CN109945270A - 一种不同供热压力的大温差多区域联合供热系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不同供热压力的大温差多区域联合供热系统，该系统包括主要换热设备、一次网水系统和二次网水系统三部分，主要换热设备包括大温差机组和各区板式换热器，其中大温差机组由发生器、冷凝器、吸收器和蒸发器组成；一次网水系统包括一次网进水、出水管及阀门；二次网水系统主要包括二次网各区供水、回水管、水泵及阀门。该系统通过各阀门和各区二次网水泵的调节作用，使一次网水和二次网水在大温差机组中的发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器及各区板式换热器中进行换热，可实现多区域不同供热压力的大温差联合供热。

Description

一种不同供热压力的大温差多区域联合供热系统

技术领域

本发明涉及一种不同供热压力的大温差多区域联合供热系统，更具体的说，涉及一种适用于提供不同供热压力换热站的，对不同层高建筑和高层建筑的不同供热区域进行大温差联合供热的系统。

背景技术

随着城市快速发展，供热面积迅速增长，集中供热问题刻不容缓。部分地区管网输送出现瓶颈，同时也伴随着节能减排的压力增大。在保护环境的前提下,多地控制锅炉房建设,控制燃煤电厂建设,并逐渐取缔分散的小型锅炉。现有的路由管网配合小区换热站常规换热器已不能满足现在的发展状况。

现有换热站大多数仍为常规的水--水板式换热器作为小区用户端的热交换设备，供热水温度及供回水温差受常规换热器端差的限制，热量输送能力在一定范围内被限制，且一次网回水温度仍然很高。

为保证换热的效果，一次网水泵需要较大的流量及扬程，进而造成电耗增高。由于回水温较高，所以要保障管网具有一定的保温等级，即便如此，仍有大部分热量散失，导致资源浪费，热源厂运营成本增高。

为适应发展，解决供热热源紧缺问题，多地区换热站陆续开始对站内常规板式换热器进行改造替换，替换成基于吸收式换热的大温差供热系统。实现了由以往小温差大流量供热变为大温差小流量供热。

当前的小流量大温差供热系统，基本可以解决管网输送瓶颈的弊端，但在单个换热站对多区域进行大温差供热时，由于各区域供热建筑层高不同，或者高层建筑的高区和低区供热高度相差较大，造成的各区供热压力不同，现有的供热系统仍然无法实现多区域不同压力的大温差联合供热，而以现有技术对换热站进行改造则会增加大量的成本。

发明内容

本发明的目的在于为换热站提供一种不同供热压力的大温差多区域联合供热系统，该系统安装于原有换热系统的一次网与二次网之间，通过调节热网水与吸收式换热的大温差机组的各组成部分以及各分区板式换热器之间的换热过程，分别匹配多区域不同的供热压力，从而达到多区域不同压力的大温差联合供热的目的，且可大幅减小一次网水流量，并使其温度梯级下降至20℃。整个系统结构简单，运行可靠，效果稳定，能耗小，价格低廉。

为实现上述目的，本发明所述的不同供热压力的大温差多区域联合供热系统包括主要换热设备、一次网水系统和二次网水系统三部分，主要换热设备包括大温差机组、第一区板式换热器、第二区板式换热器、第三区板式换热器及虚线框内重复部分的板式换热器，其中大温差机组由发生器、冷凝器、吸收器和蒸发器组成；一次网水系统包括一次网进水管、一次网出水管、一次网管道末端、第一阀门、第二阀门、第三发阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门、第十一阀门、第十二阀门、第十三阀门、第十四阀门、第十五阀门及虚线框内重复部分的阀门；二次网水系统主要包括二次网第一区回水管、二次网第一区供水管、二次网第一区水泵、二次网第二区回水管、二次网第二区供水管、二次网第二区水泵、二次网第三区回水管、二次网第三区供水管、二次网第三区水泵、第十六阀门、第十七阀门、第十八阀门、第十九阀门、第二十阀门、虚线框内重复部分的二次网供水管、二次网回水管、二次网水泵及阀门。

