CN109373482A - 一种分户冷热联供式集中供热系统 - Google Patents
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Abstract
一种分户冷热联供式集中供热系统，包括：集中供热一次网、一次网沿线的冷热交换站、二次网、用户端散热器、所作的改进是：在用户端增设电热泵，在供热运行时，电热泵的蒸发器在二次网一侧，电热泵冷凝器在用户一侧，散热器和制冷末端通过电动切换三通阀门并联在电热泵冷凝器两端的循环水管路上；在制冷运行时，电热泵的冷凝器在二次网一侧，电热泵蒸发器在用户一侧，二次网供水管连接在一次网回水管的上游，二次网供水管连接点与二次网回水管连接点之间安装阀门，在冷热交换站内安装密闭式冷却塔。本发明的积极效果是：提高热用户节能意识，为降低供热成本创造了条件。降低了用户生活热水用电成本。消除建筑外空调外机高空悬挂坠物隐患和噪音污染。
Description
技术领域
本发明属于加热领域，具体涉及一种集中供热系统。
背景概述
按建筑面积收费是北方城市比较常见的供热收费模式，在集中供热二次网循环水与进户散热器串联的系统中，这种无差异化的收费模式，严重制约了热用户节约热能的积极性，热用户偷热放水造成二次网泄压补水问题较为突出。
而夏季，建筑外立面大量高空悬挂的空调外机持续扩散40-50℃的废热气体，导致建筑周围温度明显升高，不仅激增了建筑内部的冷负荷需求，还形成极大的坠物安全隐患和噪音污染。与此同时，同一建筑内有热需求的居民又要消耗大量的电能用以生产40-50℃生活热水，进而增加了建筑用电负荷和居民用电成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种分户冷热联供式集中供热系统，用于城市居民的冬季取暖和夏季室内降温，克服现有的供热系统的运行、管理和空调降温存在的上述不足。
本发明的系统包括：城市地下集中供热一次网、设在一次网沿线的冷热交换站、冷热交换站至热用户的二次网、二次网上分布的用户端散热器、所作的改进是：在用户端增设电热泵，在供热运行时，电热泵的蒸发器在二次网一侧，二次网供水管接蒸发器进口，二次网回水管接蒸发器出口，电热泵冷凝器在用户一侧，电热泵冷凝器与用户散热器及制冷末端连接循环水管路，散热器和制冷末端通过电动切换三通阀门并联在电热泵冷凝器两端的循环水管路上；在制冷运行时，电热泵的冷凝器在二次网一侧，二次网供水管接冷凝器进口，二次网回水管接冷凝器出口，电热泵蒸发器在用户一侧，电热泵蒸发器与用户散热器及制冷末端连接循环水管，散热器和制冷末端通过电动切换三通阀门并联在电热泵蒸发器两端的循环水管路上，在电热泵与用户散热器及制冷终端的循环水管路上安装用户端循环泵；
为实现本系统在制冷及供热过程中给用户提供热水，在电热泵的冷凝器中穿过自来水加热换热管。
所述的二次网的供水管和回水管均连接在一次网的回水管上，二次网供水管相对二次网回水管连接在一次网回水管的上游，一次网上二次网供水管连接点与二次网回水管连接点之间安装阀门，阀门将该二次网处的一次网回水管分成上、下游，在冷热交换站内的二次网上安装二次网循环泵，在冷热交换站内在二次网供水管和二次网回水管之间安装密闭式冷却塔，密闭式冷却塔的进水管和回水管通过电动切换三通阀门连接在二次网供水管和回水管上；
本发明能够用于供热、制冷、一次网蓄热、为用户提供热水，其工作原理是：
供热：
由二次网循环泵提供动力，将一次网回水上游管路的温水引进二次网供水管路末端的分布的电热泵二次网侧的蒸发器，电热泵电压缩机做工将蒸发器吸收的低温热转变为高温热导入冷凝器端用户侧的循环水中，二次网循环水温度得以降低，降低温度的二次网循环水沿二次网回水管路进入冷热交换站，经电动三通阀进入一次网回水下游管路中，再由二次网循环泵提供动力，将一次网回水上游管路的温水引进二次网供水管路中，从而完成一次二次网闭式循环过程。
