一種利用熱泵技術提高集中供熱管網供熱能力的供熱系統的製作方法

2023-10-16 18:28:54 1

專利名稱：一種利用熱泵技術提高集中供熱管網供熱能力的供熱系統的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於集中供熱領域，具體涉及一種利用熱泵技術提高集中供熱管網供熱能力的供熱系統。
背景技術：
中國城市化進程的飛速發展，城市集中供熱的規模不斷擴大，現有的集中供熱管網輻射範圍內的供熱負荷在不斷增加，集中供熱管網已經或即將面臨輸送能力不足的問題，解決的途徑有兩個一是重新鋪設大規格的熱網管路，二是進一步增大一次網熱水的供、回水溫差，提高現有供熱管網輸送熱量的能力。一方面，重新鋪設供熱管網建設周期長，需要破壞城市現有道路和市政設施，勢必影響城市交通和正常生活，並且新建供熱管網投資巨大，還造成原有管網設施的浪費等；另一方面，目前城市集中供熱一次網的供、回水溫度一般為120 65°C，一次網的供水溫度受到管道保溫、材料、安全、加熱熱源等因素的限制，無法繼續提高，利用常規的熱網換熱器， 一次網回水溫度要高於二次網的回水溫度，受到二次網用熱要求的限制，一次網回水溫度也無法繼續降低。
發明內容為解決上述問題，本實用新型提出了一種利用熱泵技術提高集中供熱管網供熱能力的供熱系統，較常規的集中供熱方式，可以不受二次網回水溫度的限制，進一步降低一次網回水溫度，從而使得一次網的供、回水溫差進一步增大，提高供熱管網輸送熱量的能力。本實用新型的技術方案是在集中供熱一次網上設置吸收式熱泵機組，利用高溫的一次網供水作為驅動熱源，吸收低溫的一次網回水中的熱量，使得一次網回水溫度進一步降低，同時，將這兩部分熱量用於加熱二次網熱水，供給熱用戶。一種利用熱泵技術提高集中供熱管網供熱能力的供熱系統，該系統包括集中供熱管網，集中供熱管網分為一次網和二次網，該系統還包括吸收式熱泵機組，一次網供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的發生器相連，以一次網供水作為吸收式熱泵機組的驅動熱源；一次網回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的蒸發器相連，以一次網回水作為吸收式熱泵機組的低溫熱源；二次網回水依次經過吸收式熱泵機組的吸收器和冷凝器被加熱升溫，作為二次網供水輸出。具體流程為一次網供水首先進入吸收式熱泵機組的發生器，作為驅動熱源，降溫後返回一次網供水管路，輸送到各個常規的換熱站中加熱二次網熱水，換熱後一次網熱水降溫，進入一次網回水管路，再進入吸收式熱泵的蒸發器，作為低溫熱源，此時，一次網回水在熱泵的蒸發器中放熱，溫度進一步降低，更低溫度的一次網回水流出熱泵蒸發器後，作為一次網回水返回熱源加熱。吸收式熱泵機組利用高溫的一次網供水作為驅動熱源，吸收低溫的一次網回水中的熱量，將這兩部分熱量用於加熱二次網熱水，供給熱用戶。[0009]本實用新型為供熱管網低溫熱用戶供熱時，一次網回水在進入吸收式熱泵的蒸發器之前，可以先與二次網回水進行換熱，預熱二次網回水後，再進入吸收式熱泵機組的蒸發器中放熱，可以更進一步降低一次網回水的溫度，提高供熱管網輸送熱量的能力。對於枝狀熱網，吸收式熱泵機組一般設置在供熱管網的靠近熱源端，也可以設置在供熱管網的中間區段，但不宜設置在供熱管網最遠端；對於環狀熱網，吸收式熱泵機組一般設置在供熱管網靠近各個熱源端，也可以設置在供熱管網的任何環段。一次網供水管路與吸收式熱泵機組的連接管道上設置有水泵，或在一次網供水管路上一次網供水進、出吸收式熱泵機組的管道之間設置有調節閥，以平衡機組高溫水路的阻力損失；一次網回水管路與吸收式熱泵機組的連接管道上設置有水泵，或在一次網回水管路上一次網回水進、出吸收式熱泵機組的管道之間設置有調節閥，以平衡機組低溫水路的阻力損失。本實用新型的有益效果為第一，利用高溫的一次網供水驅動吸收式熱泵機組，回收低溫的一次網回水中的熱量，較常規集中供熱方式，一次網回水溫度進一步降低，使得一次網的供、回水溫差進一步增大；第二，吸收式熱泵機組將這兩部分高溫熱量和低溫熱量用於加熱二次網熱水，產生出滿足要求的熱水供給熱用戶，實現供熱。

圖1為吸收式熱泵機組設置在供熱管網靠近熱源端的流程示意圖；圖2為吸收式熱泵機組設置在供熱管網中間區段的流程示意圖；圖3為本實用新型增加回水輔助換熱器的流程示意圖；圖中符號1-G-吸收式熱泵機組的發生器；I-E-吸收式熱泵機組的蒸發器； I-C-吸收式熱泵機組的冷凝器；I-A-吸收式熱泵機組的吸收器；2-熱網換熱器；3-調節閥；4-水泵；5-輔助換熱器。
具體實施方式
