CN104848330B - 供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种供热系统，本发明提供了一种供热系统，包括吸收式热泵、压缩式热泵和水路系统，吸收式热泵包括发生器、第一冷凝器、吸收器和第一蒸发器，压缩式热泵包括第二冷凝器和第二蒸发器，水路系统包括一次侧水路和二次侧水路；二次侧水路包括多个支路，其中，吸收器和第一冷凝器串联在多个支路中的一个上；一次侧水路与发生器、二次侧水路的多个支路中的另一个、第一蒸发器和第二蒸发器换热。根据本发明的供热系统，采用吸收式热泵和压缩式热泵组合的方式，能够有效降低一次侧水路的回水温度，提高二次侧水路的出水温度，节约能源，提高效率和经济型。

Description

供热系统

技术领域

本发明涉及供热技术领域，具体而言，涉及一种供热系统。

背景技术

现有技术，热电联产集中供热系统在我国北方城镇供热中的应用十分普遍。降低集中供热系统的一次网回水温度，有利于回收热电联产热源处的冷凝热用于供热，可大幅提升热电联产系统的效率。ZL200810101065X提出了一种大温差集中供热系统，在热网的各个热力站设置吸收式热泵机组，以降低一次网回水温度，在电厂中回收凝汽器热量加热一次网回水。ZL2008101010645提出了一种吸收式热泵的换热机组，可在热网的各个热力站降低一次网回水温度。现有技术中也有其他复合式换热机组，在ZL2008101010645的基础上增加了外部串联的压缩式热泵机组，可进一步降低一次网回水温度。

在现有技术中，存在着以下缺陷：

1、在该换热机组中，一次侧热水的阻力过大。由于一次侧管路采用逐级顺序串接的方式，依次经过吸收式热泵的发生器、水-水换热器、吸收式热泵的蒸发器，一次侧热水需克服的阻力为发生器、水-水换热器、蒸发器之和(一般为15mH2O以上)。由于一次侧热水的扬程由集中供热网所提供(一般为10mH2O以内)，往往出现一次网扬程不足的情况，需要在一次网另外增加一台水泵。

2、发生器和蒸发器管内流速过小，换热系数较低。一方面，由于实现了一次侧热水的大温差，在大温差该换热机组中，一次侧热水的流量仅为采用常规水-水换热器的60％以下。另一方面，受一次侧阻力的限制，发生器和蒸发器的流程数难以增加。因此，在该换热机组中，发生器和蒸发器的管内流速为0.6m/s以下，导致发生器和蒸发器的换热系数较低，机组的体积增加。

3、供热一次网中往往存在大量杂质、焊渣、钙镁离子等，直接进入溴化锂机组容易导致机组内部发生堵塞、结垢等故障，使得机组的性能大大降低。

发明内容

本发明旨在提供一种提高效率的供热系统。

本发明提供了一种供热系统，包括吸收式热泵、压缩式热泵和水路系统，吸收式热泵包括发生器、第一冷凝器、吸收器和第一蒸发器，压缩式热泵包括第二冷凝器和第二蒸发器，水路系统包括一次侧水路和二次侧水路；二次侧水路包括多个支路，其中，吸收器和第一冷凝器串联在多个支路中的一个上；一次侧水路与发生器、二次侧水路的多个支路中的另一个、第一蒸发器和第二蒸发器换热。

进一步地，二次侧水路包括相互并联的第一支路、第二支路和第三支路；第一支路与一次侧水路换热；吸收器和第一冷凝器依次串联在第二支路上；第二冷凝器串联在第三支路上。

进一步地，二次侧水路包括相互并联的第一支路和第二支路；第一支路与一次侧水路换热；吸收器和第一冷凝器依次串联在第二支路上；第二冷凝器串联设置在第一支路和第二支路的上游或者下游。

进一步地，二次侧水路包括相互并联的第一支路、第二支路；第一支路与一次侧水路换热；第二冷凝器、吸收器和第一冷凝器串联在第二支路上。

进一步地，发生器串联在一次侧水路上。

进一步地，供热系统还包括第一循环系统，一次侧水路与发生器通过第一循环系统换热；其中，第一循环系统包括第一换热器和第一循环回路，第一换热器的加热通道串联在一次侧水路上，发生器和第一换热器的被加热通道串联在第一循环回路上。