一次网进水管的一端分别与第一阀门的入口和第五阀门的入口连接，第一阀门的出口与大温差机组内的发生器的一次网入水口连接，发生器的一次网出水口与第二阀门的入口连接；第二阀门的出口分别与第六阀门的入口和第五阀门的出口连接；第六阀门的垂直出口与第七阀门的入口连接，第七阀门的出口与第一区板式换热器的一次网入水口连接，第一区板式换热器的一次网出水口与第十三阀门的垂直入口连接；第六阀门的水平出口与第八阀门的入口连接，第八阀门的垂直出口与第九阀门的入口连接，第九阀门的出口与第二区板式换热器的一次网入水口连接，第二区板式换热器的一次网出水口与第十四阀门的垂直入口连接；第八阀门的水平出口与第十阀门的入口连接，第十阀门的垂直出口与第十一阀门的入口连接，第十一阀门的出口与第三区板式换热器的一次网入水口连接，第三区板式换热器的一次网出水口与第十五阀门的垂直入口连接；第十阀门的水平出口与虚线框内重复部分的后续阀门及板式换热器连接，依此类推并最终连接至一次网管道末端的入口；一次网管道末端的出口与虚线框内重复部分三通阀门的水平入口连接，此三通阀门的出口与虚线框内重复部分的后续三通阀门水平入口连接，依此类推，再与第十五阀门的水平入口连接；第十五阀门的出口与第十四阀门的水平入口连接，第十四阀门的出口与第十三阀门的水平入口连接，第十三阀门的出口分别与第四阀门的入口和第十二阀门的入口连接；第四阀门的出口与大温差机组内蒸发器的一次网入水口连接，蒸发器的一次网出水口与第三阀门的入口连接，第三阀门的出口分别与第十二阀门的出口和一次网出水管的一端连接。

二次网第一区回水管的一端与二次网第一区水泵入水口连接，二次网第一区水泵出水口分别与第十六阀门的入口和第十八阀门的入口连接；第十六阀门的出口与大温差机组内的吸收器的二次网入水口连接，吸收器的二次网出水口与大温差机组内的冷凝器的二次网入水口连接，冷凝器的二次网出水口与第十七阀门的入口连接；第十七阀门的出口分别与第十八阀门的出口和第一区板式换热器的二次网入水口连接，第一区板式换热器的二次网出水口与二次网第一区供水管的一端连接。二次网第二区回水管的一端与二次网第二区水泵入水口连接，二次网第二区水泵出水口与第十九阀门的入口连接，第十九阀门的出口与第二区板式换热器的二次网入水口连接，第二区板式换热器的二次网出水口与二次网第二区供水管的一端连接。二次网第三区回水管的一端与二次网第三区水泵入水口连接，二次网第三区水泵出水口与第二十阀门的入口连接，第二十阀门的出口与第三区板式换热器的二次网入水口连接，第三区板式换热器的二次网出水口与二次网第三区供水管的一端连接。虚线框内重复部分的二次网回水管的一端与二次网水泵入水口连接，二次网水泵出水口与阀门的入口连接，阀门的出口与板式换热器的二次网入水口连接，板式换热器的二次网出水口与二次网供水管的一端连接。

本发明具有如下优点：本发明所述的不同供热压力的大温差多区域联合供热系统与传统技术相比，该系统可将一次网回水温度降低至20℃左右，可为供热首站回收余热提供便利条件，一次网供回水温差由原来的60℃提升至110℃，增加既有管网输配能力80%以上，在热源充足的条件下，换热站可承担更多供暖面积，减小热网水流量，降低循环泵能耗和系统运行费用；避免对因管径限制问题而进行的老旧管网改造，减小新建大型热网的管径，大幅降低管网投资；该系统可对不同层高的建筑和高层建筑的不同供热区域提供不同的供热压力并进行大温差联合供热。

