CN109489101B - 一种集中供热系统及其集中供热方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集中供热系统及集中供热方法，该集中供热系统包括至少一个热源换热系统、至少一个吸收式换热系统和至少一个压缩式换热系统，该集中供热方法包括将热源供热介质与一次网水进行换热、循环一次网水、将一次网水和二次网水进行换热、循环二次网水、将二次网水和三次网水进行换热以及进行三次网供水和回水等步骤。与现有的大温差集中供热方式相比，本发明在不提高市区老旧供热管网的供水水温和水压、不影响市区热网的热量输送能力的前提下，保持二次网供水管道的供热能力，从而节省已有管网的改造费用。

Description

一种集中供热系统及其集中供热方法

技术领域

本发明涉及能源领域中的供热工程技术，特别是涉及一种集中供热系统及其集中供热方法。

背景技术

由于城镇化的快速发展，城市规模不断扩大，加上城市环境保护意识的不断提高，区域锅炉房或小型热电厂的供暖模式已越来越不能满足日益增长的城市集中供热面积的需要，城市供暖模式逐渐向以大型热电厂作为集中供热热源的方法发展。但是，由于热电厂的抽汽供热能力有限，即使在抽汽供热工况下，仍然有大量的乏汽在汽轮机末端排出，大量乏汽冷凝余热通过冷却塔排放掉，造成能源的白白浪费。且由于这些大型热电厂都距离供热负荷中心较远，甚至在远郊区县，即使提高了集中热源产生的高温热水的温度，仍然需要非常大的热水流量，因而长距离输送管网的建设投资和循环水泵的运行费用巨大。

为了保护环境和节省长距离供暖的管网输配能耗，一个行之有效方法是增大热源供水与回水的温差。中国发明专利《一种大温差集中供热系统》(申请号为CN200810101065.X)通过在末端热力站采用热水吸收式热泵和水水换热器相结合的方式加热二次网供水管道热水，大幅度降低一次网回水管道温度(低于二次网供水管道回水温度)，从而拉大一次网供热管网的供水与回水的温差。这系统不仅可以减少一次网供水管道的热量输送能耗、增大一次网的热量输送能力，同时还可以利用低温的一次网回水在热电厂回收发电过程中产生的余热，提高热电厂的供热能力和能源利用效率，降低单位热量的成本。该大温差集中供热技术近几年在国内多个城市得到应用，取得了显著的节能和环保效益。

然而，由于国内北方大部分城市市区内的供热管网是在多年持续建设的基础上形成的，受到建设环境、成本、市容等诸多限制，且市区内的老旧供热管网改造阻力很大，甚至在很多时候是无法进行的。该大温差集中供热技术在北方供暖城市推广应用过程中，遇到了供热负荷中心现有的供热管网与热电厂输送来的高温热水的匹配性差的问题，具体表现为：由于不同时期设计标准的差异性和多年运行后老化的影响，这些供热管网对供热管网内的供水、回水的水压与水温大多存在着承压与耐温的限制。特别是在老旧城区，已有的市区供热管网难以承受由热电厂通过长距离输送管道输送来的高温热水的温度和压力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种集中供热方法及供热系统，在不改变现有城区供热管网的前提下，提高供热负荷中心现有的供热管网与热电厂输送来的高温热水的匹配性。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：提供一种集中供热系统，该集中供热系统包括至少一个热源换热系统、至少一个吸收式换热系统和至少一个压缩式换热系统，所述热源换热系统的放热侧用于连通热源的供热介质供、回管道；所述热源换热系统的取热侧与所述吸收式换热系统的放热侧之间通过一次网供水管道和一次网回水管道连通；所述吸收式换热系统的取热侧和所述压缩式换热系统的放热侧之间通过二次网供水管道和二次网回水管道连通；所述压缩式换热系统的取热侧用于连通热用户的供水管道和回水管道。

优选地，所述热源换热系统包括热源换热装置、第一循环泵、一次网供水管道和一次网回水管道，所述热源换热装置的放热侧的进口和出口分别用于连通热源的供热介质供、回管道；所述热源换热装置的取热侧的出水口和进水口分别与所述一次网供水管道的进水口和所述第一循环泵的出水口连通；所述第一循环泵的进水口与所述一次网回水管道的出水口连通。

优选地，所述集中供热系统包括多个所述热源换热系统，多个所述热源换热系统的取热侧出水口都连通至所述一次网供水管道，多个所述热源换热系统的取热侧进水口都连通至所述一次网回水管道。

优选地，所述热源换热系统包括多个所述热源换热装置，多个所述热源换热装置的设置选自下述三种方式之一：第一种，多个所述热源换热装置按照一次水的流向从前至后依次串联，最后端的所述热源换热装置的放热侧的进口和最前端的热源换热装置的放热侧的出口分别用于连通热源的供热介质供、回管道，最后端的所述热源换热装置的取热侧的出水口和最前端的热源换热装置的取热侧的进水口分别与所述一次网供水管道的进水口和所述第一循环泵的出水口连通；第二种，多个热源换热装置并联，多个所述热源换热装置的取热侧的出水口均与所述一次网供水管道的进水口连通、进水口均与所述第一循环泵的出水口连通；多个所述热源换热装置的放热侧的进口均用于连通热源的供热介质供管道、出口均用于连通热源的供热介质回管道；第三种，多个热源换热装置串联和并联的混合形式，即混合使用上述第一种和第二种方式。

优选地，所述热源换热装置包括第二类吸收式热泵、换热器和第三调峰加热器，所述第二类吸收式热泵的冷凝器的进水口与所述第一循环泵的出水口连通，所述第二类吸收式热泵的冷凝器的出水口与所述换热器的取热侧的进水口连通，换热器的取热侧的出水口与第二类吸收式热泵的吸收器的进水口连通，第二类吸收式热泵的吸收器的出水口与第三调峰加热器的取热侧的进水口连通，所述第三调峰加热器的取热侧的出水口与所述一次网供水管道的进水口连通；所述换热器、所述第二类吸收式热泵的蒸发器和所述第二类吸收式热泵的发生器的进汽口和出液口分别用于连通汽轮机乏汽进管和凝水出管。所述第三调峰加热器的进汽口和出液口分别用于连通汽轮机抽汽进管和凝水出管。