与此同时，由设置在电热泵用户侧的用户端循环泵提供动力，将电热泵冷凝器制取的热循环水，沿循环水管路进入末端散热器或风机盘管，经末端散热器或风机盘管与室内空气热交换后，循环水温度得以降低，而室温得以升高，降温后的循环水沿循环水管路回到电热泵经用户侧冷凝器再次升温后，再次进入循环水管路中，从而完成一次分户闭式热循环过程。
制冷：
先将电热泵蒸发器与冷凝器切换，通过三通阀将循环水管路的末端切换至与风机盘管循环状态。同时将冷热交换站内的电动三通阀切换至密闭式冷却塔管路中。
经电热泵的电压缩机做工吸收蒸发器冷循环水的热量转变为高温热导入冷凝器端二次网循环水中，并由内置在电热泵用户侧的用户端循环泵提供动力，将电热泵蒸发器制取的冷循环水，沿循环水管路送入风机盘管中，冷水通过风机盘管与室内空气进行热交换后，冷循环水温度得以升高，而室温得以降低，升温后的冷循环水沿循环水管路回到电热泵蒸发器，经电热泵的电压缩机做工再次降温后，再次进入循环水管路中，从而完成一次分户闭式冷循环过程。
一次网蓄热：
将电动三通调节阀由密闭式冷却塔循环散热切换为一次网循环水蓄热。由二次网循环泵提供动力，抽取供热一次网回水上游管路的低温水，沿二次网供管送入电热泵二次网侧冷凝器，经过冷凝器升温后，再沿二次网回水管回到供热一次网回水下游管路中。抽取供热一次网回水上游管路的低温水，通过电热泵升温后再回灌至供热一次网回下游管路中，为维持供热一次网回水管路自身的水力平衡，供热一次网回水主管路会从远端与供热一次网供水主管路连接，将温度较低的水从一次网供水管路补入供热一次网回水上游管路中，由此实现供热一次网的供回水主管路的水力平衡和地下供热一次网供回水管路蓄热的一个过程。
为用户提供热水：
热用户处穿过电热泵冷凝端的自来水分支管路与电热泵直接换热，升温自来水，用户得热水供应。
在本发明的系统运行过程中，出现一次网供水管路温度高于电热泵冷凝器设计温度时，一次网回水不能作为电热泵的冷却水使用时，通过电动三通阀将管路切换至密闭式冷却塔中散热，确保电热泵的安全运行。冷却塔开通后的系统运行过程是：被电热泵二次网侧冷凝器升温后的二次网循环水，沿二次网回水管路进入冷热交换站，经电动三通阀进入密闭式冷却塔降温散热，在二次网循环泵的作用下，降温后的二次网循环水沿二次网供水管路进入电热泵二次网侧，经电热泵冷凝器升温后，沿二次网回水管路进入冷热交换站的密闭式冷却塔中散热，从而完成一次二次网闭式循环过程。
在本发明的积极效果是：
1、由于热用户降低自身电费（电热泵机组电耗）的意愿增强，供热公司才能最终降低一次网买热成本。
热用户供热成本为给供热公司缴纳基础热费加电热泵机组电耗
基础热费为一次网买热成本加二次网水泵电耗加其他费用
以一个上班族家庭为例：冬季房间没有人的时间段，可将室温控制在比较低的水平，从而减少了电热泵机组电耗。与此同时，供热公司的基础热费中一次网买热量也因此而降低。
2、在夏季不仅控制了制冷废热排放对周边的影响，冬夏两季，均可采用电热泵冷凝器直接换热生产热水，降低了热用户生活热水的用电成本。
3、消除了建筑外立面空调外机高空悬挂的坠物安全隐患和噪音污染。
4、二次网和各分户均采用独立的闭式循环模式，一是杜绝了传统二次网直供用户末端偷水偷热问题的发生；二是有利于供热公司对二次网循环水存在的跑冒滴漏问题的排查。
附图说明
图1为本发明的供热系统供热状态结构图。
图2为本发明的供热系统制冷状态结构图。
具体实施方式
参阅图1、图2，本发明的包括城市地下集中供热一次网（一次网供水管2、一次网回水管上游1-1、一次网回水管下游1-2、一次网供水管与回水管间的远端连接3）、设在一次网沿线的冷热交换站5、冷热交换站至热用户的二次网（二次网供水管8-2、二次网回水管8-1）、二次网上分布的用户端散热器13、所作的改进是：在用户端增设电热泵10，在供热运行时，电热泵10的蒸发器10-2在二次网一侧，二次网供水管8-2接蒸发器10-2进口，二次网回水管8-1接蒸发器10-2出口，电热泵冷凝器10-1在用户一侧，电热泵冷凝器10-1与用户散热器13及制冷末端