附图说明

图1 是本发明所述的不同供热压力的大温差多区域联合供热系统的结构示意图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明所述的不同供热压力的大温差多区域联合供热系统包括主要换热设备、一次网水系统和二次网水系统三部分，主要换热设备包括大温差机组B、第一区板式换热器Ⅰ、第二区板式换热器Ⅱ、第三区板式换热器Ⅲ及虚线框内重复部分的板式换热器N，其中大温差机组B由发生器G、冷凝器C、吸收器A和蒸发器E组成；一次网水系统包括一次网进水管a、一次网出水管b、一次网管道末端w、第一阀门1、第二阀门2、第三发阀门3、第四阀门4、第五阀门5、第六阀门6、第七阀门7、第八阀门8、第九阀门9、第十阀门10、第十一阀门11、第十二阀门12、第十三阀门13、第十四阀门14、第十五阀门15及虚线框内重复部分的第阀门m、阀门n和阀门s；二次网水系统主要包括二次网第一区回水管e、二次网第一区供水管f、二次网第一区水泵P1、二次网第二区回水管g、二次网第二区供水管h、二次网第二区水泵P2、二次网第三区回水管j、二次网第三区供水管k、二次网第三区水泵P3、第十六阀门16、第十七阀门17、第十八阀门18、第十九阀门19、第二十阀门20、虚线框内重复部分的二次网回水管x、二次网供水管y、二次网水泵Pi及阀门z。

一次网进水管a的一端分别与第一阀门1的入口和第五阀门5的入口连接，第一阀门1的出口与大温差机组B内的发生器G的一次网入水口连接，发生器G的一次网出水口与第二阀门2的入口连接；第二阀门2的出口分别与第六阀门6的入口和第五阀门5的出口连接；第六阀门6的垂直出口与第七阀门7的入口连接，第七阀门7的出口与第一区板式换热器Ⅰ的一次网入水口连接，第一区板式换热器Ⅰ的一次网出水口与第十三阀门13的垂直入口连接；第六阀门6的水平出口与第八阀门8的入口连接，第八阀门8的垂直出口与第九阀门9的入口连接，第九阀门9的出口与第二区板式换热器Ⅱ的一次网入水口连接，第二区板式换热器Ⅱ的一次网出水口与第十四阀门14的垂直入口连接；第八阀门8的水平出口与第十阀门10的入口连接，第十阀门10的垂直出口与第十一阀门11的入口连接，第十一阀门11的出口与第三区板式换热器Ⅲ的一次网入水口连接，第三区板式换热器Ⅲ的一次网出水口与第十五阀门15的垂直入口连接；第十阀门10的水平出口与虚线框内重复部分的后续阀门m、阀门n及板式换热器N连接，依此类推并最终连接至一次网管道末端w的入口；一次网管道末端w的出口与虚线框内重复部分三通阀门s的水平入口连接，此三通阀门s的出口与虚线框内重复部分的后续三通阀门水平入口连接，依此类推，再与第十五阀门15的水平入口连接；第十五阀门15的出口与第十四阀门14的水平入口连接，第十四阀14门的出口与与第十三阀门13的水平入口连接，第十三阀门13的出口分别与第四阀门4的入口和第十二阀门12的入口连接；第四阀门4的出口与大温差机组B内蒸发器E的一次网入水口连接，蒸发器E的一次网出水口与第三阀门3的入口连接，第三阀门3的出口分别与第十二阀门12的出口和一次网出水管b的一端连接。

二次网第一区回水管e的一端与二次网第一区水泵P1入水口连接，二次网第一区水泵P1出水口分别与第十六阀门16的入口和第十八阀门18的入口连接；第十六阀门16的出口与大温差机组B内的吸收器A的二次网入水口连接，吸收器A的二次网出水口与大温差机组B内的冷凝器C的二次网入水口连接，冷凝器C的二次网出水口与第十七阀门17的入口连接；第十七阀门17的出口分别与第十八阀门18的出口和第一区板式换热器Ⅰ的二次网入水口连接，第一区板式换热器Ⅰ的二次网出水口与二次网第一区供水管f的一端连接。二次网第二区回水管g的一端与二次网第二区水泵P2入水口连接，二次网第二区水泵P2出水口与第十九阀门19的入口连接，第十九阀门19的出口与第二区板式换热器Ⅱ的二次网入水口连接，第二区板式换热器Ⅱ的二次网出水口与二次网第二区供水管h的一端连接。二次网第三区回水管j的一端与二次网第三区水泵P3入水口连接，二次网第三区水泵P3出水口与第二十阀门20的入口连接，第二十阀门20的出口与第三区板式换热器Ⅲ的二次网入水口连接，第三区板式换热器Ⅲ的二次网出水口与二次网第三区供水管k的一端连接。虚线框内重复部分的二次网回水管x的一端与二次网水泵Pi入水口连接，二次网水泵Pi出水口与阀门z的入口连接，阀门z的出口与板式换热器N的二次网入水口连接，板式换热器N的二次网出水口与二次网供水管y的一端连接。