优选地，所述热源换热装置包括N个汽轮机凝汽器和第二调峰加热器，N个所述汽轮机凝汽器从前至后依次通过管道串联连通，末端的汽轮机凝汽器的进水口与所述第一循环泵的出水口连通，前端的汽轮机凝汽器的出水口与所述第二调峰加热器的进水口连通，所述第二调峰加热器的出水口与所述一次网供水管道的进水口连通。

优选地，所述吸收式换热系统包括吸收式换热装置、第二循环泵、二次网供水管道和二次网回水管道，所述吸收式换热装置的放热侧的进水口和出水口分别与所述一次网供水管道的出水口和所述一次网回水管道的进水口连通；所述吸收式换热装置的取热侧的出水口和进水口分别与所述二次网供水管道的进水口和所述第二循环泵的出水口连通；所述第二循环泵的进水口与所述二次网回水管道的出水口连通。

优选地，所述集中供热系统包括多个所述吸收式换热系统，多个所述吸收式换热系统的放热侧并联连通至所述热源换热系统的取热侧。

优选地，所述吸收式换热装置包括吸收式热泵、水水换热器和第一调峰加热器，所述吸收式热泵的发生器的进水口与所述一次网供水管道的出水口连通，所述吸收式热泵的发生器的出水口与所述水水换热器的放热侧的进水口连通，所述水水换热器的放热侧的出水口与所述吸收式热泵的蒸发器的进水口连通，所述吸收式热泵的蒸发器的出水口与所述一次网回水管道的进水口连通；所述第二循环泵的出水口连通有第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路相互并联，所述第一支路的出水口与所述吸收式热泵的吸收器的进水口连通，所述吸收式热泵的吸收器的出水口与所述吸收式热泵的冷凝器的进水口连通，所述吸收式热泵的冷凝器的出水口与所述第一调峰加热器的进水口连通；所述第二支路的出水口与所述水水换热器的取热侧的进水口连通，所述水水换热器的取热侧的出水口与所述第一调峰加热器的进水口连通；所述第一调峰加热器的出水口与所述二次网供水管道的进水口连通。

优选地，所述吸收式换热装置为热泵型换热机组或吸收式换热机组或补燃型吸收式换热机组。

优选地，所述压缩式换热系统包括压缩式换热装置、三次网供水管道和三次网回水管道，所述二次网供水管道设置有至少一个出水口，所述二次网回水管道设置有至少一个进水口；所述压缩式换热装置的放热侧的进水口和出水口分别连通所述二次网供水管道的出水口和所述二次网回水管道的进水口；所述压缩式换热装置的取热侧的出水口和进水口分别连通所述三次网供水管道的进水口和所述三次网回水管道的出水口；所述三次网供水管道的出水口和所述三次网回水管道的进水口分别用于连通热用户的供水管道和回水管道。

优选地，所述集中供热系统包括多个压缩式换热系统，所述压缩式换热系统的放热侧并联连通至所述吸收式换热系统的取热侧。

优选地，所述压缩式换热装置包括压缩式热泵和第三循环泵，所述第三循环泵的进水口和出水口分别连通所述三次网回水管道的出水口与所述压缩式换热装置的取热侧的进水口，所述二次网供水管道的出水口与所述三次网供水管道的进水口直接连通，且于所述二次网供水管道与所述三次网供水管道的连通处设置有热水混合口，所述第三循环泵的出水口分两路分别与所述压缩式热泵的冷凝器的进水口和所述压缩式热泵的蒸发器的进水口连通，所述压缩式热泵的冷凝器的出水口与所述热水混合口连通；所述压缩式热泵的蒸发器的出水口与所述二次网回水管道的进水口连通。

优选地，所述压缩式换热装置为压缩式换热机组。

本发明还公开了一种集中供热方法，采用上面所述的集中供热系统，所述供热方法包括以下步骤：

步骤A：将热源介质与一次网水进行换热；

步骤B：循环一次网水；

步骤C：将一次网水和二次网水进行换热；

步骤D：循环二次网水；

步骤E：将二次网水和三次网水进行换热；

步骤F：进行三次网供水和回水。

优选地，所述步骤A包括以下步骤：

步骤A1：热源换热装置的放热侧的进口接收热源的供热管道输送的热源介质，并将所述热源介质的热能传送至所述热源换热装置的取热侧的进水口接收的热源回水；

步骤A2：热源回水被加热升温成高温供水之后，所述高温供水从热源换热装置的取热侧的出水口输出；

步骤A3：热源介质从热源换热装置的放热侧的出口流出，所述热源介质流入至热源介质返回管道。

优选地，所述步骤B包括以下步骤：

步骤B1：在第一循环泵的驱动下，一次网低温回水从一次网回水管道的出水口流入至第一循环泵的进水口，并从第一循环泵的出水口流入至热源换热装置的取热侧的进水口，经热源换热装置加热升温成一次网高温供水，所述一次网高温供水流入至一次网供水管道的进水口；

步骤B2：所述一次网高温供水从一次网供水管道的进水口流入至一次网供水管道的出水口；

步骤B3：所述一次网高温供水从一次网供水管道的出水口流出后，流入至吸收式换热装置的放热侧的进水口，经吸收式换热装置放热降温后变成一次网低温回水，其中，所述一次网低温回水的水温范围为：5℃-40℃；

步骤B4：所述一次网低温回水从吸收式换热装置的放热侧的出水口流出后，流入至所述一次网回水管道的进水口；

步骤B5：一次网低温回水通过一次网回水管道返回至一次网回水管道的出水口，重复所述步骤B1，形成一次网水循环，其中，所述一次网高温供水的水温范围为：80℃-150℃。

优选地，所述步骤C包括以下步骤：

步骤C1：吸收式换热装置的进水口接收一次网高温供水，并将该一次网高温供水的热能传送至吸收式换热装置的溶液、冷剂水，并最终传送至二次网低温回水，其中，所述二次网低温回水的水温范围为：5℃-40℃；

