19)将竖井(1)底部的重物载体模块(6)提升到竖井(1)上部；在释能工况，电动提升机(4)通过自动吊具(19)将竖井(1)上部的重物载体模块(6)降落到竖井(1)底部，并转移到巷道(2)中进行停放；在供热工况，热泵供热***通过竖井(1)中的潜水泵(18)和取水管道(8)将防水隔层(7)以下区域的水抽取到过滤器(11)中进行水质的净化，然后净化后的水源经过蒸发器(12)后根据进水阀(20)的开闭选择进入蓄水池(16)或者直接进入回水管道(9)；蓄水池(16)底部与回水管道(9)相连，管道上的蓄水池出水阀(10)用于控制蓄水池(16)流出的水量；隔热层(17)将取水区和回水区隔开，在中间一定高度的位置有通道实现互联；制冷剂流经蒸发器(12)时通过汽化吸收水源中的热量，然后经过压缩机(13)进行升温，之后经过冷凝器(14)时液化放热，热能通过外接的其他途径进行用户供热，制冷剂液化后通过膨胀阀(15)进行降压和流量调节，再次回到蒸发器(12)继续上述循环。
3.根据权利要求1所述的重力储能结合热泵供热的综合能源***，其特征在于：所述轿厢(5)每次吊装单个重物载体模块(6)；单个电动提升机(4)通过钢丝绳牵引单个或两个轿厢(5)。
4.根据权利要求2所述的重力储能结合热泵供热的综合能源***，其特征在于：所述自动吊具(19)每次吊装单个或者多个重物载体模块(6)；单个电动提升机(4)通过钢丝绳牵引单个或两个自动吊具(19)。
5.根据权利要求1或2所述的重力储能结合热泵供热的综合能源***，其特征在于：所述电动提升机(4)采用电动机和发电机独立结构，或采用电动发电一体机结构。
6.根据权利要求1或2所述的重力储能结合热泵供热的综合能源***，其特征在于：所述防水隔层(7)位于竖井(1)底部，与巷道(2)底部平行，防水隔层(7)以下区域进行存水；隔热层(17)将取水区和回水区隔开，在中间一定高度的位置有通道实现互联，降低回水区与取水区水源混合的速度和增大二者间的温差；通过潜水泵(18)和取水管道(8)将竖井(1)底部的水抽出，部分井水根据进水阀(20)的控制通过回水管道(9)回流到井底，剩余部分井水最终储存在蓄水池(16)中，减少积水对重力储能***运行的影响，将竖井(1)底部的水资源进行充分利用。
7.根据权利要求1或2所述的重力储能结合热泵供热的综合能源***，其特征在于：所述热泵供热***中的制冷剂在蒸发器(12)、压缩机(13)、冷凝器(14)以及膨胀阀(15)之间循环流动，流经蒸发器(12)时吸收热量，流经冷凝器(14)时释放热量；制冷剂流经压缩机(13)被升压升温，流经膨胀阀(15)时被降压降温；竖井(1)的地下水源在冬季作为热源；当热源流经蒸发器(12)位置时，制冷剂在冷凝器(14)位置释放热量实现制热和供热。
8.根据权利要求1或2所述的重力储能结合热泵供热的综合能源***，其特征在于：所述重力储能***为热泵供热***中的各组件运行提供充足的电能，保证热泵供热***长期正常工作；所述蓄水池(16)和竖井(1)底部的防水隔层(7)以下区域共同作为热泵供热***的水源，通过控制所述蓄水池出水阀(10)的开闭，控制一定的水量回流到防水隔层(7)以下，保证热泵水源充足和供热***的正常运行。
9.根据权利要求1所述的重力储能结合热泵供热的综合能源***，其特征在于：使用异井回灌的方式构建热泵供热***，所述竖井(1)的数量为2个，从不同的竖井(1)分别进行取水和回水，中间的巷道(2)连通2个竖井(1)以实现良好的通风和换气。
10.根据权利要求2所述的重力储能结合热泵供热的综合能源***，其特征在于：使用异井回灌的方式构建热泵供热***，所述竖井(1)的数量为2个，从不同的竖井(1)分别进行取水和回水。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210480859.1A CN114659295A (zh) | 2022-05-05 | 2022-05-05 | 一种重力储能结合热泵供热的综合能源*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210480859.1A CN114659295A (zh) | 2022-05-05 | 2022-05-05 | 一种重力储能结合热泵供热的综合能源*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114659295A true CN114659295A (zh) | 2022-06-24 |
Family
ID=82038246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202210480859.1A Pending CN114659295A (zh) | 2022-05-05 | 2022-05-05 | 一种重力储能结合热泵供热的综合能源*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114659295A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115276057A (zh) * | 2022-09-26 | 2022-11-01 | 中环和风(北京)科技有限责任公司 | 一种基于重力储能的建筑物冷热能源供应*** |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2800177Y (zh) * | 2005-03-28 | 2006-07-26 | 潘戈 | 地下水库式地热换能装置 |
| CN1840985A (zh) * | 2005-03-28 | 2006-10-04 | 潘戈 | 地下循环地热换热装置 |
| GB201216816D0 (en) * | 2012-09-20 | 2012-11-07 | Bergland Warwick J | Electrical energy storage and generating unit |
| CN108005617A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-05-08 | 刘风岐 | 单井开采封闭式回灌*** |