本发明所述的不同供热压力的大温差多区域联合供热系统安装于换热站内的一次网与二次网之间，以一次网高温供水作为大温差机组的驱动热源。该系统通过大温差机组中的发生器、冷凝器、蒸发器、吸收器，各区板式换热器、各二次网水泵以及阀门的调节，可实现各区域不同供热压力的大温差联合供热。具体来说，本发明所述的不同供热压力的大温差多区域联合供热系统能够实现正常工况下多区域大温差供热和故障工况下的常规供热。常规供热模式只在大温差机组故障或检修时开启，待机组排除故障或检修完毕后，立即恢复至大温差供热模式，如此既能减小对供热的影响，又能及时排查故障和检修。下面分别对该系统的大温差供热和常规供热的流程进行详细说明。

大温差供热流程：

该系统处于大温差供热工况时，首先，需开启第一阀门1、第二阀门2、第三发阀门3、第四阀门4、第六阀门6、第七阀门7、第八阀门8、第九阀门9、第十阀门10、第十一阀门11、第十三阀门13、第十四阀门14、第十五阀门15、第十六阀门16、第十七阀门17、第十九阀门19、第二十阀门20、阀门m、阀门n、阀门s，关闭第五阀门5、第十二阀门12、第十八阀门18。

作为大温差机组B的驱动热源，从一次网进水管a出来的高温一次网水进入发生器G进行驱动换热，首次换热降温后的一次网水分别进入第一区板式换热器Ⅰ、第二区板式换热器Ⅱ、第三区板式换热器Ⅲ以及后续各区板式换热器，加热各区二次网回水，二次换热降温后的一次网水经汇总后进入蒸发器E并与其内部的冷媒进行热交换，经过第三次换热降温后，一次网水通过一次网出水管b流出。

二次网第一区回水管e内的二次网第一区回水经过二次网第一区水泵P1的增压作用，依次进入大温差机组B的吸收器A和冷凝器C中分别与冷媒进行换热，被加热的第一区二次网水进入第一区板式换热器Ⅰ中，并与其中的一次网水进行换热，升温后的二次网第一区热水通过二次网第一区供水管f输出供热；经过二次网第二区水泵P2的增压作用，二次网第二区回水管g内的二次网第二区回水在第二区板式换热器Ⅱ中同一次网水进行换热，升温后的二次网第二区热水通过二次网第二区供水管h进行输出供热；经过二次网第三区水泵P3的增压作用，二次网第三区回水管j内的二次网第三区回水在第三区板式换热器Ⅲ中同一次网水进行换热，升温后的二次网第三区热水通过二次网第三区供水管k进行输出供热；依此类推，后续各区的二次网回水均通过对应各区板式换热器换热升温后供出。

常规供热流程：

当大温差机组B检修或出现故障时，可通过调节阀门使一次网水和各区二次网水仅分别进入对应的各区换热器中进行换热，而不进入处于故障或检修状态的大温差机组B。首先，打开第五阀门5、第六阀门6、第七阀门7、第八阀门8、第九阀门9、第十阀门10、第十一阀门11、第十二阀门12、第十三阀门13、第十四阀门14、第十五阀门15、第十八阀门18、第十九阀门19、第二十阀门20、阀门m、阀门n、阀门s，关闭第一阀门1、第二阀门2、第三发阀门3、第四阀门4、第十六阀门16、第十七阀门17。

从一次网进水管a出来的一次网高温热水分别进入各区板式换热器中，分别同各区二次网回水进行换热，流经各区板式换热器后被降温的一次网水汇总至一次网出水管b流出，二次网各区回水流经对应的各区板式换热器被一次网水加热升温，升温后的各区二次网水通过对应的各区二次网供水管供出。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种不同供热压力的大温差多区域联合供热系统，其特征在于，所述不同供热压力的大温差多区域联合供热系统包括主要换热设备、一次网水系统和二次网水系统三部分，主要换热设备包括大温差机组、第一区板式换热器、第二区板式换热器、第三区板式换热器及虚线框内重复部分的板式换热器，其中大温差机组由发生器、冷凝器、吸收器和蒸发器组成；一次网水系统包括一次网进水管、一次网出水管、一次网管道末端、第一阀门、第二阀门、第三发阀门、第四阀门、第五阀门、第六阀门、第七阀门、第八阀门、第九阀门、第十阀门、第十一阀门、第十二阀门、第十三阀门、第十四阀门、第十五阀门及虚线框内重复部分的阀门；二次网水系统主要包括二次网第一区回水管、二次网第一区供水管、二次网第一区水泵、二次网第二区回水管、二次网第二区供水管、二次网第二区水泵、二次网第三区回水管、二次网第三区供水管、二次网第三区水泵、第十六阀门、第十七阀门、第十八阀门、第十九阀门、第二十阀门、虚线框内重复部分的二次网供水管、二次网回水管、二次网水泵及阀门。

