CN102269442B - 一种利用热泵技术提高集中供热管网供热能力的供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于集中供热领域的一种利用热泵技术提高集中供热管网供热能力的供热系统。该系统包括集中供热管网，集中供热管网分为一次网和二次网，该系统还包括吸收式热泵机组，一次网供水管路通过管道与吸收式热泵机组的发生器相连，以一次网供水作为吸收式热泵机组的驱动热源；一次网回水管路通过管道与吸收式热泵机组的蒸发器相连，以一次网回水作为吸收式热泵机组的低温热源；二次网回水依次进入吸收式热泵机组的吸收器和冷凝器被加热升温，作为二次网供水输出。本发明可以使一次网的供、回水温差进一步增大，提高供热管网输送热量的能力。

Description

一种利用热泵技术提高集中供热管网供热能力的供热系统

技术领域

本发明属于集中供热领域，具体涉及一种利用热泵技术提高集中供热管网供热能力的供热系统。

背景技术

中国城市化进程的飞速发展，城市集中供热的规模不断扩大，现有的集中供热管网辐射范围内的供热负荷在不断增加，集中供热管网已经或即将面临输送能力不足的问题，解决的途径有两个：一是重新铺设大规格的热网管路，二是进一步增大一次网热水的供、回水温差，提高现有供热管网输送热量的能力。

一方面，重新铺设供热管网建设周期长，需要破坏城市现有道路和市政设施，势必影响城市交通和正常生活，并且新建供热管网投资巨大，还造成原有管网设施的浪费等；另一方面，目前城市集中供热一次网的供、回水温度一般为120～65℃，一次网的供水温度受到管道保温、材料、安全、加热热源等因素的限制，无法继续提高，利用常规的热网换热器，一次网回水温度要高于二次网的回水温度，受到二次网用热要求的限制，一次网回水温度也无法继续降低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种利用热泵技术提高集中供热管网供热能力的供热系统，较常规的集中供热方式，可以不受二次网回水温度的限制，进一步降低一次网回水温度，从而使得一次网的供、回水温差进一步增大，提高供热管网输送热量的能力。

本发明的技术方案是在集中供热一次网上设置吸收式热泵机组，利用高温的一次网供水作为驱动热源，吸收低温的一次网回水中的热量，使得一次网回水温度进一步降低，同时，将这两部分热量用于加热二次网热水，供给热用户。

一种利用热泵技术提高集中供热管网供热能力的供热系统，该系统包括集中供热管网，集中供热管网分为一次网和二次网，该系统还包括吸收式热泵机组，一次网供水管路通过管道与吸收式热泵机组的发生器相连，以一次网供水作为吸收式热泵机组的驱动热源；一次网回水管路通过管道与吸收式热泵机组的蒸发器相连，以一次网回水作为吸收式热泵机组的低温热源；二次网回水依次经过吸收式热泵机组的吸收器和冷凝器被加热升温，作为二次网供水输出。

具体流程为：一次网供水首先进入吸收式热泵机组的发生器，作为驱动热源，降温后返回一次网供水管路，输送到各个常规的换热站中加热二次网热水，换热后一次网热水降温，进入一次网回水管路，再进入吸收式热泵的蒸发器，作为低温热源，此时，一次网回水在热泵的蒸发器中放热，温度进一步降低，更低温度的一次网回水流出热泵蒸发器后，作为一次网回水返回热源加热。

吸收式热泵机组利用高温的一次网供水作为驱动热源，吸收低温的一次网回水中的热量，将这两部分热量用于加热二次网热水，供给热用户。

本发明为供热管网低温热用户供热时，一次网回水在进入吸收式热泵的蒸发器之前，可以先与二次网回水进行换热，预热二次网回水后，再进入吸收式热泵机组的蒸发器中放热，可以更进一步降低一次网回水的温度，提高供热管网输送热量的能力。

对于枝状热网，吸收式热泵机组一般设置在供热管网的靠近热源端，也可以设置在供热管网的中间区段，但不宜设置在供热管网最远端；对于环状热网，吸收式热泵机组一般设置在供热管网靠近各个热源端，也可以设置在供热管网的任何环段。

一次网供水管路与吸收式热泵机组的连接管道上设置有水泵，或在一次网供水管路上一次网供水进、出吸收式热泵机组的管道之间设置有调节阀，以平衡机组高温水路的阻力损失；一次网回水管路与吸收式热泵机组的连接管道上设置有水泵，或在一次网回水管路上一次网回水进、出吸收式热泵机组的管道之间设置有调节阀，以平衡机组低温水路的阻力损失。

