[发明专利]一种区块式岩土储能装置及具有其的储能系统

说明书

本发明涉及能源利用技术领域，具体涉及一种区块式岩土储能装置及具有其的储能系统，区块式岩土储能装置包括：串联设置的多级储能单元，储能单元包括至少两组并联设置的子单元，子单元上连接有若干用于与地下岩土换热的换热结构，首级所述储能单元的进口和末级所述储能单元的出口分别通过主供水管和主回水管与用户端连接。本发明提供了一种当水流过子单元时，能够与子单元周围的岩土充分发生热交换，使得水在经过储能单元时产生明显的温度变化，实现相邻储能单元之间具有较大温差，能够有效解决岩土储能系统的能效衰减问题。还涉及一种储能系统，包括区块式岩土储能装置和能源站。

技术领域

本发明涉及能源利用技术领域，具体涉及一种区块式岩土储能装置及具有其的储能系统。

背景技术

土壤源热泵系统就是在需要供热制冷的建筑物周围或建筑物下面进行埋管，在埋管内装入水，寒冷的地方有的需要加入防冻剂，地下埋管与地面热泵机组组成一个闭合的环路。所以该系统也叫做闭路地源热泵系统或地耦合地源热泵系统。土壤中的热量通过地埋管换热器传入地埋管的循环水系统中，循环水获得土壤传来的热量或冷量，以循环水为热量或冷量的载体，将其运输到热泵机组进行热量或冷量的交换，从而机组的另一端达到制冷或供热的效果。由于该方案不需要直接抽取地下水作为冷量热量的介质，所以该方案不会对该建筑地区的地下水平衡造成破坏。常见的土壤源热泵系统按埋管形式分有水平埋管和竖直埋管。土壤源热泵是一种利用地球所储藏的太阳能资源作为冷热源，进行能量转换的供暖供冷空调系统，地源热泵是利用清洁可再生能源的技术之一，环境友好，热泵机组的运行不消耗水也不污染地下水。但现有的土壤源热泵还有一些缺陷有待解决：(1)能效衰减：随着地源热泵在长期连续运行时，夏季土壤温度升高，冬季土壤温度降低，热泵系统运行效率逐年下降。(2)容量问题：由于冬夏季负荷不一定平衡，单独依靠地源热泵系统不能满足设计负荷要求，必须大量增加地埋管数量或增加其他辅助冷热源，投资成本高昂。(3)地埋管形式地源热泵能效衰减严重，制冷效率低，制热效果也并不理想。

中国专利CN208025889U公开了一种基于分区运行控制模式的耦合式土壤源热泵系统，其地埋管换热系统包括有热泵机组、第一地埋管换热器井群、第二地埋管换热器井群，该地埋管系统仅通过采用系统负荷较低时第一地埋管换热器井群和第二地埋管换热器井群并联交替运行，系统负荷达到峰值时第一地埋管换热器井群和第二地埋管换热器井群串联运行的模式，来克服传统土壤源热泵能效衰减问题，其效果并不明显。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中岩土源热泵系统随着使用时间增加其能效衰减严重的缺陷，从而提供一种区块式岩土储能装置及具有其的储能系统。

本发明提供一种区块式岩土储能装置，包括：

串联设置的多级储能单元，储能单元包括至少两组并联设置的子单元，子单元具有若干用于与地下岩土换热的换热结构；

首级储能单元的进口和末级储能单元的出口分别通过主供水管和主回水管与用户端连接。

优选的是，子单元包括一个次供水管和并联设置在次供水管上的多个分水管，分水管上连接有换热结构。

优选的是，子单元还包括一个次回水管，分水管的进口与次供水管连通，分水管的出口与次回水管连通。

优选的是，次供水管的进口与子单元的进口连通，次供水管的出口封闭；次回水管的进口封闭，次回水管的出口与子单元的出口连通。

优选的是，储能单元的进口处设有第一连接管，第一连接管上设有多个用于与子单元的进口连接的第一连接位点，储能单元的出口处设有第二连接管，第二连接管上设有多个用于与子单元的出口连接的第二连接位点，相邻两个储能单元通过第一连接管和第二连接管连接。

优选的是，换热结构为地埋管。