2.一次网进水管的一端分别与第一阀门的入口和第五阀门的入口连接，第一阀门的出口与大温差机组内的发生器的一次网入水口连接，发生器的一次网出水口与第二阀门的入口连接；第二阀门的出口分别与第六阀门的入口和第五阀门的出口连接；第六阀门的垂直出口与第七阀门的入口连接，第七阀门的出口与第一区板式换热器的一次网入水口连接，第一区板式换热器的一次网出水口与第十三阀门的垂直入口连接；第六阀门的水平出口与第八阀门的入口连接，第八阀门的垂直出口与第九阀门的入口连接，第九阀门的出口与第二区板式换热器的一次网入水口连接，第二区板式换热器的一次网出水口与第十四阀门的垂直入口连接；第八阀门的水平出口与第十阀门的入口连接，第十阀门的垂直出口与第十一阀门的入口连接，第十一阀门的出口与第三区板式换热器的一次网入水口连接，第三区板式换热器的一次网出水口与第十五阀门的垂直入口连接；第十阀门的水平出口与虚线框内重复部分的后续阀门及板式换热器连接，依此类推并最终连接至一次网管道末端的入口；一次网管道末端的出口与虚线框内重复部分三通阀门的水平入口连接，此三通阀门的出口与虚线框内重复部分的后续三通阀门水平入口连接，依此类推，再与第十五阀门的水平入口连接；第十五阀门的出口与第十四阀门的水平入口连接，第十四阀门的出口与第十三阀门的水平入口连接，第十三阀门的出口分别与第四阀门的入口和第十二阀门的入口连接；第四阀门的出口与大温差机组内蒸发器的一次网入水口连接，蒸发器的一次网出水口与第三阀门的入口连接，第三阀门的出口分别与第十二阀门的出口和一次网出水管的一端连接。

3.如权利要求1所述的不同供热压力的大温差多区域联合供热系统，其特征在于，所述二次网第一区回水管的一端与二次网第一区水泵入水口连接，二次网第一区水泵出水口分别与第十六阀门的入口和第十八阀门的入口连接；第十六阀门的出口与大温差机组内的吸收器的二次网入水口连接，吸收器的二次网出水口与大温差机组内的冷凝器的二次网入水口连接，冷凝器的二次网出水口与第十七阀门的入口连接；第十七阀门的出口分别与第十八阀门的出口和第一区板式换热器的二次网入水口连接，第一区板式换热器的二次网出水口与二次网第一区供水管的一端连接。

4.如权利要求1所述的不同供热压力的大温差多区域联合供热系统，其特征在于，二次网第二区回水管的一端与二次网第二区水泵入水口连接，二次网第二区水泵出水口与第十九阀门的入口连接，第十九阀门的出口与第二区板式换热器的二次网入水口连接，第二区板式换热器的二次网出水口与二次网第二区供水管的一端连接。

5.如权利要求1所述的不同供热压力的大温差多区域联合供热系统，其特征在于，二次网第三区回水管的一端与二次网第三区水泵入水口连接，二次网第三区水泵出水口与第二十阀门的入口连接，第二十阀门的出口与第三区板式换热器的二次网入水口连接，第三区板式换热器的二次网出水口与二次网第三区供水管的一端连接。

6.如权利要求1所述的不同供热压力的大温差多区域联合供热系统，其特征在于，虚线框内重复部分的二次网回水管的一端与二次网水泵入水口连接，二次网水泵出水口与阀门的入口连接，阀门的出口与板式换热器的二次网入水口连接，板式换热器的二次网出水口与二次网供水管的一端连接。