| JP2018091551A (ja) * | 2016-12-02 | 2018-06-14 | 株式会社竹中工務店 | 地中熱利用システム |
| CN209763520U (zh) * | 2019-04-16 | 2019-12-10 | 四川志德岩土工程有限责任公司 | 一种单井循环换热地能采集井 |
| CN111380100A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-07 | 内蒙古思铂睿特节能科技有限公司 | 一种供热机组节能改造***及其节能运行控制方法 |
| CN113899112A (zh) * | 2021-09-17 | 2022-01-07 | 北京京能能源技术研究有限责任公司 | 一种利用废弃矿井水供热或供冷发电的供能方法 |
| CN114151296A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-08 | 中国科学院电工研究所 | 一种基于多重物高效提升和转移的重力储能*** |
-
2022
- 2022-05-05 CN CN202210480859.1A patent/CN114659295A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2800177Y (zh) * | 2005-03-28 | 2006-07-26 | 潘戈 | 地下水库式地热换能装置 |
| CN1840985A (zh) * | 2005-03-28 | 2006-10-04 | 潘戈 | 地下循环地热换热装置 |
| GB201216816D0 (en) * | 2012-09-20 | 2012-11-07 | Bergland Warwick J | Electrical energy storage and generating unit |
| JP2018091551A (ja) * | 2016-12-02 | 2018-06-14 | 株式会社竹中工務店 | 地中熱利用システム |
| CN108005617A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-05-08 | 刘风岐 | 单井开采封闭式回灌*** |
| CN209763520U (zh) * | 2019-04-16 | 2019-12-10 | 四川志德岩土工程有限责任公司 | 一种单井循环换热地能采集井 |
| CN111380100A (zh) * | 2020-04-17 | 2020-07-07 | 内蒙古思铂睿特节能科技有限公司 | 一种供热机组节能改造***及其节能运行控制方法 |
| CN113899112A (zh) * | 2021-09-17 | 2022-01-07 | 北京京能能源技术研究有限责任公司 | 一种利用废弃矿井水供热或供冷发电的供能方法 |
| CN114151296A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-08 | 中国科学院电工研究所 | 一种基于多重物高效提升和转移的重力储能*** |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115276057A (zh) * | 2022-09-26 | 2022-11-01 | 中环和风(北京)科技有限责任公司 | 一种基于重力储能的建筑物冷热能源供应*** |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN203823873U (zh) | 一种太阳能热泵蓄热采暖*** | |
| CN204555418U (zh) | 一种风光储热式冷热电联供*** | |
| CN208473133U (zh) | 一种建筑与可再生能源一体化综合利用*** | |
| CN110966779A (zh) | 一种使用建材化pv/t板及蓄能型建材的太阳能热泵*** | |
| CN114165831A (zh) | 基于光伏光热综合利用***的零耗能bipv/t方法 | |
| CN201340033Y (zh) | 太阳能辅助发电地源热泵空调装置 | |
| CN114659295A (zh) | 一种重力储能结合热泵供热的综合能源*** | |
| CN212227438U (zh) | 一种分体式复合地源热泵供暖供冷*** | |
| CN202125991U (zh) | 一种新型采暖*** | |
| CN204880867U (zh) | 适合寒冷地区的光伏幕墙与双源热泵集成结构 | |
| CN207485593U (zh) | 小型家用光-水联合发电蓄能*** | |
| CN218563790U (zh) | 一种废弃矿井抽水蓄能开发利用*** | |
| CN203024309U (zh) | 基于温湿度独立控制的地源热泵耦合水蓄冷空调*** | |
| CN102287862B (zh) | 一种新型采暖*** | |
| CN202101470U (zh) | 复合式可再生建筑能源供应*** | |
| CN215167338U (zh) | 一种利用可再生能源发电的微能耗建筑 | |
| CN201652992U (zh) | 混合式地源热泵*** | |
| CN211400376U (zh) | 使用建材化pv/t板及蓄能型建材的太阳能热泵*** | |
| CN212777604U (zh) | 一种太阳能与地源热泵综合供热洗浴*** | |
| CN203848366U (zh) | 一种村镇房屋用太阳能空气组合供热供暖*** | |
| CN111854230A (zh) | 一种分体式复合地源热泵供暖供冷*** | |
| CN219083442U (zh) | 地下重力储能结合热泵的综合能源*** | |
| CN219034821U (zh) | 地下物理储能链 | |
| CN220979742U (zh) | 一种塔楼式水力循环发电*** | |
| CN103574796B (zh) | 医院建筑用热回收复合能量*** |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |