CN104566599A - 一种区域供冷供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种区域供冷供热系统，包括集中供冷供热总站、与集中供冷供热总站连接的若干个为区域进行供冷供热的供冷供热子站，在集中供冷供热总站的总出管、总回管之间并接有总旁通循环管，在总旁通循环管上设置有用于控制其中介质流通的总控制阀，以及用于检测总出管、总回管内介质温度的检测器，检测器将检测到的温度发送给一控制器，该控制器根据接收到的温度信号与预先设定的温度值进行比较并根据比较的结果来控制上述总控制阀的工作状态。发明的单位流量的供能能力可达到11.6kW-23.3kW，其供应子站能量的能力相比原来单纯利用提升2-4倍，其供能半径也大大增加，一般达到增加供能半径达2-3kM，供能建筑面积达200万m2以上。

Description

一种区域供冷供热系统

技术领域

本发明涉及区域能源技术问题，具体涉及一种区域供冷供热系统。

背景技术

随着人民生活水平的提高及南方集中供暖和供冷的需求的双重作用下，利用可再生能源进行区域供冷和供热的系统越来越多。根据可再生能源的技术特点，其供能半径一般在1kM范围内，超过一定范围后，由于输送水泵的功耗及热损耗的增加，其经济性大大下降。目前较为常见的利用可再生能源进行区域供冷供热的系统形式如下：

传统方式1：

如图1，该系统为最常见的系统，由于可再生能源的利用温差的局限性，其可再生水源利用的温差一般为5℃(如冬季供水为10℃，回水为5℃；夏季供水为25℃，回水为30℃)，即单位流量(1立方米)所提供的能量仅约5.8kW；供能温差一般为5-7℃，单位流量(1立方米)所提供的能量仅约5.8kW-8.15kW，由于单位流量所能携带的能量较小，故无论是在可再生能源获取段还是在供能输入端，其供能半径都较小，目前该系统常见的供能半径约为1KM，供能服务建筑体量约为100万m2。

传统方式2：

如图2，传统方式2为方式1的简单叠加，相比传统方式1，方式2需要可再生能源丰富的地区作为前提条件，即系统1和系统2附近均有较为丰富的可再生资源，如果系统2附近无丰富的可再生资源，则无法实施该系统。

传统方式3：

如图3，传统方式3主要用于解决方式2系统如果可再生资源较少的问题，例如系统2或系统1附近无可再生资源，通过建立统一的可再生资源获取系统，并分别输入至系统1和系统2。但通过传统方式1的分析，由于利用温差较小，单位流量所能携带的能量较小，从而项目方式1，方式3的系统能效较低，是方式2无法解决后的妥协方案。

发明内容

针对现有技术中无法大区域供能、供能效率较低的的技术问题，本发明的目的是提供一种可实现大区域供能、供能效率较高的区域供冷供热系统。

实现本发明的技术方案如下：

一种区域供冷供热系统，包括集中供冷供热总站、与集中供冷供热总站连接的若干个为区域进行供冷供热的供冷供热子站，

在集中供冷供热总站的总出管、总回管之间并接有总旁通循环管，在总旁通循环管上设置有用于控制其中介质流通的总控制阀，以及用于检测总出管、总回管内介质温度的检测器，检测器将检测到的温度发送给一控制器，该控制器根据接收到的温度信号与预先设定的温度值进行比较并根据比较的结果来控制上述总控制阀的工作状态。

采用了上述技术方案，集中供冷供热总站建设于可再生能源附近，对可再生能源进行初加工，由于在能量提取段，单位流量(1立方米)所提供的能量较小，故在选择集中供冷供热总站的位置时，考虑接近可再生能源附近；集中供冷供热总站的初步加工可提升进入各供冷供热子站的热能基数；且由于在集中供冷供热总站的总出管、总回管之间并接有总旁通循环管，这样经过供冷供热子站后循环回流到集中供冷供热总站中的热能能够与集中供冷供热总站总出管中的较高温度的介质进行混合，提升集中供冷供热总站的热能基数，一是可以稳定集中供冷供热总站的热能供应，二是避免回流的热能造成浪费。

本发明的单位流量的供能能力可达到11.6kW-23.3kW，其供应子站能量的能力相比原来单纯利用提升2-4倍，其供能半径也大大增加，一般达到增加供能半径达2-3kM，供能建筑面积达200万m2以上。各供冷供热子站仍设置在建筑物附近，其主要供应其周边范围内的建筑，系统效率同样较高。

进一步地，为了实现热能的循环利用，每个集中供冷供热子站的供热进管、供热回管之间并接有子旁通循环管，在子旁通循环管上设置有用于控制其中介质流通的子控制阀，以及用于检测供热进管、供热回管内介质温度的子检测器，子检测器将检测到的温度发送给一子控制器，该子控制器根据接收到的温度信号与预先设定的温度值进行比较并根据比较的结果来控制上述子控制阀的工作状态。

进一步地，为了避免热能传输过程中的浪费以及节约成本，各供冷供热子站之间可形成循环串接方式。

进一步地，为了提升供冷供热子站的热能效率以及合理循环利用热量，所述供冷供热子站中至少包括第一子热泵机组、第二子热泵机组，两子热泵机组均具有输入端、回流端，第一子热泵机组、第二子热泵机组的输入端分别与所述供热进管连通，第一子热泵机组、第二子热泵机组的回流端分别与所述供热回管连通；

在第一子热泵机组的回流端与第二子热泵机组的输入端之间连通有第一循环管，以及装配在第一循环管上的第一回流控制阀，在第一子热泵机组、第二子热泵机组的回流端还装配有第二回流控制阀，第二回流控制阀处于第一循环管与供热回管之间。

更进一步地，所述第一子热泵机组、第二子热泵机组中分别包括冷凝器、蒸发器，第一子热泵机组中冷凝器的输出端与第二子热泵机组中冷凝器的输入端通过冷凝管道形成串接，并在冷凝管道上装配有冷凝控制阀，在冷凝控制阀与第一子热泵机组中冷凝器的输出端之间的冷凝管道上并接有冷凝排出管道；

第一子热泵机组中蒸发器的输出端与第二子热泵机组中蒸发器的输入端通过蒸发管道形成串接，并在蒸发管道上装配有蒸发控制阀，在蒸发控制阀与第一子热泵机组蒸发器输出端之间的蒸发管道上并接有蒸发排出管道。

进一步地，为了提升集中供冷供热总站的热能效率以及合理循环利用热量，所述集中供冷供热总站中至少包括第一总热泵机组、第二总热泵机组，两总热泵机组均具有输出端、回通端，第一总热泵机组、第二总热泵机组的输出端分别与所述供热进管连通，第一总热泵机组、第二总热泵机组的回通端分别与所述供热回管连通；

在第一总热泵机组的回通端与第二总热泵机组的输出端之间连通有第二循环管，以及装配在第二循环管上的第二回流控制阀，在第一总热泵机组、第二总热泵机组的回通端还装配有第二回流控制阀，第二回流控制阀处于第二循环管与供热回管之间。

更进一步地，所述第一总热泵机组、第二总热泵机组中分别包括冷凝器、蒸发器，第一总热泵机组中冷凝器的输出端与第二总热泵机组中冷凝器的输入端通过第二冷凝管道形成串接，并在第二冷凝管道上装配有第二冷凝控制阀，在第二冷凝控制阀与第一总热泵机组中冷凝器的输出端之间的第二冷凝管道上并接有第二冷凝排出管道；

第一总热泵机组中蒸发器的输出端与第二总热泵机组中蒸发器的输入端通过第二蒸发管道形成串接，并在第二蒸发管道上装配有第二蒸发控制阀，在第二蒸发控制阀与第一总热泵机组蒸发器输出端之间的第二蒸发管道上并接有第二蒸发排出管道。

附图说明

图1为传统方式1的示意图；

图2为传统方式2的示意图；

图3为传统方式3的示意图；

图4为本发明的第一实施例示意图；

图5为本发明的第二实施例示意图；

图6为本发明的第三实施例示意图；

图7为图6中子热泵机组之间的连接方式示意图；

图8为本发明的第四实施例示意图；

图9为图8中总热泵机组之间的连接方式示意图；

附图中，1为集中供冷供热总站，2为供冷供热子站，3为总出管，4为总回管，5为总旁通循环管，6为供热进管，7为供热回管，8为子旁通循环管，9为子控制阀，10为第一子热泵机组，11为第二子热泵机组，12为第二子热泵机组，13为子热泵机组的输入端，14为子热泵机组的回流端，15为第一循环管，16为排出控制阀，17为第一回流控制阀，18为第二回流控制阀，19为冷凝器，20为蒸发器，21为冷凝管道，22为冷凝控制阀，23为冷凝排出管道，24为蒸发管道，25为蒸发控制阀，26为蒸发排出管道，261为蒸发排出阀，27为第一总热泵机组，28为第二总热泵机组，29为第三总热泵机组，30为第二循环管，31为第二回流阀，32为第二回流阀，33为冷凝器，34为蒸发器，35为第二冷凝管道，36为第二冷凝控制阀，37为第二冷凝排出管道，371为第二冷凝排出控制阀，38为第二蒸发管道，39为第二蒸发控制阀，40为第二蒸发排出管道，41为第二蒸发排出控制阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

实施例一

如图4，一种区域供冷供热系统，包括集中供冷供热总站1、与集中供冷供热总站连接的若干个为建筑物进行供冷供热的供冷供热子站2，为了能够更好的获取可再生能源中的热量，集中供冷供热总站靠近可再生能源附近建设，可按照传统方式进行设置；

在集中供冷供热总站的总出管3、总回管4之间并接有总旁通循环管5，在总旁通循环管上设置有用于控制其中介质流通的总控制阀10，以及用于检测总出管、总回管内介质温度的检测器，检测器将检测到的温度发送给一控制器，该控制器根据接收到的温度信号与预先设定的温度值进行比较并根据比较的结果来控制上述总控制阀的工作状态；根据系统的需要以及总出管、总回管中的温度，来通过控制器选择总控制阀的开启或关闭，实现热能的循环使用。

每个集中供冷供热子站的供热进管6、供热回管7之间并接有子旁通循环管8，在子旁通循环管上设置有用于控制其中介质流通的子控制阀9，以及用于检测供热进管、供热回管内介质温度的子检测器，子检测器将检测到的温度发送给一子控制器，该子控制器根据接收到的温度信号与预先设定的温度值进行比较并根据比较的结果来控制上述子控制阀的工作状态。

本实施例中的方案能够达到的效果如下：本发明在可再生能源附近建设集中供冷供热总站，对可再生能源进行初加工，在能量提取段；通过集中供冷供热总站的初步加工，可以将中间循环管路的温差做大，一般可以做到10-20℃(如冬季供水温度为40℃，回水温度为10℃；夏季供水温度为10℃，回水温度为30℃)，其单位流量的供能能力可达到11.6kW-23.3kW，其供应子站能量的能力相比原来单纯利用提升2-4倍，其供能半径也大大增加，一般达到增加供能半径达2-3kM，供能建筑面积达200万m2以上；各供冷供热子站仍设置在建筑物附近，其主要供应其周边范围内的建筑，系统效率同样较高。

实施例二

参见图5，各供冷供热子站之间可形成循环串接方式；这样避免了现有传统方式中需要将供热站放置于多个建筑物中间位置的缺陷，即一是投入的管道成本降低、二是降低热能在管道中的损耗。

实施例三

参见图6、7，为了提升供冷供热子站2的热能效率以及合理循环利用热量，供冷供热子站中包括第一子热泵机组10、第二子热泵机组11、第二子热泵机组12，三个子热泵机组均具有输入端13、回流端14，第一子热泵机组、第二子热泵机组、第三子热泵机组的输入端分别与供热进管6连通，第一子热泵机组、第二子热泵机组、第三子热泵机组的回流端分别与供热回管7连通；这样集中供冷供热总站中的液体介质能够通过供热进管分别进入三个子热泵机组中进行换热，换热后的液体介质再经过供热回管，回流到集中供冷供热总站中；

在第一子热泵机组的回流端与第二子热泵机组的输入端之间以及第二子热泵机组的回流端与第三子热泵机组的输入端之间分别连通有第一循环管15，以及装配在第一循环管上的第一回流控制阀17，在第一子热泵机组、第二子热泵机组的回流端还装配有第二回流控制阀18，第二回流控制阀处于第一循环管与供热回管之间。第一子热泵机组、第二子热泵机组回流端回流出的液体介质中还有较高的热量，为了充分利用避免热量的浪费，可以通过关闭第二回流控制阀18、开启第一回流控制阀17，这样使从第一子热泵机组中流回的液体介质与进入第二子热泵机组中的液体介质进行混合，同样从第二子热泵机组中流回的液体介质与进入第三子热泵机组中的液体介质进行混合，达到热量回收利用的目的。

在具体实施中，第一子热泵机组、第二子热泵机组、第二子热泵机组中分别包括冷凝器19、蒸发器20，第一子热泵机组中冷凝器的输出端与第二子热泵机组中冷凝器的输入端通过冷凝管道21形成串接，第二子热泵机组中冷凝器的输出端与第三子热泵机组中冷凝器的输入端也通过冷凝管道形成串接，并在冷凝管道上装配有冷凝控制阀22，在冷凝控制阀与第一子热泵机组中冷凝器的输出端之间的冷凝管道上并接有冷凝排出管道23，在冷凝排出管道上装有排出控制阀16；冬季工况下，将各个子热泵机组中的冷凝器串联，这样能够大大提升冷凝器的效率，如进入第一子热泵机组中冷凝器的液体介质为10℃，经过第一、第二、第三子热泵机组中冷凝器的串接作用后，液体介质的温度能够提升到25℃，效率大大得以提升。

第一子热泵机组中蒸发器的输出端与第二子热泵机组中蒸发器的输入端以及第二子热泵机组中蒸发器的输出端与第三子热泵机组中蒸发器的输入端均通过蒸发管道24形成串接，并在蒸发管道上装配有蒸发控制阀25，在蒸发控制阀与第一子热泵机组蒸发器输出端之间的蒸发管道上并接有蒸发排出管道26，蒸发排出管道上装配有蒸发排出阀261。夏季工况下，将各个子热泵机组中的蒸发器串联，这样能够大大提升蒸发器的效率，如进入第一子热泵机组中蒸发器的液体介质为30℃，经过第一、第二、第三子热泵机组中蒸发器的串接作用后，液体介质的温度能够降低到15℃，效率大大得以提升。

在使用过程中，可以根据冬季、夏季不同工况下，通过蒸发控制阀、冷凝控制阀来选择三个子热泵机组中蒸发器的串联或者冷凝器的串联，即可以节省设备的投入成本。

实施例四

参见图7、8，为了提升集中供冷供热总站的热能效率以及合理循环利用热量，集中供冷供热总站1中包括第一总热泵机组27、第二总热泵机组28、第三总热泵机组29，三总热泵机组均具有输出端、回通端，第一总热泵机组、第二总热泵机组、第三总热泵机组的输出端分别与供热进管6连通，第一总热泵机组、第二总热泵机组、第三总热泵机组的回通端分别与供热回管7连通；

在第一总热泵机组的回通端与第二总热泵机组的输出端之间以及第二总热泵机组的回通端与第三总热泵机组的输出端之间连通有第二循环管30，以及装配在第二循环管上的第一回流阀31，在第一总热泵机组、第二总热泵机组、第三总热泵机组的回通端还装配有第二回流阀32，第二回流阀处于第二循环管与供热回管之间。

第一总热泵机组、第二总热泵机组、第二总热泵机组中分别包括冷凝器33、蒸发器34，第一总热泵机组中冷凝器的输出端与第二总热泵机组中冷凝器的输入端通过第二冷凝管道35形成串接，并在第二冷凝管道上装配有第二冷凝控制阀36，在第二冷凝控制阀与第一总热泵机组中冷凝器的输出端之间的第二冷凝管道上并接有第二冷凝排出管道37；在第二冷凝排出管道上装配有第二冷凝排出控制阀371；

第一总热泵机组中蒸发器的输出端与第二总热泵机组中蒸发器的输入端以及第二总热泵机组中蒸发器的输出端与第三总热泵机组中蒸发器的输入端通过第二蒸发管道38形成串接，并在第二蒸发管道上装配有第二蒸发控制阀39，在第二蒸发控制阀与第一总热泵机组蒸发器输出端之间的第二蒸发管道上并接有第二蒸发排出管道40。第二蒸发排出管道上装配有第二蒸发排出控制阀41；

本实施例跟实施例三的工作原理相同，在此就简便描述一下，即在使用过程中，可以根据冬季、夏季不同工况下，通过第二蒸发控制阀、第二冷凝控制阀、第二冷凝排出控制阀、第二蒸发排出控制阀来选择三个总热泵机组中第二蒸发器的串联或者第二冷凝器的串联，达到高效率换热目的，同时也可以节省设备的投入成本。