本发明的有益效果为：第一，利用高温的一次网供水驱动吸收式热泵机组，回收低温的一次网回水中的热量，较常规集中供热方式，一次网回水温度进一步降低，使得一次网的供、回水温差进一步增大；第二，吸收式热泵机组将这两部分高温热量和低温热量用于加热二次网热水，产生出满足要求的热水供给热用户，实现供热。

附图说明

图1为吸收式热泵机组设置在供热管网靠近热源端的流程示意图；

图2为吸收式热泵机组设置在供热管网中间区段的流程示意图；

图3为本发明增加回水辅助换热器的流程示意图；

图中符号：1-G-吸收式热泵机组的发生器；1-E-吸收式热泵机组的蒸发器；1-C-吸收式热泵机组的冷凝器；1-A-吸收式热泵机组的吸收器；2-热网换热器；3-调节阀；4-水泵；5-辅助换热器。

具体实施方式

下面的实施例可以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例1：如图1所示，在集中供热管网的一次网靠近热源端设置吸收式热泵机组，供热管网为枝状热网，一次网供水管路通过管道与吸收式热泵机组的发生器1-G相连，以一次网供水作为热泵的驱动热源；一次网回水管路通过管道与吸收式热泵机组的蒸发器1-E相连，以一次网回水作为低温热源；二次网回水管路通过管道与吸收式热泵机组的吸收器1-A的热水输入端相连，二次网供水管路通过管道与吸收式热泵机组的冷凝器1-C的热水输出端相连，二次网回水依次进入吸收式热泵机组的吸收器1-A和冷凝器1-C被加热升温，作为二次网供水输出。

一次网供水管路上，一次网供水进、出吸收式热泵机组的管路之间设置有调节阀3，以平衡机组高温水路的阻力损失；一次网回水管路上，一次网回水进、出吸收式热泵机组的管路之间也设置有调节阀3，以平衡机组低温水路的阻力损失。

具体流程为：先将一次网高温供水引入吸收式热泵机组的发生器1-G，作为驱动热源，降温后再返回一次网供水管路中，输送到各个常规热力站的热网换热器2中，加热供给热用户的二次网热水，换热后一次网热水降温，进入一次网回水管路，低温的一次网回水再引入到吸收式热泵机组的蒸发器1-E中，在高温驱动热源的驱动下，一次网回水在吸收式热泵机组中继续放热，使得一次网回水温度进一步降低，更低的一次网回水流出吸收式热泵机组的蒸发器1-E后，作为一次网回水返回热源加热。同时，在吸收式热泵机组中，通过吸收器1-A和冷凝器1-C将一次网供水高温热源和一次网回水低温热源的这两部分放出热量用来加热二次网热水，供给热用户。

实施例2：如图2所示，在集中供热的一次网的中间某区段设置吸收式热泵机组，供热管网为枝状热网，一次网供水管路通过管道与吸收式热泵机组的发生器1-G相连，以一次网供水作为热泵的驱动热源；一次网回水管路通过管道与吸收式热泵机组的蒸发器1-E相连，以一次网回水作为低温热源；二次网回水管路通过管道与吸收式热泵机组的吸收器1-A的热水输入端相连，二次网供水管路通过管道与吸收式热泵机组的冷凝器1-C的热水输出端相连，二次网回水依次进入吸收式热泵机组的吸收器1-A和冷凝器1-C被加热升温，作为二次网供水输出。

一次网供水进入吸收式热泵机组的管路上设置有水泵4，以平衡机组高温水路的阻力损失；一次网回水进入吸收式热泵机组的管路上也设置有水泵4，以平衡机组低温水路的阻力损失。

具体流程为：将一次网高温供水引入吸收式热泵机组的发生器1-G，作为驱动热源，降温后返回到一次网供水管路中，再输送到后端的各个常规热力站的热网换热器2中，加热供给热用户的二次网热水，换热后一次网热水降温，进入一次网回水管路；后端热网换热器2出口的低温一次网回水再引入到吸收式热泵机组的蒸发器1-E中，在高温驱动热源的驱动下，一次网回水在吸收式热泵机组中继续放热，使得一次网回水温度进一步降低，更低的一次网回水流出吸收式热泵机组的蒸发器1-E后，与前端热网换热器2出口的一次网回水掺混，作为一次网回水返回热源加热。

