CN105953426A - 一种热泵型大温差供热方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种热泵型大温差供热方法，属于供暖工程领域。在热泵/制冷机内增设多个蒸发器，一个蒸发器串联在一网水水路中，另一个蒸发器串联在二网水水路中，水水换热器也设有多个，多个水水换热器初级串联后接入一网水水路中，次级串联后接入二网水水路中。本发明增大一网水供、回水温差，提高了热网输送能力，且一网水低回水温度可免除回水管网保温与热补偿，极大降低管网投资费用和一网水输配能耗。本发明采用多蒸发器结构，设备可靠性大为提高；同时可将进入水水换热器的二网水温度控制在易结垢温度以下,有效控制换热设备结垢。

Description

一种热泵型大温差供热方法
技术领域
本发明属于供暖工程技术领域，特别涉及一种热泵型大温差供热方法。
背景技术
随着城市面积的不断扩展，与之配套的供热需求也不断增加，高温热水往往需要超长距离输送才能到达换热站或热用户位置，管路输送能耗大和局部供热不足等问题日益凸显。
对于传统的热交换器系统，一网水与二网水需要存在一定的换热温差才能实现有效换热，这就从理论上决定了一网水回水温度要高于二网水回水温度，从而限制了一网水供、回水温差。如何在现有供热管网和保证用户用热不受影响的条件下，将一网水回水温度降低至二网水回水温度之下，拉大一网水供、回水温差，提高热网输送能力，降低热网投资及运营成本具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：解决上述现有技术存在的问题，而提供一种热泵型大温差供热方法，进一步将一网水回水温度降低至二网水回水温度之下，拉大一网水供、回水温差，提高热网输送能力，降低热网投资运营成本；且一网水低回水温度可免除回水管网保温与热补偿，从而极大降低管网投资费用和一网水输配能耗。
本发明采用的技术方案是：
一种热泵型大温差供热方法，包括热泵/制冷机（1）、水水换热器（2）、一网水水路和二网水水路，上述部件之间通过阀门和管道相连接；采用热泵/制冷机和水水换热器，吸收一网水热量并将其转移至二网水供水，提高热网输送能力，增大一网水供、回水温差；所述的水水换热器为一个或多个，所述的热泵/制冷机（1）内具有两个蒸发器：1#蒸发器（E1）和2#蒸发器（E2）；一网水供水的高温热水作为驱动热源进入热泵/制冷机（1）内发生器(G)，驱动热泵运行，一网水供水在发生器(G)内降温后进入一个或多个水水换热器（2），加热二网水，实现进一步降温，降温后的一网水进入热泵/制冷机（1）的1#蒸发器（E1）,再次进行放热降温后，返回一网水回水管网；二网水安装循环水泵，二网水回水在分流点（5）分为两支，一支二网水回水依次或分别进入热泵/制冷机（1）的吸收器（A）、冷凝器(C)，被加热升温；另一支二网水回水依次进入热泵/制冷机（1）的2#蒸发器（E2）和一个或多个水水换热器（2），在2#蒸发器（E2）中放热降温，加热所述一支二网水回水分支，上述另一支二网水回水在一个或多个水水换热器（2）中与一网水进行换热，升温后与所述一支二网水回水在交汇点（4）混合，混合后的二网水的进入流向分为两种工况：一种工况为混合后的二网水再次进入一个或多个水水换热器（2）与一网水进行换热后进入二网水供水管路；另一种工况为混合后的二网水直接进入二网水供水管路。
上述技术方案中，在二网水水路中驱动水路运行的动力源为水泵(3)或喷射器其他驱动水流运动的设备或装置，其安装位置包含以下两种之一：第一种：该动力源安装在二网水分流点（5）之前的管路上；第二种：该动力源安装在二网水汇合点(4)之后的二网水管路上。
上述技术方案中，在一网水水路上和/或二网水水路上加装加热器，加热器安装位置包含以下三种之一：第一种安装在一网水供水进入热泵发生器（G）之前的一网水供水管路上，用于对一网水预热；第二种安装在二网水交汇点（4）之后的二网水管路上，用于对二网水供水进行再次加热；第三种同时安装在一网水供水进入热泵发生器（G）之前的一网水供水管路上和二网水交汇点（4）之后的二网水管路上。
上述技术方案中，所述加热器为单独控制加热器，根据热能来源方式，所述加热器为燃料加热、蒸汽加热、水-水换热、电加热方式的一种或以上几种方式的组合。