下面的實施例可以使本專業技術人員更全面的理解本實用新型，但不以任何方式限制本實用新型。實施例1 如圖1所示，在集中供熱管網的一次網靠近熱源端設置吸收式熱泵機組，供熱管網為枝狀熱網，一次網供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的發生器I-G相連， 以一次網供水作為熱泵的驅動熱源；一次網回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的蒸發器 I-E相連，以一次網回水作為低溫熱源；二次網回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的吸收器I-A的熱水輸入端相連，二次網供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的冷凝器I-C的熱水輸出端相連，二次網回水依次進入吸收式熱泵機組的吸收器I-A和冷凝器I-C被加熱升溫，作為二次網供水輸出。一次網供水管路上，一次網供水進、出吸收式熱泵機組的管路之間設置有調節閥 3，以平衡機組高溫水路的阻力損失；一次網回水管路上，一次網回水進、出吸收式熱泵機組的管路之間也設置有調節閥3，以平衡機組低溫水路的阻力損失。具體流程為先將一次網高溫供水引入吸收式熱泵機組的發生器1-G，作為驅動熱源，降溫後再返回一次網供水管路中，輸送到各個常規熱力站的熱網換熱器2中，加熱供給熱用戶的二次網熱水，換熱後一次網熱水降溫，進入一次網回水管路，低溫的一次網回水再引入到吸收式熱泵機組的蒸發器I-E中，在高溫驅動熱源的驅動下，一次網回水在吸收式熱泵機組中繼續放熱，使得一次網回水溫度進一步降低，更低的一次網回水流出吸收式熱泵機組的蒸發器I-E後，作為一次網回水返回熱源加熱。同時，在吸收式熱泵機組中，通過吸收器I-A和冷凝器I-C將一次網供水高溫熱源和一次網回水低溫熱源的這兩部分放出熱量用來加熱二次網熱水，供給熱用戶。實施例2 如圖2所示，在集中供熱的一次網的中間某區段設置吸收式熱泵機組， 供熱管網為枝狀熱網，一次網供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的發生器I-G相連，以一次網供水作為熱泵的驅動熱源；一次網回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的蒸發器 I-E相連，以一次網回水作為低溫熱源；二次網回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的吸收器I-A的熱水輸入端相連，二次網供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的冷凝器I-C的熱水輸出端相連，二次網回水依次進入吸收式熱泵機組的吸收器I-A和冷凝器I-C被加熱升溫，作為二次網供水輸出。一次網供水進入吸收式熱泵機組的管路上設置有水泵4，以平衡機組高溫水路的阻力損失；一次網回水進入吸收式熱泵機組的管路上也設置有水泵4，以平衡機組低溫水路的阻力損失。具體流程為將一次網高溫供水引入吸收式熱泵機組的發生器1-G，作為驅動熱源，降溫後返回到一次網供水管路中，再輸送到後端的各個常規熱力站的熱網換熱器2中， 加熱供給熱用戶的二次網熱水，換熱後一次網熱水降溫，進入一次網回水管路；後端熱網換熱器2出口的低溫一次網回水再引入到吸收式熱泵機組的蒸發器I-E中，在高溫驅動熱源的驅動下，一次網回水在吸收式熱泵機組中繼續放熱，使得一次網回水溫度進一步降低，更低的一次網回水流出吸收式熱泵機組的蒸發器I-E後，與前端熱網換熱器2出口的一次網回水摻混，作為一次網回水返回熱源加熱。在吸收式熱泵機組中，通過吸收器I-A和冷凝器I-C將一次網供水高溫熱源和一次網回水低溫熱源的這兩部分放出的熱量用來加熱二次網熱水，供給熱用戶。與實施例1相比，本實施例是將吸收式熱泵機組設置在一次網中間某區段，其出口的一次網回水與前端的熱網換熱器2出口的一次網回水摻混，因此，返回熱源的一次網回水溫度會有所提高，但要比常規供熱模式的一次網回水溫度低，吸收式熱泵機組的設置位置距離熱源越近，一次網的回水溫度就越低，一次網的供回水溫差就越大，一次網輸送熱量的能力就越大。實施例3 如圖3所示，在集中供熱的一次網中設置吸收式熱泵機組，一次網供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的發生器I-G相連，以一次網供水作為熱泵的驅動熱源； 一次網回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的蒸發器I-E相連，以一次網回水作為低溫熱源；二次網回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的吸收器I-A的熱水輸入端相連，二次網供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的冷凝器I-C的熱水輸出端相連，二次網回水依次進入吸收式熱泵機組的吸收器I-A和冷凝器I-C被加熱升溫，作為二次網供水輸出。—次網供水管路上，一次網供水進、出吸收式熱泵機組的管路之間設置有調節閥 3，以平衡機組高溫水路的阻力損失；一次網回水管路上，一次網回水進、出吸收式熱泵機組的管路之間也設置有調節閥3，以平衡機組低溫水路的阻力損失。