进一步地，供热系统还包括第二循环系统，一次侧水路通过第二循环系统与发生器和第一支路均换热；其中，第二循环系统包括第二换热器和第二循环回路，第二换热器包括一个加热通道和两个被加热通道，第二换热器的加热通道串联在一次侧水路上，第二换热器的一个被加热通道串联在第一支路上，发生器和第二换热器的另一个被加热通道串联在第二循环回路上。

进一步地，第一蒸发器串联在一次侧水路上。

进一步地，供热系统还包括第三循环系统，一次侧水路与第一蒸发器通过第三循环系统换热；其中，第三循环系统包括第三换热器和第三循环回路，第三换热器的加热通道串联在一次侧水路上，第一蒸发器和第三换热器的被加热通道串联在第三循环回路上。

进一步地，供热系统还包括第四循环系统，一次侧水路通过第四循环系统与第一蒸发器和第一支路均换热；其中，第四循环系统包括第四换热器和第四循环回路，第四换热器包括一个加热通道和两个被加热通道，第四换热器的加热通道串联在一次侧水路上，第四换热器的一个被加热通道串联在第一支路上，第一蒸发器和第四换热器的另一个被加热通道串联在第四循环回路上。

进一步地，供热系统还包括第五换热器；第五换热器的加热通道串联在一次侧水路上，第五换热器的被加热通道串联在第一支路上。

根据本发明的供热系统，采用吸收式热泵和压缩式热泵组合的方式，能够有效降低一次侧水路的回水温度，提高二次侧水路的出水温度，节约能源，提高效率和经济型。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明的供热系统的第一实施例的原理示意图；

图2是根据本发明的供热系统的第二实施例的原理示意图；

图3是根据本发明的供热系统的第三实施例的原理示意图；

图4是根据本发明的供热系统的第四实施例的原理示意图；

图5是根据本发明的供热系统的第五实施例的原理示意图；

图6是根据本发明的供热系统的第六实施例的原理示意图；

图7是根据本发明的供热系统的第七实施例的原理示意图；

图8是根据本发明的供热系统的第八实施例的原理示意图；

图9是根据本发明的供热系统的第九实施例的原理示意图；

图10是根据本发明的供热系统的第十实施例的原理示意图；

图11是根据本发明的供热系统的第十一实施例的原理示意图；

图12是根据本发明的供热系统的第十二实施例的原理示意图；

图13是根据本发明的供热系统的第十三实施例的原理示意图；

图14是根据本发明的供热系统的第十四实施例的原理示意图；

图15是根据本发明的供热系统的第十五实施例的原理示意图；

图16是根据本发明的供热系统的第十六实施例的原理示意图。

附图标记说明：

1、发生器；2、第一冷凝器；3、吸收器；4、第一蒸发器；5、第五换热器；6、第一换热器；7、第一循环泵；8、第二蒸发器；9、第二冷凝器；10、第三换热器；11、第三循环泵；12、第二换热器；13、第二循环泵；14、第四换热器；15、第四循环泵。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至16所示，根据本发明供热系统，包括吸收式热泵、压缩式热泵和水路系统，吸收式热泵包括发生器1、第一冷凝器2、吸收器3和第一蒸发器4，压缩式热泵包括第二冷凝器9和第二蒸发器8，水路系统包括一次侧水路和二次侧水路；二次侧水路包括多个支路，其中，吸收器3和第一冷凝器2串联在多个支路中的一个上；一次侧水路与发生器1、二次侧水路的多个支路中的另一个、第一蒸发器4和第二蒸发器8换热。本发明通过采用吸收式热泵和压缩式热泵组合的方式，能够有效降低一次侧水路的回水温度，提高二次侧水路的出水温度，节约能源，提高效率和经济型。