步骤C2：一次网高温供水经吸收式换热装置的放热侧放热降温后变成一次网低温回水，二次网低温回水经吸收式换热装置的取热侧吸热升温后变成二次网高温供水，其中，所述二次网高温供水的水温范围为：40℃-80℃。

优选地，所述步骤D包括以下步骤：

步骤D1：在第二循环泵的驱动下，二次网低温回水从二次网回水管道的出水口流入至第二循环泵的进水口，并从第二循环泵的出水口流入至吸收式换热装置的取热侧的进水口，经吸收式换热装置的取热侧加热升温成二次网高温供水，所述二次网高温供水流入至二次网供水管道的进水口；

步骤D2：所述二次网高温供水从二次网供水管道的进水口流入至二次网供水管道的出水口；

步骤D3：所述二次网高温供水从二次网供水管道的出水口流入至压缩式换热装置的放热侧的进水口，经压缩式换热装置放热降温后变成二次网低温回水；

步骤D4：所述二次网低温回水从压缩式换热装置的放热侧的出水口流出后，流入至所述二次网回水管道的进水口；

步骤D5：二次网低温回水通过二次网回水管道返回至二次网回水管道的出水口，重复所述步骤D1，形成二次网水循环。

优选地，所述步骤E包括以下步骤：

步骤E1：压缩式换热装置的放热侧的进水口接收二次网高温供水，并将该二次网高温供水的热能传送至压缩式换热装置的取热侧的三次网低温回水，其中，所述三次网低温回水的水温范围为：25℃-55℃；

步骤E2：二次网高温供水经压缩式换热装置的放热侧放热降温后变成二次网低温回水，三次网低温回水经压缩式换热装置的取热侧吸热升温后变成三次网高温供水，其中，所述三次网高温供水的水温范围为：35℃-75℃。

优选地，所述步骤F包括以下步骤：

步骤F1：三次网高温供水从三次网供水管道的进水口流入至三次网供水管道，三次网高温供水通过热用户的供水管道输送至热用户的供水管道；

步骤F2：三次网高温供水在热用户放热降温后形成三次网低温回水；

步骤F3：三次网回水管道的进水口接收从热用户的回水管道输出的三次网低温回水，三次网低温回水经三次网回水管道的出水口流入至压缩式换热装置的取热侧的进水口，经压缩式换热装置加热升温重新形成三次网高温供水；

步骤F4：重复所述步骤F2，形成三次网供水和回水之间的水循环。

本发明的优势主要体现在以下几个方面：第一，本发明可利用设置于旧城区的老旧供热管网作为二次管网，通过降低二次网的水温和水压，可在不改变二次网流量和水压的前提下，保持二次网的供热能力，即在不增加现有城区供热管网的投资及其运行费用的前提下，就地继续沿用老旧供热管网，从而节省已有管网的改造费用。第二，本发明可利用一次管网进行从热源至市区的热能的长距离输送，通过降低一次网的回水温度，大幅度增加一次网的热能输送能力，增大供回水温差可降低长输管网的投资和运行费用。第三，本发明可以利用一次网回水管道的低温回水回收热源厂的低温余热，通过回收热源低温余热可大幅度提高热源的供热能力和能源利用效率，降低供热的能源成本。

附图说明

图1为本发明提供的集中供热系统的结构示意图。

图2为本发明实施例1提供的一种热源换热装置的内部结构图。

图3为本发明实施例1和实施例2提供的一种吸收式换热装置的内部结构图。

图4为本发明实施例1和实施例2提供的一种压缩式换热装置的内部结构图。

图5为本发明实施例1提供的一种集中供热系统的整体结构示意图。

图6为本发明实施例2提供的另一种热源换热装置的内部结构图。

图7为本发明实施例2提供的另一种集中供热系统的整体结构示意图。

具体实施方式

实施例1：一种集中供热系统

总体上说，本发明的集中供热系统如图1和图5所示，该集中供热系统包括一个热源换热系统100、多个吸收式换热系统200和多个压缩式换热系统300，热源换热系统100的放热侧用于连通热源的供热介质进、出管道；热源换热系统100的取热侧与吸收式换热系统200的放热侧之间通过一次网供水管道4和一次网回水管道6连通；吸收式换热系统200的取热侧和压缩式换热系统300的放热侧之间通过二次网供水管道7和二次网回水管道9连通；压缩式换热系统300的取热侧用于连通热用户的供水管道和回水管道。其中，热源换热系统100，可设置于大型热电厂或其它可对外提供热量的热源厂内，一般设置于城市的远郊区，如北京附近的张家口、承德等；多个吸收式换热系统200，分布于如海淀、西城等城市老旧城区的中大型供热区域中，这里的供热管网严重老化破旧，已有的市区供热管网对热水的承受温度和承受压力都偏低；多个压缩式换热系统300，分布于各居住小区中小型供热区域或建筑，直接为建筑物供暖。

进一步地，热源换热系统100包括热源换热装置1、第一循环泵5、一次网供水管道4和一次网回水管道6，热源换热装置1的放热侧的供热介质进、出口分别用于连通热源的供热介质供、回管道；热源换热装置1的取热侧的出水口和进水口分别与一次网供水管道4的进水口和第一循环泵5的出水口连通；第一循环泵5的进水口与一次网回水管道6的出水口连通。

具体地，热源换热系统100包含多个热源换热装置，多个热源换热装置之间的连接可以是以下三种形式：第一种，多个热源换热装置1按照一次水的流向从前至后依次串联，最后端的热源换热装置1的放热侧的进口和最前端的热源换热装置1的放热侧的出口分别用于连通热源的供热介质供、回管道，最后端的热源换热装置1的取热侧的出水口和最前端的热源换热装置1的取热侧的进水口分别与一次网供水管道4的进水口和第一循环泵5的出水口连通；第二种，多个热源换热装置1并联，多个热源换热装置1的取热侧的出水口均与一次网供水管道4的进水口连通、进水口均与第一循环泵5的出水口连通；多个热源换热装置1的放热侧的进口均用于连通热源的供热介质供管道、出口均用于连通热源的供热介质回管道；第三种，多个热源换热装置1串联和并联混合形式，即混合使用上述第一种和第二种方式。