[0028]一次網回水進入吸收式熱泵機組蒸發器的管道及二次網回水進入吸收式熱泵機組吸收器的管道要經過輔助換熱器5。具體流程為先將一次網的高溫供水引入吸收式熱泵機組的發生器1-G，作為驅動熱源，降溫後再返回一次網供水管路中，輸送到各個常規熱力站的熱網換熱器2中，加熱供給熱用戶的二次網熱水，換熱後一次網熱水降溫，進入一次網回水管路，一次網回水再經過輔助換熱器5，預熱二次網回水後，引入到吸收式熱泵機組的蒸發器I-E中，在高溫驅動熱源的驅動下，一次網回水在吸收式熱泵機組中繼續放熱，使得一次網回水溫度進一步降低，更低的一次網回水流出吸收式熱泵機組的蒸發器I-E後，作為一次網回水返回熱源加熱。同時，在吸收式熱泵機組中，通過吸收器I-A和冷凝器I-C將一次網供水高溫熱源和一次網回水低溫熱源的這兩部分放熱量用來加熱二次網熱水，供給熱用戶。與實施例1相比，本實施例中增加了回水輔助換熱器5，一次網回水在進入吸收式熱泵機組的蒸發器I-E之前，先與二次網回水進行換熱，預熱二次網回水後，再進入吸收式熱泵機組的蒸發器1-E，這樣可以更進一步降低一次網回水溫度，更大幅度地提高供熱管網輸送熱量的能力，本實施例適用於為供熱管網低溫熱用戶供熱的場合。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護範圍之內。因此，本實用新型的保護範圍應該以權利要求的保護範圍為準。
權利要求1.一種利用熱泵技術提高集中供熱管網供熱能力的供熱系統，該系統包括集中供熱管網，集中供熱管網分為一次網和二次網，其特徵在於該系統還包括吸收式熱泵機組，一次網供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的發生器(I-G)相連，以一次網供水作為吸收式熱泵機組的驅動熱源；一次網回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的蒸發器(I-E)相連，以一次網回水作為吸收式熱泵機組的低溫熱源；二次網回水依次進入吸收式熱泵機組的吸收器(I-A)和冷凝器(I-C)被加熱升溫，作為二次網供水輸出。
2.(5)，一次網回水在輔助換熱器(5)中預熱二次網回水。
3.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於一次網供水首先進入吸收式熱泵機組的發生器(I-G)，作為驅動熱源，降溫後返回一次網供水管路，輸送到各個常規換熱站的熱網換熱器O)中，加熱二次網熱水，加熱後一次網熱水降溫，進入一次網回水管路，再進入吸收式熱泵的蒸發器(I-E)，作為低溫熱源在蒸發器(I-E)中放熱，溫度進一步降低，更低溫度的一次網回水流出熱泵蒸發器(I-E)後返回熱源加熱。
4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於一次網回水管路與吸收式熱泵機組的連接管道上設置有水泵G)，或在一次網回水管路上一次網回水進、出吸收式熱泵機組的管道之間設置有調節閥(3)。
5.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於一次網供水管路與吸收式熱泵機組的連接管道上設置有水泵，或在一次網供水管路上一次網供水進、出吸收式熱泵機組的管道之間設置有調節閥(3)。
6.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於供熱管網為枝狀熱網。
7.根據權利要求6所述的系統，其特徵在於吸收式熱泵機組設置在供熱管網的靠近熱源端，或設置在供熱管網的中間區段。
8.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於供熱管網為環狀熱網。
9.根據權利要求8所述的系統，其特徵在於吸收式熱泵機組設置在供熱管網的任何環段。
專利摘要本實用新型公開了屬於集中供熱領域的一種利用熱泵技術提高集中供熱管網供熱能力的供熱系統。該系統包括集中供熱管網，集中供熱管網分為一次網和二次網，該系統還包括吸收式熱泵機組，一次網供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的發生器相連，以一次網供水作為吸收式熱泵機組的驅動熱源；一次網回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的蒸發器相連，以一次網回水作為吸收式熱泵機組的低溫熱源；二次網回水依次進入吸收式熱泵機組的吸收器和冷凝器被加熱升溫，作為二次網供水輸出。本實用新型可以使一次網的供、回水溫差進一步增大，提高供熱管網輸送熱量的能力。
文檔編號F24D3/02GK202145018SQ20112024607
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月13日 優先權日2011年7月13日
發明者付林, 姜雲濤, 張世鋼, 羅勇, 肖常磊 申請人:北京華清泰盟科技發展有限公司, 清華大學