在吸收式热泵机组中，通过吸收器1-A和冷凝器1-C将一次网供水高温热源和一次网回水低温热源的这两部分放出的热量用来加热二次网热水，供给热用户。

与实施例1相比，本实施例是将吸收式热泵机组设置在一次网中间某区段，其出口的一次网回水与前端的热网换热器2出口的一次网回水掺混，因此，返回热源的一次网回水温度会有所提高，但要比常规供热模式的一次网回水温度低，吸收式热泵机组的设置位置距离热源越近，一次网的回水温度就越低，一次网的供回水温差就越大，一次网输送热量的能力就越大。

实施例3：如图3所示，在集中供热的一次网中设置吸收式热泵机组，一次网供水管路通过管道与吸收式热泵机组的发生器1-G相连，以一次网供水作为热泵的驱动热源；一次网回水管路通过管道与吸收式热泵机组的蒸发器1-E相连，以一次网回水作为低温热源；二次网回水管路通过管道与吸收式热泵机组的吸收器1-A的热水输入端相连，二次网供水管路通过管道与吸收式热泵机组的冷凝器1-C的热水输出端相连，二次网回水依次进入吸收式热泵机组的吸收器1-A和冷凝器1-C被加热升温，作为二次网供水输出。

一次网供水管路上，一次网供水进、出吸收式热泵机组的管路之间设置有调节阀3，以平衡机组高温水路的阻力损失；一次网回水管路上，一次网回水进、出吸收式热泵机组的管路之间也设置有调节阀3，以平衡机组低温水路的阻力损失。

一次网回水进入吸收式热泵机组蒸发器的管道及二次网回水进入吸收式热泵机组吸收器的管道要经过辅助换热器5。

具体流程为：先将一次网的高温供水引入吸收式热泵机组的发生器1-G，作为驱动热源，降温后再返回一次网供水管路中，输送到各个常规热力站的热网换热器2中，加热供给热用户的二次网热水，换热后一次网热水降温，进入一次网回水管路，一次网回水再经过辅助换热器5，预热二次网回水后，引入到吸收式热泵机组的蒸发器1-E中，在高温驱动热源的驱动下，一次网回水在吸收式热泵机组中继续放热，使得一次网回水温度进一步降低，更低的一次网回水流出吸收式热泵机组的蒸发器1-E后，作为一次网回水返回热源加热。同时，在吸收式热泵机组中，通过吸收器1-A和冷凝器1-C将一次网供水高温热源和一次网回水低温热源的这两部分放热量用来加热二次网热水，供给热用户。

与实施例1相比，本实施例中增加了回水辅助换热器5，一次网回水在进入吸收式热泵机组的蒸发器1-E之前，先与二次网回水进行换热，预热二次网回水后，再进入吸收式热泵机组的蒸发器1-E，这样可以更进一步降低一次网回水温度，更大幅度地提高供热管网输送热量的能力，本实施例适用于为供热管网低温热用户供热的场合。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种利用热泵技术提高集中供热管网供热能力的供热系统，该系统包括集中供热管网，集中供热管网分为一次网和二次网，其特征在于：该系统还包括吸收式热泵机组，一次网供水管路通过管道与吸收式热泵机组的发生器（1-G）相连，以一次网供水作为吸收式热泵机组的驱动热源；一次网回水管路通过管道与吸收式热泵机组的蒸发器（1-E）相连，以一次网回水作为吸收式热泵机组的低温热源；二次网回水依次进入吸收式热泵机组的吸收器（1-A）和冷凝器（1-C）被加热升温，作为二次网供水输出；一次网回水进入吸收式热泵机组蒸发器的管道及二次网回水进入吸收式热泵机组吸收器的管道要经过辅助换热器（5），一次网回水在辅助换热器（5）中预热二次网回水；一次网供水首先进入吸收式热泵机组的发生器（1-G），作为驱动热源，降温后返回一次网供水管路，输送到各个常规换热站的热网换热器（2）中，加热二次网热水，加热后一次网热水降温，进入一次网回水管路，再进入吸收式热泵的蒸发器（1-E），作为低温热源在蒸发器（1-E）中放热，温度进一步降低，更低温度的一次网回水流出热泵蒸发器（1-E）后返回热源加热。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：一次网回水管路与吸收式热泵机组的连接管道上设置有水泵（4），或在一次网回水管路上一次网回水进、出吸收式热泵机组的管道之间设置有调节阀（3）。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：一次网供水管路与吸收式热泵机组的连接管道上设置有水泵（4），或在一次网供水管路上一次网供水进、出吸收式热泵机组的管道之间设置有调节阀（3）。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：供热管网为枝状热网。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：吸收式热泵机组设置在供热管网的靠近热源端，或设置在供热管网的中间区段。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：供热管网为环状热网。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于：吸收式热泵机组设置在供热管网的任何环段。

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