更具体地，热源换热系统100的结构可存有多种形式。

作为热源换热系统100一种结构形式，如图2所示，热源换热装置1包括第二类吸收式热泵17、换热器18和第三调峰加热器19，第二类吸收式热泵17的冷凝器C的进水口与第一循环泵5的出水口连通，第二类吸收式热泵17的冷凝器C的出水口与换热器18的取热侧的进水口连通，换热器18的取热侧的出水口与第二类吸收式热泵17的吸收器A的进水口连通，第二类吸收式热泵17的吸收器A的出水口与第三调峰加热器19的取热侧的进水口连通，第三调峰加热器19的取热侧的出水口与一次网供水管道4的进水口连通；换热器18、第二类吸收式热泵17的蒸发器E和第二类吸收式热泵17的发生器G的进汽口和出液口分别用于连通汽轮机乏汽进管和凝水出管。第三调峰加热器19的进汽口和出液口分别用于连通汽轮机抽汽进管和凝水出管。其中，由一次网回水管道6返回来的低温回水首先进入第二类吸收式热泵17的冷凝器C，经吸热升温后；再进入换热器18吸收汽轮机乏汽的热量升温，然后进入第二类吸收式热泵17的吸收器A吸热升温，再进入第三调峰加热器19被汽轮机抽汽或其它高温热源加热至要求的温度后，通过一次网供水管道4向吸收式换热系统200供应热水。此处，汽轮机的乏汽分三路，分别进入换热器18、第二类吸收式热泵17的发生器G和第二类吸收式热泵17的蒸发器E放热降温，凝水返回电厂热力系统。对于具有循环水等废热形式的热电厂或其它热源厂，上述乏汽也可以是循环水。

进一步地，吸收式换热系统200包括吸收式换热装置2、第二循环泵8、二次网供水管道7和二次网回水管道9，吸收式换热装置2的放热侧的进水口和出水口分别与一次网供水管道4的出水口和一次网回水管道6的进水口连通；吸收式换热装置2的取热侧的出水口和进水口分别与二次网供水管道7的进水口和第二循环泵8的出水口连通；第二循环泵8的进水口与二次网回水管道9的出水口连通。

具体地，集中供热系统包括多个吸收式换热系统200，多个吸收式换热系统200的放热侧并联连通至热源换热系统100的取热侧。

吸收式换热装置2的结构可存有多种形式。

作为吸收式换热装置2的一种具体的结构形式，参考图3，吸收式换热装置2包括吸收式热泵12、水水换热器13和第一调峰加热器14，吸收式热泵12的发生器的进水口与一次网供水管道4的出水口连通，吸收式热泵12的发生器的出水口与水水换热器13的放热侧的进水口连通，水水换热器13的放热侧的出水口与吸收式热泵12的蒸发器的进水口连通，吸收式热泵12的蒸发器的出水口与一次网回水管道6的进水口连通；第二循环泵8的出水口连通有第一支路和第二支路，第一支路和第二支路相互并联，第一支路的出水口与吸收式热泵12的吸收器的进水口连通，吸收式热泵12的吸收器的出水口与吸收式热泵12的冷凝器的进水口连通，吸收式热泵12的冷凝器的出水口与第一调峰加热器14的进水口连通；第二支路的出水口与水水换热器13的取热侧的进水口连通，水水换热器13的取热侧的出水口与第一调峰加热器14的进水口连通；第一调峰加热器14的出水口与二次网供水管道7的进水口连通。其中，一次网供水管道4输送来的高温水先进入吸收式热泵12的发生器放热降温，再进入水水换热器13放热降温，再返回吸收式热泵12的蒸发器放热降温，最后通过一次网回水管道6返回热源换热装置1。同时，二次网回水管道9输送来的低温水分成两路，一路先后依次进入吸收式热泵12的吸收器和冷凝器吸热升温，另一路进入水水换热器13吸热升温，两路水汇合后再进入第一调峰加热器14，被调峰热源加热至要求的供水温度，最后通过二次网供水管道7输送到压缩式换热系统300。

作为吸收式换热装置2的另一种具体的结构形式，吸收式换热装置2还可以为热泵型换热机组或吸收式换热机组或补燃型吸收式换热机组。其中，当吸收式换热装置2为热泵型换热机组时，可参考中国发明专利《热泵型换热机组》(申请号为

CN200810101064.5)。当吸收式换热装置2为吸收式换热机组，可参考中国发明专利《一种与锅炉结合的吸收式换热机组》(申请号为CN201310447284.4)。当吸收式换热装置2为补燃型吸收式换热机组，具体可参考中国发明专利《一种补燃型吸收式换热机组》(申请号为CN201310445519.6)。

进一步地，压缩式换热系统300包括压缩式换热装置3、三次网供水管道10和三次网回水管道11，二次网供水管道7设置有至少一个出水口，二次网回水管道9设置有至少一个进水口；压缩式换热装置3的放热侧的进水口和出水口分别连通二次网供水管道7的出水口和二次网回水管道9的进水口；压缩式换热装置3的取热侧的出水口和进水口分别连通三次网供水管道10的进水口和三次网回水管道11的出水口；三次网供水管道10的出水口和三次网回水管道11的进水口分别用于连通热用户的供水管道和回水管道。

具体地，集中供热系统包括多个压缩式换热系统300，压缩式换热系统300的放热侧并联连通至吸收式换热系统200的取热侧。

压缩式换热装置3的结构可有多种形式。

作为压缩式换热装置3的一种具体的结构形式，参考图4，压缩式换热装置3包括压缩式热泵20和第三循环泵21，第三循环泵21的进水口和出水口分别连通三次网回水管道11的出水口与压缩式换热装置3的取热侧的进水口，二次网供水管道7的出水口与三次网供水管道10的进水口直接连通，且于二次网供水管道7与三次网供水管道10的连通处设置有热水混合口，第三循环泵21的出水口分两路分别与压缩式热泵20的冷凝器C的进水口和压缩式热泵20的蒸发器E的进水口连通，压缩式热泵20的冷凝器C的出水口与热水混合口连通；压缩式热泵20的蒸发器E的出水口与二次网回水管道9的进水口连通。其中，从热用户返回的低温水在第三循环泵21的驱动下，通过三次网回水管11进入压缩式热泵20后分为两路：一路进入压缩式热泵20的蒸发器E放热降温，然后进入二次网回水管道9；另一路进入压缩式热泵20的冷凝器C吸热升温，然后与二次网供水管道7输送来的热水于热水混合口处混合升温后，最后通过三次网供水管道10输送至热用户。