根据供热系统不同的用途和不同的温度需要，第一冷凝器2、吸收器3和第二冷凝器9可以采用串联、并联或者串并联混合的方式连接在供热系统中，从而达到不同的温度需要。

具体地，结合图1来说明本发明的第一实施例。在第一实施例中，供热系统还包括第一循环系统和第五换热器5。一次侧水路与发生器1通过第一循环系统换热；其中，第一循环系统包括第一换热器6和第一循环回路，第一换热器6的加热通道串联在一次侧水路上，发生器1和第一换热器6的被加热通道串联在第一循环回路上。设置第一循环系统，利用第一循环回路中的循环水间接实现一次侧水路和发生器换热，从而将吸收式热泵的发生器与一次侧水路隔离，防止一次侧水路中水质较差的情况下，导致发生器结垢堵塞的问题，减少维护费用，降低使用成本。

更具体地，一次侧水路依次连接第一换热器6的加热通道、第五换热器5的加热通道、第一蒸发器4、压缩式热泵机组的第二蒸发器8后返回热源处；二次水路系统首先分成并联的两个支路，即第一支路和第二支路，其中，第一支路连接在第五换热器5的被加热通道上，第二支路依次连接吸收器3和第一冷凝器2，然后两支路的二次水汇合成一路后再与压缩式热泵的第二冷凝器9串联，即第二冷凝器9串联在的第一支路和第二支路的下游，最后返回热用户。

结合图2来说明本发明的第二实施例，在第二实施例中，第一循环系统和一次侧水路连接方式与第一实施例相同，不再赘述。与第一实施例不同的是，在第二实施例中，二次侧水路分为三条并联的支路，即包括相互并联的第一支路、第二支路和第三支路；第一支路连接在第五换热器5的被加热通道上，吸收器3和第一冷凝器2依次串联在第二支路上，第二冷凝器9串联在第三支路上，最后三支路汇聚并为用户供热。采用三支路并联的方式，能够有效提高二次侧水路的供水量。

结合图3来说明本发明的第三实施例，在第三实施例中，第一循环系统和一次侧水路连接方式与第一实施例相同，不再赘述。与第一实施例不同的是，在第三实施例中，二次侧水路进水先进入第二冷凝器9，出来后再进入吸收式热泵。流经吸收式热泵机组的二次进水分为两支路，第一支路连接第五换热器5的被加热通道，第二支路依次连接吸收器3和第一冷凝器2，然后两路二次水汇合成一路，最后为用户供热。即在第三实施例中，第二冷凝器9串联在的第一支路和第二支路的上游。

结合图4来说明本发明的第四实施例，在第四实施例中，第一循环系统和一次侧水路连接方式与第一实施例相同，不再赘述。与第一实施例不同的是，在第四实施例中，二次侧水路分为相互并联的两个支路，第五换热器5的被加热通道串联在第一支路上，吸收器3、第一冷凝器2和第二冷凝器9串联在第二支路上，然后两支路的二次水汇合成一路，最后为用户供热。

结合图5来说明本发明的第五实施例，在第五实施例中，二次侧水路的连接方式与第一实施例相同，不再赘述。与第一实施例不同的是，在第五实施例中，供热系统包括第三循环系统，一次侧水路与第一蒸发器4通过第三循环系统换热；其中，第三循环系统包括第三换热器10和第三循环回路，第三换热器10的加热通道串联在一次侧水路上，第一蒸发器4和第三换热器10的被加热通道串联在第三循环回路上。类似于第一实施例中的第一循环系统，通过设置第三循环系统，利用第三循环回路中的循环水间接实现一次侧水路和第一蒸发器4换热，从而将吸收式热泵的第一蒸发器4与一次侧水路隔离，防止一次侧水路中水质较差的情况下，导致第一蒸发器4结垢堵塞的问题，减少维护费用，降低使用成本。更具体地，一次侧水路系统依次连接发生器1、第五换热器5的加热通道、第三换热器10的加热通道和第二蒸发器8后返回热源。

结合图6来说明本发明的第六实施例，在第六实施例中，一次侧水路与第五实施例相同，二次侧水路与第二实施例相同，不再赘述。

结合图7来说明本发明的第七实施例，在第七实施例中，一次侧水路与第五实施例相同，二次侧水路与第三实施例相同，不再赘述。

结合图8来说明本发明的第八实施例，在第八实施例中，一次侧水路与第五实施例相同，二次侧水路与第四实施例相同，不再赘述。

结合图9来说明本发明的第九实施例，在第九实施例中，二次侧水路的连接方式与第一实施例类似，不再赘述。与第一实施例不同的是，在第九实施例中，供热系统还包括第二循环系统，一次侧水路通过第二循环系统与发生器1和第一支路均换热；其中，第二循环系统包括第二换热器12和第二循环回路，第二换热器12包括一个加热通道和两个被加热通道，第二换热器12的加热通道串联在一次侧水路上，第二换热器12的一个被加热通道串联在第一支路上，发生器1和第二换热器12的另一个被加热通道串联在第二循环回路上。即采用第二循环系统将第一循环系统和第五换热器5集成在一起。