12连接循环水管路14，散热器13和制冷末端12通过电动切换三通阀门9-1并联在电热泵冷凝器10-1两端的循环水管路14上；在制冷运行时，电热泵10的冷凝器10-1在二次网一侧，二次网供水管8-2接冷凝器10-1进口，二次网回水管8-1接冷凝器10-1出口，电热泵蒸发器10-2在用户一侧，电热泵蒸发器10-2与散热器13及制冷末端12连接循环水管路14，散热器13和制冷末端12通过电动切换三通阀门9-1并联在循环管路14上；所述的二次网的供水管路8-2和回水管路8-1均连接在一次网的回水管路上，二次网供水管路8-2相对二次网回水管路8-1连接在一次网回水管路的上游1-1，一次网回水管路上二次网供水管8-2连接点与二次网回水管8-1连接点之间安装阀门4，阀门4将该二次网处的一次网回水管分成上、下游，在冷热交换站5内的二次网上安装二次网循环泵6，在冷热交换站5内在二次网供水管8-2和二次网回水管8-1之间安装密闭式冷却塔7，密闭式冷却塔7的进水管7-1和回水7-2管通过电动切换三通阀门9连接在二次网供水管路8-2和回水管路8-1上，在电热泵10与用户散热器13及制冷末端12的循环水管路14上安装用户端循环泵15；
为实现本系统在制冷及供热过程中给用户提供热水，在电热泵10的冷凝器10-1中穿过自来水分支管路11。
Claims (2)
1.一种分户冷热联供式集中供热系统，包括：城市地下集中供热一次网、设在一次网沿线的冷热交换站、冷热交换站至热用户的二次网、二次网上分布的用户端散热器，其特征是：在用户端增设电热泵，在供热运行时，电热泵的蒸发器在二次网一侧，二次网供水管接蒸发器进口，二次网回水管接蒸发器出口，电热泵冷凝器在用户一侧，电热泵冷凝器与用户散热器及制冷末端连接循环水管路，散热器和制冷末端通过电动切换三通阀门并联在电热泵冷凝器两端的循环水管路上；在制冷运行时，电热泵的冷凝器在二次网一侧，二次网供水管接冷凝器进口，二次网回水管接冷凝器出口，电热泵蒸发器在用户一侧，电热泵蒸发器与用户散热器及制冷末端连接循环水管，散热器和制冷末端通过电动切换三通阀门并联在电热泵蒸发器两端的循环水管路上，在电热泵与用户散热器及制冷终端的循环水管路上安装用户端循环泵；所述的二次网的供水管和回水管均连接在一次网的回水管上，二次网供水管相对二次网回水管连接在一次网回水管的上游，一次网上二次网供水管连接点与二次网回水管连接点之间安装阀门，阀门将该二次网处的一次网回水管分成上、下游，在冷热交换站内的二次网上安装二次网循环泵，在冷热交换站内在二次网供水管和二次网回水管之间安装密闭式冷却塔，密闭式冷却塔的进水管和回水管通过电动切换三通阀门连接在二次网供水管和回水管上。
2.根据权利要求1所述的一种分户冷热联供式集中供热系统，其特征是：在电热泵的冷凝器中穿过自来水加热换热管。
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| CN201811257628.4A CN109373482A (zh) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | 一种分户冷热联供式集中供热系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110388685A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-29 | 鞍钢股份有限公司 | 一种同时回收多种工业余热的系统及方法 |
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2018
- 2018-12-11 CN CN201811257628.4A patent/CN109373482A/zh active Pending
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