作为压缩式换热装置3的另一种具体的结构形式，压缩式换热装置3为压缩式换热机组，包括压缩式热泵、水水换热器等部件，具体可参阅中国发明专利《一种压缩式换热机组》(申请号为CN201320822968.3)。

下面，是利用上述系统的一个具体的实例。

温度为10℃的水在第一循环泵5的驱动下，通过一次网回水管道6进入热源换热装置1的取热侧，先后依次进入第二类吸收式热泵17的冷凝器C、换热器18、第二类吸收式热泵的吸收器A和第三调峰加热器19，此时第二类吸收式热泵17、换热器18的加热源是压力为20kPa.a的汽轮机乏汽，第三调峰加热器19的加热源是压力为300kPa的汽轮机抽汽，一次网回水管道6中的温度为10℃的水经串联梯级加热成温度为130℃的高温热水，该130℃的高温水通过一次网供水管道4输送到吸收式换热装置2。

在吸收式换热装置2中先后进入吸收式热泵12的发生器、水水换热器13、吸收式热泵12的蒸发器串联梯级放热，温度降为10℃，再通过一次网回水管道6返回热源换热装置1，形成一次网水循环。

在第二循环泵8的驱动下，温度为35℃的回水通过二次网回水管道9进入吸收式换热装置2后分为两路，一路进入吸收式热泵12的吸收器和冷凝器吸热升温，另一路进入水水换热器13吸热升温，两路水汇合后再进入第一调峰加热器14加热成温度为75℃的供水，其中第一调峰加热器14的加热源为天然气。75℃的供水经过二次网供水管道7输送至压缩式换热装置3，先后进入第二水水换热器22和压缩式热泵20的蒸发器串联梯级放热，温度降为35℃，再通过二次网回水管道9返回至吸收式换热装置2，形成二次网水循环。

在第三循环泵21的驱动下，从热用户返回的50℃的回水通过三次网供水管道11后分为两路进入压缩式换热装置3，一路进入压缩式热泵20的蒸发器E放热降温形成40℃的二次网回水；另一路进入压缩式热泵20的冷凝器C加热升温，再与二次网供水管道7供水汇合形成70℃的三次网进水，通过三次网供水管道10输送到热用户，如此形成三次网供水和回水之间的水循环。

实施例2：与实施例1热源换热装置不同的集中供热系统

在实施例1的基础上，本实施例提供的集中供热系统的热源换热装置1如图6和图7所示，热源换热装置1包括N个汽轮机凝汽器15-1，15-2，…15-N和第二调峰加热器16，N个汽轮机凝汽器15-1，15-2，…15-N从前至后依次通过管道串联连通，末端的汽轮机凝汽器15-N的进水口与第一循环泵5的出水口连通，前端的汽轮机凝汽器15-1的出水口与第二调峰加热器16的进水口连通，第二调峰加热器16的出水口与一次网供水管道4的进水口连通。

其中，在第一循环泵5的驱动下，一次网回水管道6返回来的低温回水串联先后进入N台汽轮机凝汽器15-N，…，15-2，15-1中梯级加热，最后再进入第二调峰加热器16被汽轮机抽汽或其它高温热源加热至要求的温度后，通过一次网供水管道4排出，多级汽轮机的排汽乏汽分别进入对应的凝汽器放热降温，凝结水返回电厂热力系统。

下面，是利用上述系统的一个具体的实例。

温度为10℃的回水在第一循环泵5的驱动下，通过一次网回水管道6进入热源换热装置1的取热侧，先后进入3台汽轮机凝汽器15-3，15-2，15-1和第二调峰加热器16串联梯级加热成温度为130℃的高温供水，其中凝汽器15-1、凝汽器15-2、凝汽器15-3的加热源是压力为不同压力的汽轮机乏汽，第二调峰加热器16的加热源是汽轮机抽汽。130℃的高温供水通过一次网供水管道4输送到吸收式换热装置2，在吸收式换热装置2中先后进入补燃型吸收式热泵12的发生器、水水换热器13、吸收式热泵12的蒸发器串联梯级放热，温度降为10℃，再通过一次网回水管道6返回热源换热装置1，形成一次网水循环。

温度为40℃的回水在第二循环泵8的驱动下，通过二次网回水管道9进入吸收式换热装置2后分为两路，一路进入吸收式热泵12的吸收器和冷凝器吸热升温，另一路进入水水换热器13吸热升温，两路水汇合成温度为75℃的供水，补燃型吸收式热泵12的补充热源为天然气，75℃的供水通过二次网供水管道7输送至压缩式换热装置3，与压缩式换热装置3的出水口的热水汇合成70℃的供水，通过三次网供水管道10输送到热用户，形成二次网水循环。

在第三循环泵21的驱动下，从热用户返回的50℃的回水通过三次网供水管道11后分为两路进入压缩式换热装置3，一路进入压缩式热泵20的蒸发器E放热降温形成40℃的二次网回水；另一路进入压缩式热泵20的冷凝器C加热升温，再与二次网供水管道7供水汇合形成70℃的三次网进水，通过三次网供水管道10输送到热用户，如此形成三次网供水和回水之间的水循环。