更具体地，一次侧水路依次连接第二换热器12的加热通道、第一蒸发器4、第二蒸发器8后返回集中供热源；二次水路系统采用串联的方式，一路依次连接吸收器3、第一冷凝器2，另一路连接第二换热器12的一个被加热通道，然后两路二次水汇合成一路后再进入压缩式热泵机组的第二冷凝器9，最后返回热用户。

结合图10来说明本发明的第十实施例，在第十实施例中，一次侧水路与第九实施例相同，二次侧水路与第二实施例相同，不再赘述。

结合图11来说明本发明的第十一实施例，在第十一实施例中，一次侧水路与第九实施例相同，二次侧水路与第三实施例相同，不再赘述。

结合图12来说明本发明的第十二实施例，在第十二实施例中，一次侧水路与第九实施例相同，二次侧水路与第四实施例相同，不再赘述。

结合图13来说明本发明的第十三实施例，在第十三实施例中，二次侧水路的连接方式与第一实施例类似，不再赘述。与第一实施例不同的是，在第三实施例中，供热系统还包括第四循环系统，一次侧水路通过第四循环系统与第一蒸发器4和第一支路均换热；其中，第四循环系统包括第四换热器14和第四循环回路，第四换热器14包括一个加热通道和两个被加热通道，第四换热器14的加热通道串联在一次侧水路上，第四换热器14的一个被加热通道串联在第一支路上，第一蒸发器4和第四换热器14的另一个被加热通道串联在第四循环回路上。类似于第九实施例中的第二循环系统，采用第四循环系统，将第三循环系统和第五换热器5集成在一起。

更具体地，一次侧水路依次连接发生器1、第四换热器14的加热通道、第二蒸发器8后返回集中供热源；二次水路系统采用串联的方式，一路依次连接吸收器3、第一冷凝器2，另一路连接第四换热器14的一个被加热通道，然后两路二次水汇合成一路后再进入压缩式热泵机组的第二冷凝器9，最后返回热用户。

结合图14来说明本发明的第十四实施例，在第十四实施例中，一次侧水路与第十三实施例相同，二次侧水路与第二实施例相同，不再赘述。

结合图15来说明本发明的第十五实施例，在第十五实施例中，一次侧水路与第十三实施例相同，二次侧水路与第三实施例相同，不再赘述。

结合图16来说明本发明的第十六实施例，在第十六实施例中，一次侧水路与第十三实施例相同，二次侧水路与第四实施例相同，不再赘述。

需要说明的是，在本发明中第一至第四循环系统可以根据需要，设置相应的循环泵，即在第一循环回路中，可以设置第一循环泵7，第二循环回路中设置第二循环泵13，第三循环回路中设置第三循环泵11，第四循环回路中，设置第四循环泵15。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

1、一次侧热水阻力大大降低。本发明一次侧管路采用逐级顺序串接的方式，依次经过吸收式热泵的发生器、水-水换热器，一次侧热水需克服的阻力为吸收式热泵的发生器、水-水换热器之和。相比于现有技术，一次侧热水阻力从15mH2O以上降为8mH2O以下，不需要另外增加一次网水泵。

2、发生器和蒸发器管内流速增加，换热系数提高。由于一次侧热水仅需要克服发生器和水-水换热器的阻力，提供给发生器的扬程大大提高。由于蒸发器的阻力由二次网水泵提供的扬程来克服，提供给蒸发器的扬程也大大提高。因此，在足够的扬程下，发生器和蒸发器可以设计更多的流程数，使发生器和蒸发器的管内流速提高到1m/s。随着管内流速增加，发生器和蒸发器的换热系数可增加20％以上，使机组体积减小10％。