在具体实施中，还可以将实施例一、三、四进行组合，更进一步的提升整个系统的供冷供热效果。

Claims (7)

1.一种区域供冷供热系统，其特征在于，包括集中供冷供热总站、与集中供冷供热总站连接的若干个为区域进行供冷供热的供冷供热子站，

在集中供冷供热总站的总出管、总回管之间并接有总旁通循环管，在总旁通循环管上设置有用于控制其中介质流通的总控制阀，以及用于检测总出管、总回管内介质温度的检测器，检测器将检测到的温度发送给一控制器，该控制器根据接收到的温度信号与预先设定的温度值进行比较并根据比较的结果来控制上述总控制阀的工作状态。

2.根据权利要求1所述的一种区域供冷供热系统，其特征在于，每个集中供冷供热子站的供热进管、供热回管之间并接有子旁通循环管，在子旁通循环管上设置有用于控制其中介质流通的子控制阀，以及用于检测供热进管、供热回管内介质温度的子检测器，子检测器将检测到的温度发送给一子控制器，该子控制器根据接收到的温度信号与预先设定的温度值进行比较并根据比较的结果来控制上述子控制阀的工作状态。

3.根据权利要求1或2所述的一种区域供冷供热系统，其特征在于，各供冷供热子站之间可形成循环串接方式。

4.根据权利要求1所述的一种区域供冷供热系统，其特征在于，所述供冷供热子站中至少包括第一子热泵机组、第二子热泵机组，两子热泵机组均具有输入端、回流端，第一子热泵机组、第二子热泵机组的输入端分别与所述供热进管连通，第一子热泵机组、第二子热泵机组的回流端分别与所述供热回管连通；

在第一子热泵机组的回流端与第二子热泵机组的输入端之间连通有第一循环管，以及装配在第一循环管上的第一回流控制阀，在第一子热泵机组、第二子热泵机组的回流端还装配有第二回流控制阀，第二回流控制阀处于第一循环管与供热回管之间。

5.根据权利要求4所述的一种区域供冷供热系统，其特征在于，所述第一子热泵机组、第二子热泵机组中分别包括冷凝器、蒸发器，第一子热泵机组中冷凝器的输出端与第二子热泵机组中冷凝器的输入端通过冷凝管道形成串接，并在冷凝管道上装配有冷凝控制阀，在冷凝控制阀与第一子热泵机组中冷凝器的输出端之间的冷凝管道上并接有冷凝排出管道；

第一子热泵机组中蒸发器的输出端与第二子热泵机组中蒸发器的输入端通过蒸发管道形成串接，并在蒸发管道上装配有蒸发控制阀，在蒸发控制阀与第一子热泵机组蒸发器输出端之间的蒸发管道上并接有蒸发排出管道。

6.根据权利要求1所述的一种区域供冷供热系统，其特征在于，所述集中供冷供热总站中至少包括第一总热泵机组、第二总热泵机组，两总热泵机组均具有输出端、回通端，第一总热泵机组、第二总热泵机组的输出端分别与所述供热进管连通，第一总热泵机组、第二总热泵机组的回通端分别与所述供热回管连通；

在第一总热泵机组的回通端与第二总热泵机组的输出端之间连通有第二循环管，以及装配在第二循环管上的第二回流控制阀，在第一总热泵机组、第二总热泵机组的回通端还装配有第二回流控制阀，第二回流控制阀处于第二循环管与供热回管之间。

7.根据权利要求6所述的一种区域供冷供热系统，其特征在于，所述第一总热泵机组、第二总热泵机组中分别包括冷凝器、蒸发器，第一总热泵机组中冷凝器的输出端与第二总热泵机组中冷凝器的输入端通过第二冷凝管道形成串接，并在第二冷凝管道上装配有第二冷凝控制阀，在第二冷凝控制阀与第一总热泵机组中冷凝器的输出端之间的第二冷凝管道上并接有第二冷凝排出管道；

第一总热泵机组中蒸发器的输出端与第二总热泵机组中蒸发器的输入端通过第二蒸发管道形成串接，并在第二蒸发管道上装配有第二蒸发控制阀，在第二蒸发控制阀与第一总热泵机组蒸发器输出端之间的第二蒸发管道上并接有第二蒸发排出管道。