实施例3、一种集中供热方法

采用上述实施例1或实施例2提供的集中供热系统，如图1所示，集中供热方法总体上包括以下步骤：

步骤A：将热源介质与一次网水进行换热；

步骤B：循环一次网水；

步骤C：将一次网水和二次网水进行换热；

步骤D：循环二次网水；

步骤E：将二次网水和三次网水进行换热；

步骤F：进行三次网供水和回水。

具体地，步骤A包括以下步骤：

步骤A1：热源换热装置1的放热侧的进口接收热源的供热管道输送的热源供热介质，并将热源供热介质的热能传送至热源换热装置1的取热侧的进水口接收的热源回水；

步骤A2：热源回水被加热升温成高温供水之后，高温供水从热源换热装置1的取热侧的出水口输出；

步骤A3：热源供热介质从热源换热装置1的放热侧的出口流出，热源供热介质流入至返回管道。

具体地，步骤B包括以下步骤：

步骤B1：在第一循环泵5的驱动下，一次网低温回水从一次网回水管道6的出水口流入至第一循环泵5的进水口，并从第一循环泵5的出水口流入至热源换热装置1的取热侧的进水口，经热源换热装置1加热升温成一次网高温供水，其中一次网低温回水的水温范围为5℃-40℃，一次网高温供水流入至一次网供水管道4的进水口；

步骤B2：一次网高温供水从一次网供水管道4的进水口流入至一次网供水管道4的出水口；

步骤B3：一次网高温供水从一次网供水管道4的出水口流出后，流入至吸收式换热装置2的放热侧的进水口，经吸收式换热装置2放热降温后变成一次网低温回水，其中一次网高温供水的水温范围为80℃-150℃；

步骤B4：一次网低温回水从吸收式换热装置2的放热侧的出水口流出后，流入至一次网回水管道6的进水口；

步骤B5：一次网低温回水通过一次网回水管道6返回至一次网回水管道6的出水口，重复步骤B1，形成一次网水循环。

具体地，步骤C包括以下步骤：

步骤C1：吸收式换热装置2的进水口接收一次网高温供水，并将该一次网高温供水的热能传送至吸收式换热装置2的冷凝器的二次网低温回水，其中二次网低温回水的水温范围为5℃-40℃，；

步骤C2：一次网高温供水经吸收式换热装置2的放热侧放热降温后变成一次网低温回水，二次网低温回水经吸收式换热装置2的取热侧吸热升温后变成二次网高温供水，其中二次网高温供水的水温范围为40℃-80℃。

具体地，步骤D包括以下步骤：

步骤D1：在第二循环泵8的驱动下，二次网低温回水从二次网回水管道9的出水口流入至第二循环泵8的进水口，并从第二循环泵8的出水口流入至吸收式换热装置2的取热侧的进水口，经吸收式换热装置2的取热侧加热升温成二次网高温供水，其中三次网低温回水的水温范围为25℃-55℃，二次网高温供水流入至二次网供水管道7的进水口；

步骤D2：二次网高温供水从二次网供水管道7的进水口流入至二次网供水管道7的出水口；

步骤D3：二次网高温供水从二次网供水管道7的出水口流入至压缩式换热装置3的放热侧的进水口，经压缩式换热装置3放热降温后变成二次网低温回水；

步骤D4：二次网低温回水从压缩式换热装置3的放热侧的出水口流出后，流入至二次网回水管道9的进水口；

步骤D5：二次网低温回水通过二次网回水管道9返回至二次网回水管道9的出水口，重复步骤D1，形成二次网水循环。

具体地，步骤E包括以下步骤：

步骤E1：压缩式换热装置3的放热侧的进水口接收二次网高温供水，并将该二次网高温供水的热能传送至压缩式换热装置3的取热侧的三次网低温回水，其中三次网高温供水的水温范围为35℃-75℃；

步骤E2：二次网高温供水经压缩式换热装置3的放热侧放热降温后变成二次网低温回水，三次网低温回水经压缩式换热装置3的取热侧吸热升温后变成三次网高温供水。

具体地，步骤F包括以下步骤：

步骤F1：三次网高温供水从三次网供水管道10的进水口流入至三次网供水管道10，三次网高温供水通过热用户的供水管道输送至热用户的供水管道；

步骤F2：三次网高温供水在热用户放热降温后形成三次网低温回水；

步骤F3：三次网回水管道11的进水口接收从热用户的回水管道输出的三次网低温回水，三次网低温回水经三次网回水管道11的出水口流入至压缩式换热装置3的取热侧的进水口，经压缩式换热装置3加热升温重新形成三次网高温供水；

步骤F4：重复步骤F2，形成三次网供水和回水之间的水循环。

上述各实施例仅用于对本发明的目的、技术方案和有益效果进行进一步的详细说明，并不用于限制本发明，特别是实施例中所给出的温度、压力等参数，均可以根据具体使用场景而变化。本发明的保护范围包括但不限于以上实施方式，凡在本发明的精神和原则之内，任何对本技术做出的本领域的技术人员容易想到的修改、替换、变形、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种集中供热系统，其特征在于：该集中供热系统包括至少一个热源换热系统（100）、至少一个吸收式换热系统（200）和至少一个压缩式换热系统（300）；

所述热源换热系统（100）的放热侧用于连通热源的供热介质供、回管道；

所述热源换热系统（100）的取热侧与所述吸收式换热系统（200）的放热侧之间通过一次网供水管道（4）和一次网回水管道（6）连通；

所述吸收式换热系统（200）的取热侧和所述压缩式换热系统（300）的放热侧之间通过二次网供水管道（7）和二次网回水管道（9）连通；

所述压缩式换热系统（300）的取热侧用于连通热用户的供水管道和回水管道；

所述吸收式换热系统（200）分布于城市老旧城区的中大型供热区域，所述压缩式换热系统（300）分布于各居住小区中小型供热区域或建筑；

所述吸收式换热系统（200）包括吸收式换热装置（2）、第二循环泵（8）、二次网供水管道（7）和二次网回水管道（9）；所述吸收式换热装置（2）的放热侧的进水口和出水口分别与所述一次网供水管道（4）的出水口和所述一次网回水管道（6）的进水口连通；所述吸收式换热装置（2）的取热侧的出水口和进水口分别与所述二次网供水管道（7）的进水口和所述第二循环泵（8）的出水口连通；所述第二循环泵（8）的进水口与所述二次网回水管道（9）的出水口连通；

所述压缩式换热系统（300）包括压缩式换热装置（3）、三次网供水管道（10）和三次网回水管道（11）；所述二次网供水管道（7）设置有至少一个出水口，所述二次网回水管道（9）设置有至少一个进水口；所述压缩式换热装置（3）的放热侧的进水口和出水口分别连通所述二次网供水管道（7）的出水口和所述二次网回水管道（9）的进水口；所述压缩式换热装置（3）的取热侧的出水口和进水口分别连通所述三次网供水管道（10）的进水口和所述三次网回水管道（11）的出水口；所述三次网供水管道（10）的出水口和所述三次网回水管道（11）的进水口分别用于连通热用户的供水管道和回水管道。