3、在发生器、蒸发器中采用闭式循环回路的方式，将发生器、蒸发器与一次水隔离，防止一次网水质较差时，发生器、蒸发器堵塞、结垢的问题。增大清洗换热管的时间间隔，减小维护费用30％以上。

4、当集中供热热源为锅炉时,可利用锅炉产生的高温一次网热水驱动本发明的热泵型换热机组,将一次网回水温度降低,大大提升管网供热能力,并为采用各种低品位余热(如:烟气余热、工业余热、地热、太阳能等)提供了基础。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种供热系统，包括吸收式热泵、压缩式热泵和水路系统，所述吸收式热泵包括发生器(1)、第一冷凝器(2)、吸收器(3)和第一蒸发器(4)，所述压缩式热泵包括第二冷凝器(9)和第二蒸发器(8)，所述水路系统包括一次侧水路和二次侧水路；其特征在于，

所述二次侧水路包括多个支路，其中，所述吸收器(3)和所述第一冷凝器(2)串联在所述多个支路中的一个上；

所述一次侧水路与所述发生器(1)、所述二次侧水路的所述多个支路中的另一个、所述第一蒸发器(4)和第二蒸发器(8)换热；

所述二次侧水路包括相互并联的第一支路、第二支路和第三支路；

所述第一支路与所述一次侧水路换热；

所述吸收器(3)和所述第一冷凝器(2)依次串联在所述第二支路上；

所述第二冷凝器(9)串联在所述第三支路上；

所述发生器(1)串联在所述一次侧水路上；

所述供热系统还包括第一循环系统，所述一次侧水路与所述发生器(1)通过所述第一循环系统换热；

其中，所述第一循环系统包括第一换热器(6)和第一循环回路，所述第一换热器(6)的加热通道串联在所述一次侧水路上，所述发生器(1)和所述第一换热器(6)的被加热通道串联在所述第一循环回路上；

所述供热系统还包括第四循环系统，所述一次侧水路通过所述第四循环系统与所述第一蒸发器(4)和所述第一支路均换热；

其中，所述第四循环系统包括第四换热器(14)和第四循环回路，所述第四换热器(14)包括一个加热通道和两个被加热通道，所述第四换热器(14)的加热通道串联在所述一次侧水路上，所述第四换热器(14)的一个被加热通道串联在所述第一支路上，所述第一蒸发器(4)和所述第四换热器(14)的另一个被加热通道串联在所述第四循环回路上；

所述供热系统还包括第五换热器(5)；

所述第五换热器(5)的加热通道串联在所述一次侧水路上，所述第五换热器(5)的被加热通道串联在所述第一支路上。

2.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，

所述二次侧水路包括相互并联的第一支路和第二支路；

所述第一支路与所述一次侧水路换热；

所述吸收器(3)和所述第一冷凝器(2)依次串联在所述第二支路上；

所述第二冷凝器(9)串联设置在所述第一支路和第二支路的上游或者下游。

3.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，

所述二次侧水路包括相互并联的第一支路、第二支路；

所述第一支路与所述一次侧水路换热；

所述第二冷凝器(9)、所述吸收器(3)和所述第一冷凝器(2)串联在所述第二支路上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的供热系统，其特征在于，

所述供热系统还包括第二循环系统，所述一次侧水路通过所述第二循环系统与所述发生器(1)和所述第一支路均换热；

其中，所述第二循环系统包括第二换热器(12)和第二循环回路，所述第二换热器(12)包括一个加热通道和两个被加热通道，所述第二换热器(12)的加热通道串联在所述一次侧水路上，所述第二换热器(12)的一个被加热通道串联在所述第一支路上，所述发生器(1)和所述第二换热器(12)的另一个被加热通道串联在所述第二循环回路上。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的供热系统，其特征在于，

所述第一蒸发器(4)串联在所述一次侧水路上。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的供热系统，其特征在于，

所述供热系统还包括第三循环系统，所述一次侧水路与所述第一蒸发器(4)通过所述第三循环系统换热；

其中，所述第三循环系统包括第三换热器(10)和第三循环回路，所述第三换热器(10)的加热通道串联在所述一次侧水路上，所述第一蒸发器(4)和所述第三换热器(10)的被加热通道串联在所述第三循环回路上。