上述技术方案中，所述的多个水水换热器依次串联，串联后的多个水水换热器第一个输入端连接热泵/制冷机（1）的2#蒸发器，串联后的多个水水换热器最后一个输出端连接二网水供水管路。
上述技术方案中，所述串联后的多个水水换热器其串联终点或串联起点至终点之间的中间点连接热泵/制冷机（1）的冷凝器（C）输出端。
工作原理：
一网水高温热水作为驱动热源进入热泵/制冷机1发生器(G)驱动热泵运行，在发生器(G)内降温后进入1个或多个水水换热器2，加热二网水，实现进一步降温，降温后的一网水作为低位热源进入热泵/制冷机1）1#蒸发器（E1）,再次进行放热降温后，返回一网水回水管网。二网水在分流点5分为两支，一支依次或分别进入热泵/制冷机1的吸收器（A）、冷凝器(C)，被加热升温。另一支依次进入热泵/制冷机1的2#蒸发器（E2）和水水换热器2，在2#蒸发器（E2）中放热降温，加热另一二网水分支，在1个或多个水水换热器2中与一网水进行换热，升温后与另一支二网水在交汇点4混合，混合后的二网水进入流向分为两种工况：一种工况为混合后的二网水进入1个或多个水水换热器2与一网水进行换热后进入二次网供水管路，此种工况可将进入水水换热器二网水水温控制在易结垢温度（70℃）以下，避免水水换热器结垢堵塞。上述过程实现了一网水回水温度低于二网水回水温度，拉大了一网水供、回水温差；另一种工况为混合后的二网水直接进入二次网供水管路。
此方法中驱动水路运行的动力源为水泵3或其他具有驱动水流运动的类似设备或装置，如喷射器等，其安装位置包含以下两种，第一种：该动力装置或设备安装在二网水分流点5之前的管路上；第二种：该动力装置或设备安装在二网水汇合点4之后的二网水管路上。
此外，可根据实际应用情况，在一网水供水进入热泵发生器（G）之前的一网水供水管路上还可安装加热器（H），用于对一网水预热，以进一步升高一网水供水温度，增大一网水供、回水温差；或者在二网水交汇点4之后一网水供水管路上安装加热器(H)，用于对一网水供水进行再次加热,增加下游一网水供热量。上述两种加热器安装方式可单独或同时存在本系统与方法中。
相对于现有的供热模式，本发明具有以下优点和效果：
本发明借助热泵/制冷机和水水换热器，特别是在热泵/制冷机内增设多个蒸发器，水水换热器也增设为多个水水换热器，这就进一步吸收了一网水热量并将其转移至二网水供水，将一网水回水温度降低至二网水回水温度之下，拉大了一网水供、回水温差，提高了热网输送能力，且一网水低回水温度可免除回水管网保温与热补偿等问题，从而可极大降低管网投资费用和一网水输配能耗。特别是本发明采用的多蒸发器结构，可将进入水水换热器的二网水温度控制在易结垢温度（60℃）以下，有效控制设备结垢，保证了设备的换热效率。
附图说明
图1为本发明第一种实施方式示意图；
图2为本发明第二种实施方式示意图；
图3为本发明第三种实施方式示意图；
图4为本发明第四种实施方式示意图；
图5为本发明第五种实施方式示意图；
图6为本发明第六种实施方式示意图；
图7为本发明第七种实施方式示意图。
附图标记说明：
1-热泵/制冷机，2-水水换热器，3-泵，4-交汇点，5-分流点， A-吸收器，C-冷凝器，
G-发生器，E1-1#蒸发器，E2-2#蒸发器，H-加热器。
具体实施方式
参见图1～图7，本发明的热泵型大温差供热方法，包括热泵/制冷机（1）、水水换热器（2）、一网水水路和二网水水路等部分，上述部件之间通过阀门和管道相连接；采用热泵/制冷机和水水换热器，吸收一网水热量并将其转移至二网水供水，提高热网输送能力，增大了一网水供、回水温差；所述的水水换热器为一个或多个，所述的热泵/制冷机（1）内具有两个蒸发器：1#蒸发器（E1）和2#蒸发器（E2）；一网水供水的高温热水作为驱动热源进入热泵/制冷机（1）内发生器(G)驱动热泵运行，一网水供水在发生器(G)内降温后进入一个或多个水水换热器（2），加热二网水，实现进一步降温，降温后的一网水进入热泵/制冷机（1）的1#蒸发器（E1）,再次进行放热降温后，返回一网水回水管网；二网水安装循环水泵，二网水回水在分流点（5）分为两支，一支二网水回水依次或分别进入热泵/制冷机（1）的吸收器（A）、冷凝器(C)，被加热升温。