2.根据权利要求1所述的集中供热系统，其特征在于：

所述热源换热系统（100）包括热源换热装置（1）、第一循环泵（5）、一次网供水管道（4）和一次网回水管道（6）；

所述热源换热装置（1）的放热侧的进口和出口分别用于连通热源的供热介质供管道和回管道；

所述热源换热装置（1）的取热侧的出水口和进水口分别与所述一次网供水管道（4）的进水口和所述第一循环泵（5）的出水口连通；

所述第一循环泵（5）的进水口与所述一次网回水管道（6）的出水口连通。

3.根据权利要求1所述的集中供热系统，其特征在于：所述集中供热系统包括多个所述热源换热系统（100），多个所述热源换热系统（100）的取热侧出水口都连通至所述一次网供水管道（4），多个所述热源换热系统（100）的取热侧进水口都连通至所述一次网回水管道（6）。

4.根据权利要求2所述的集中供热系统，其特征在于：所述热源换热系统（100）包含多个所述热源换热装置（1），多个所述热源换热装置（1）的设置选自下述三种方式之一：

第一种，多个所述热源换热装置（1）从前至后按照一次水的流向依次串联，最后端的所述热源换热装置（1）的放热侧的进口和最前端的所述热源换热装置（1）放热侧的出口分别用于连通热源的供热介质供、回管道，最后端的所述热源换热装置（1）的取热侧的出水口和最前端的所述热源换热装置（1）的取热侧的进水口分别与所述一次网供水管道（4）的进水口和所述第一循环泵（5）的出水口连通；

第二种，多个所述热源换热装置（1）并联，多个所述热源换热装置（1）的取热侧的出水口均与所述一次网供水管道（4）的进水口连通、进水口均与所述第一循环泵（5）的出水口连通；多个所述热源换热装置（1）的放热侧的进口均用于连通热源的供热介质供管道、出口均用于连通热源的供热介质回管道；

第三种，多个所述热源换热装置（1）串联和并联的混合形式，即混合使用上述第一种和第二种方式。

5.根据权利要求4所述的集中供热系统，其特征在于：

所述热源换热装置（1）包括第二类吸收式热泵（17）、换热器（18）和第三调峰加热器（19）；

所述第二类吸收式热泵（17）的冷凝器（C）的进水口与所述第一循环泵（5）的出水口连通，所述第二类吸收式热泵（17）的冷凝器（C）的出水口与所述换热器（18）的取热侧的进水口连通，所述换热器（18）的取热侧的出水口与所述第二类吸收式热泵（17）的吸收器（A）的进水口连通，所述第二类吸收式热泵（17）的吸收器（A）的出水口与所述第三调峰加热器（19）的取热侧的进水口连通，所述第三调峰加热器（19）的取热侧的出水口与所述一次网供水管道（4）的进水口连通；

所述换热器（18）、所述第二类吸收式热泵（17）的蒸发器（E）和所述第二类吸收式热泵（17）的发生器（G）的进汽口和出液口分别用于连通乏汽进管和凝水出管或者循环水的进、出管。

6.根据权利要求4所述的集中供热系统，其特征在于：

所述热源换热装置（1）包括N个汽轮机凝汽器（15-1，15-2，…15-N）和第二调峰加热器（16）；

N个所述汽轮机凝汽器（15-1，15-2，…15-N）从前至后依次通过管道串联连通，末端的汽轮机凝汽器（15-N）的进水口与所述第一循环泵（5）的出水口连通；

前端的汽轮机凝汽器（15-1）的出水口与所述第二调峰加热器（16）的进水口连通，所述第二调峰加热器（16）的出水口与所述一次网供水管道（4）的进水口连通。

7.根据权利要求1所述的集中供热系统，其特征在于：所述集中供热系统包括多个所述吸收式换热系统（200），多个所述吸收式换热系统（200）的放热侧并联连通至所述热源换热系统（100）的取热侧。

8.根据权利要求1所述的集中供热系统，其特征在于：

所述吸收式换热装置（2）包括吸收式热泵（12）、水水换热器（13）和第一调峰加热器（14）；

所述吸收式热泵（12）的发生器的进水口与所述一次网供水管道（4）的出水口连通，所述吸收式热泵（12）的发生器的出水口与所述水水换热器（13）的放热侧的进水口连通，所述水水换热器（13）的放热侧的出水口与所述吸收式热泵（12）的蒸发器的进水口连通，所述吸收式热泵（12）的蒸发器的出水口与所述一次网回水管道（6）的进水口连通；

所述第二循环泵（8）的出水口连通有第一支路和第二支路，所述第一支路和所述第二支路相互并联；

所述第一支路的出水口与所述吸收式热泵（12）的吸收器的进水口连通，所述吸收式热泵（12）的吸收器的出水口与所述吸收式热泵（12）的冷凝器的进水口连通，所述吸收式热泵（12）的冷凝器的出水口与所述第一调峰加热器（14）的进水口连通；

所述第二支路的出水口与所述水水换热器（13）的取热侧的进水口连通，所述水水换热器（13）的取热侧的出水口与所述第一调峰加热器（14）的进水口连通；

所述第一调峰加热器（14）的出水口与所述二次网供水管道（7）的进水口连通。

9.根据权利要求1所述的集中供热系统，其特征在于：所述吸收式换热装置（2）为热泵型换热机组或吸收式换热机组或补燃型吸收式换热机组。

10.根据权利要求1所述的集中供热系统，其特征在于：所述集中供热系统包括多个压缩式换热系统（300），所述压缩式换热系统（300）的放热侧并联连通至所述吸收式换热系统（200）的取热侧。

11.根据权利要求1所述的集中供热系统，其特征在于：

所述压缩式换热装置（3）包括压缩式热泵（20）和第三循环泵（21）；

所述第三循环泵（21）的进水口和出水口分别连通所述三次网回水管道（11）的出水口与所述压缩式换热装置（3）的取热侧的进水口；

所述二次网供水管道（7）的出水口与所述三次网供水管道（10）的进水口直接连通，且于所述二次网供水管道（7）与所述三次网供水管道（10）的连通处设置有热水混合口；

所述第三循环泵（21）的出水口分两路分别与所述压缩式热泵（20）的冷凝器（C）的进水口和所述压缩式热泵（20）的蒸发器（E）的进水口连通；

所述压缩式热泵（20）的冷凝器（C）的出水口与所述热水混合口连通；

所述压缩式热泵（20）的蒸发器（E）的出水口与所述二次网回水管道（9）的进水口连通。

12.根据权利要求1所述的集中供热系统，其特征在于：

所述压缩式换热装置（3）为压缩式换热机组。

13.一种集中供热方法，采用如权利要求1至12任一所述的集中供热系统，其特征在于：所述供热方法包括以下步骤：

步骤A：将热源供热介质与一次网水进行换热；

步骤B：循环一次网水；

步骤C：将一次网水和二次网水进行换热；

步骤D：循环二次网水；

步骤E：将二次网水和三次网水进行换热；

步骤F：进行三次网供水和回水。

14.根据权利要求13所述的集中供热方法，其特征在于：所述步骤A包括以下步骤：

步骤A1：热源换热装置（1）的放热侧的进口接收热源的供热管道输送的热源供热介质，并将所述热源供热介质的热能传送至所述热源换热装置（1）的取热侧的进水口接收的热源回水；

步骤A2：热源回水被加热升温成高温供水之后，所述高温供水从热源换热装置（1）的取热侧的出水口输出；

步骤A3：热源供热介质从热源换热装置（1）的放热侧的出口流出，所述热源供热介质流入至返回管道。

15.根据权利要求13所述的集中供热方法，其特征在于：所述步骤B包括以下步骤：

步骤B1：在第一循环泵（5）的驱动下，一次网低温回水从一次网回水管道（6）的出水口流入至第一循环泵（5）的进水口，并从第一循环泵（5）的出水口流入至热源换热装置（1）的取热侧的进水口，经热源换热装置（1）加热升温成一次网高温供水，所述一次网高温供水流入至一次网供水管道（4）的进水口，所述一次网低温回水的水温范围为：5℃-40℃；

步骤B2：所述一次网高温供水从一次网供水管道（4）的进水口流入至一次网供水管道（4）的出水口，所述一次网高温供水的水温范围为：80℃-150℃；

步骤B3：所述一次网高温供水从一次网供水管道（4）的出水口流出后，流入至吸收式换热装置（2）的放热侧的进水口，经吸收式换热装置（2）放热降温后变成一次网低温回水；

步骤B4：所述一次网低温回水从吸收式换热装置（2）的放热侧的出水口流出后，流入至所述一次网回水管道（6）的进水口；

步骤B5：一次网低温回水通过一次网回水管道（6）返回至一次网回水管道（6）的出水口，重复所述步骤B1，形成一次网水循环。

16.根据权利要求13所述的集中供热方法，其特征在于：所述步骤C包括以下步骤：

步骤C1：吸收式换热装置（2）的进水口接收一次网高温供水，并将该一次网高温供水的热能传送至吸收式换热装置（2）的冷凝器的二次网低温回水，所述二次网低温回水的水温范围为：5℃-40℃；

步骤C2：一次网高温供水经吸收式换热装置（2）的放热侧放热降温后变成一次网低温回水，二次网低温回水经吸收式换热装置（2）的取热侧吸热升温后变成二次网高温供水，所述二次网高温供水的水温范围为：40℃-80℃。

17.根据权利要求13所述的集中供热方法，其特征在于：所述步骤D包括以下步骤：

步骤D1：在第二循环泵（8）的驱动下，二次网低温回水从二次网回水管道（9）的出水口流入至第二循环泵（8）的进水口，并从第二循环泵（8）的出水口流入至吸收式换热装置（2）的取热侧的进水口，经吸收式换热装置（2）的取热侧加热升温成二次网高温供水，所述二次网高温供水流入至二次网供水管道（7）的进水口；

步骤D2：所述二次网高温供水从二次网供水管道（7）的进水口流入至二次网供水管道（7）的出水口；

步骤D3：所述二次网高温供水从二次网供水管道（7）的出水口流入至压缩式换热装置（3）的放热侧的进水口，经压缩式换热装置（3）放热降温后变成二次网低温回水；

步骤D4：所述二次网低温回水从压缩式换热装置（3）的放热侧的出水口流出后，流入至所述二次网回水管道（9）的进水口；

步骤D5：二次网低温回水通过二次网回水管道（9）返回至二次网回水管道（9）的出水口，重复所述步骤D1，形成二次网水循环。

18.根据权利要求13所述的集中供热方法，其特征在于：所述步骤E包括以下步骤：

步骤E1：压缩式换热装置（3）的放热侧的进水口接收二次网高温供水，并将该二次网高温供水的热能传送至压缩式换热装置（3）的取热侧的三次网低温回水，所述三次网低温回水的水温范围为：25℃-55℃；

步骤E2：二次网高温供水经压缩式换热装置（3）的放热侧放热降温后变成二次网低温回水，三次网低温回水经压缩式换热装置（3）的取热侧吸热升温后变成三次网高温供水，所述三次网高温供水的水温范围为：35℃-75℃。

19.根据权利要求13所述的集中供热方法，其特征在于：所述步骤F包括以下步骤：

步骤F1：三次网高温供水从三次网供水管道（10）的进水口流入至三次网供水管道（10），三次网高温供水通过热用户的供水管道输送至热用户的供水管道；

步骤F2：三次网高温供水在热用户放热降温后形成三次网低温回水；

步骤F3：三次网回水管道（11）的进水口接收从热用户的回水管道输出的三次网低温回水，三次网低温回水经三次网回水管道（11）的出水口流入至压缩式换热装置（3）的取热侧的进水口，经压缩式换热装置（3）加热升温重新形成三次网高温供水；

步骤F4：重复所述步骤F2，形成三次网供水和回水之间的水循环。

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