另一支二网水回水依次进入热泵/制冷机（1）的2#蒸发器（E2）和一个或多个水水换热器（2），在2#蒸发器（E2）中放热降温，加热所述一支二网水回水分支，上述另一支二网水回水在一个或多个水水换热器（2）中与一网水进行换热，升温后与所述一支二网水回水在交汇点（4）混合，混合后的二网水的进入流向分为两种工况：一种工况为混合后的二网水再次进入一个或多个水水换热器（2）与一网水进行换热后进入二网水供水管路；另一种工况为混合后的二网水直接进入二网水供水管路；在二网水水路中驱动水路运行的动力源为水泵(3)或喷射器或其他驱动水流运动的设备或装置，其安装位置包含以下两种之一：第一种：该动力源安装在二网水分流点（5）之前的管路上；第二种：该动力源安装在二网水汇合点(4)之后的二网水管路上；在一网水水路上和/或二网水水路上加装加热器，加热器安装位置包含以下三种之一：第一种安装在一网水供水进入热泵发生器（G）之前的一网水供水管路上，用于对一网水预热；第二种安装在二网水交汇点（4）之后的二网水管路上，用于对二网水供水进行再次加热；第三种同时安装在一网水供水进入热泵发生器（G）之前的一网水供水管路上和二网水交汇点（4）之后的二网水管路上；所述加热器为单独控制加热器，根据热能来源方式，所述加热器为燃料加热、蒸汽加热、水-水换热、电加热方式的一种或以上几种方式的组合；多个水水换热器依次串联，串联后的多个水水换热器第一个输入端连接热泵/制冷机（1）的2#蒸发器，串联后的多个水水换热器最后一个输出端连接二网水供水管路；串联后的多个水水换热器其串联中点连接热泵/制冷机（1）的冷凝器（C）输出端。

Claims (6)

1.一种热泵型大温差供热方法，包括热泵/制冷机（1）、水水换热器（2）、一网水水路和二网水水路，上述部件之间通过阀门和管道相连接；采用热泵/制冷机和水水换热器，吸收一网水热量并将其转移至二网水供水，提高热网输送能力，增大一网水供、回水温差；其特征在于所述的水水换热器为一个或多个，所述的热泵/制冷机（1）内具有两个蒸发器：1#蒸发器（E1）和2#蒸发器（E2）；一网水供水的高温热水作为驱动热源进入热泵/制冷机（1）内发生器(G)，驱动热泵运行，一网水供水在发生器(G)内降温后进入一个或多个水水换热器（2），加热二网水，实现进一步降温，降温后的一网水进入热泵/制冷机（1）的1#蒸发器（E1）,再次进行放热降温后，返回一网水回水管网；二网水安装循环水泵，二网水回水在分流点（5）分为两支，一支二网水回水依次或分别进入热泵/制冷机（1）的吸收器（A）、冷凝器(C)，被加热升温；另一支二网水回水依次进入热泵/制冷机（1）的2#蒸发器（E2）和一个或多个水水换热器（2），在2#蒸发器（E2）中放热降温，加热所述一支二网水回水分支，上述另一支二网水回水在一个或多个水水换热器（2）中与一网水进行换热，升温后与所述一支二网水回水在交汇点（4）混合，混合后的二网水的进入流向分为两种工况：一种工况为混合后的二网水再次进入一个或多个水水换热器（2）与一网水进行换热后进入二网水供水管路；另一种工况为混合后的二网水直接进入二网水供水管路。
2.根据权利要求1所述的一种热泵型大温差供热方法，其特征在于，在二网水水路中驱动水路运行的动力源为水泵(3)或喷射器，其安装位置包含以下两种之一：第一种：该动力源安装在二网水分流点（5）之前的管路上；第二种：该动力源安装在二网水汇合点(4)之后的二网水管路上。
3.根据权利要求1所述的热泵型大温差供热方法，其特征在于，在一网水水路上和/或二网水水路上加装加热器，加热器安装位置包含以下三种之一：第一种安装在一网水供水进入热泵发生器（G）之前的一网水供水管路上，用于对一网水预热；第二种安装在二网水交汇点（4）之后的二网水管路上，用于对二网水供水进行再次加热；第三种同时安装在一网水供水进入热泵发生器（G）之前的一网水供水管路上和二网水交汇点（4）之后的二网水管路上。
4.根据权利要求3所述的热泵型大温差供热方法,其特征在于所述加热器为单独控制加热器，所述加热器为燃料加热、蒸汽加热、水-水换热、电加热方式的一种或以上几种方式的组合。
5.根据权利要求1所述的热泵型大温差供热方法,其特征在于多个水水换热器依次串联，串联后的多个水水换热器第一个输入端连接热泵/制冷机（1）的2#蒸发器，串联后的多个水水换热器最后一个输出端连接二网水供水管路。
6.根据权利要求1所述的热泵型大温差供热方法,其特征在于所述串联后的多个水水换热器其串联终点或串联起点至终点之间的中间点连接热泵/制冷机（1）的冷凝器（C）输出端。
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