CN110030768B - 工业废热驱动的区域供热供冷系统及供热供冷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于暖通空调技术领域的一种工业废热驱动的区域供热供冷系统及供热供冷方法。该区域供热供冷系统由双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、水‑水换热器、溶液再生器、溶液回热器、储液罐、溶液冷却器、冷却塔、蓄冷装置、电压缩式制冷机、阀门、循环泵及各管路系统连接构成；其中，连接管路系统分为驱动热源管路系统、冷冻水管路系统，冷却水管路系统、二次网水管路系统和除湿溶液管路系统。本发明所述系统通过不同阀门的切换，可实现工业废热驱动的区域供热供冷高效运行,充分利用工业废热，降低夏季空调系统电力负荷需求，实现节能减排，宜用于负荷密度大、负荷率高的场所。

Description

工业废热驱动的区域供热供冷系统及供热供冷方法

技术领域

本发明属于暖通空调技术领域，特别涉及一种工业废热驱动的区域供热供冷系统及供热供冷方法。

背景技术

中国城镇化建设的快速推进和工业化快速发展造成社会总能耗逐年剧增，并由此带来了严重的环境污染。区域供热供冷技术是一种高效的能源利用技术，可望用于解决现有能源供需矛盾。高效回收中低温工业废热用于区域供热供冷，可有效提高能源综合利用效率。这不仅有助于降低冬季供热的化石能源消耗，提升冬季大气环境质量；而且还可以有效削减夏季空调制冷用电负荷峰值，保障夏季电网运行稳定性，解决能源供需之间的矛盾。

发明内容

本发明的目的是提供一种工业废热驱动的区域供热供冷系统及供热供冷方法，该区域供热供冷系统由双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、水-水换热器、溶液再生器、溶液回热器、储液罐、溶液冷却器、冷却塔、蓄冰装置、电压缩式制冷机、阀门、循环泵及各管路系统连接构成；其中，连接管路系统分为驱动热源管路系统、冷冻水管路系统，冷却水管路系统、二次网水管路系统和除湿溶液管路系统；所述蓄冷装置和电压缩式制冷机用于夜间蓄冷，所述蓄冷装置为水蓄冷或冰蓄冷；所述工业废热驱动的区域供热供冷系统中双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、水-水换热器、溶液再生器、冷却塔、电压缩式制冷机、蓄冷装置、储液罐均可根据负荷需求和外部气象条件实现串联或并联，或串并联多个运行方式。

所述驱动热源管路系统：驱动热源管路系统的驱动热源为中低温工业废热；驱动热源供水干管经V18阀门与双效吸收式热泵发生器入口连接，经V17阀门与单效吸收式热泵发生器入口连接；双效吸收式热泵发生器出口与单效吸收式热泵发生器入口连接；单效吸收式热泵发生器出口经V16阀门与溶液再生器入口连接；同时经V9阀门与水-水换热器换热管入口连接，水-水换热器换热管出口与单效吸收式热泵冷冻水管入口连接，单效吸收式热泵冷冻水出口一路与溶液再生器废热出口和驱动热源回水干管连接，另一路与双效吸收式热泵的冷冻水出口、电压缩制冷机冷却水入口、蓄冷装置的冷冻水入口连接。

所述冷冻水管路系统：冷冻水供水干管经V4阀门、V2阀门与电动压缩式制冷机冷凝器冷却水出口连接，经V4阀门、V1阀门与蓄冷装置的冷冻水出口连接；电动压缩式制冷机与蓄冷装置连接；冷冻水回水干管经V5阀门分别经V3阀门与V4阀门连接、经循环泵分别与双效吸收式热泵蒸发器冷冻水入口连接，经V7阀门与单效吸收式热泵蒸发器冷冻水入口连接；电压缩式制冷机冷却水入口、蓄冷装置冷冻水入口同时与双效吸收式热泵和单效吸收式热泵蒸发器冷冻水出口连接。

所述冷却水管路及二次网水管路系统：冷却塔的冷却水出口通过冷却水循环泵经V12阀门分别与双效吸收式热泵的冷却水入口、单效吸收式热泵的冷却水入口、水-水换热器的二次网供水入口连接；再经V11阀门与溶液冷却器的冷却水入口连接，再经V15阀门与二次网供水干管连接；冷却塔的冷却水回水经V13阀门、V10阀门与溶液冷却器的冷却水出口连接；冷却塔的冷却水回水经V13阀门、V14阀门与与二次网回水干管连接；双效吸收式热泵的冷却水出口与V20阀门、V19阀门和双效吸收式热泵的冷却水入口串联；V20阀门和V19阀门的公共节点同时连接单效吸收式热泵的冷却水出口、V21阀门的一端、V10阀门和V13阀门的公共节点，然后V14阀门与与二次网回水干管连接；V21阀门的另一端与水-水换热器吸收管的出口连接。

所述除湿溶液管路系统：溶液回液干管经V24阀门、溶液回热器的稀溶液出口与溶液再生器的稀溶液入口连接，经V24阀门与储液罐入口连接；V26阀门和溶液循环泵节点；V26阀门与溶液冷却器的溶液入口连接，溶液循环泵同时与V22阀门和溶液回热器连接，V22阀门与储液罐溶液出口连接；溶液再生器浓溶液出口和溶液回热器浓溶液入口连接；溶液冷却器与溶液供液干管连接，其中溶液再生器用于制取除湿浓溶液以实现独立处理湿负荷，实现温湿度独立控制。

所述的溶液再生器为内冷型溶液再生器或绝热型溶液再生器。

所述双效吸收式热泵、单效吸收式热泵的工质对为水—溴化锂或氨-水；除湿溶液再生器的工质为氯化锂溶液、溴化锂溶液或氯化钙溶液；所述电动压缩式制冷机工质为R22或R134a。

所述溶液回热器为溶液—溶液换热器；所述溶液冷却器为溶液—水换热器。

所述工业废热驱动的区域供热供冷系统的供热供冷方法，其特征在于，该系统的供热供冷分为冬夏季两种运行方式，每种运行方式根据管网运行压力特点，循环泵设置在能源站的入口管线，或设置在能源站的出口管线上；具体工艺流程为：

(一)夏季运行方式的工艺流程为：

驱动热源管路系统：V17阀门、V19阀门、V9阀门关闭，V16阀门、V18阀门打开，废热供水经V18阀门进入双效吸收式热泵放热降温后进入单效吸收式热泵放热降温，二次降温后的废热循环水进入溶液再生器再次降温后作为废热回水返回；

冷却水管路系统：V19阀门、V21阀门、V14阀门、V15阀门关闭，V10阀门、V11阀门、V12阀门、V13阀门、V20阀门打开，从冷却塔出来的冷却水供水经V12阀门分别进入双效吸收式热泵和单效吸收式热泵吸热升温后返回冷却塔，经V12阀门、V11阀门进入溶液冷却器吸热升温后返回冷却塔；

冷冻水管路系统和除湿溶液管路系统有两种运行模式：

(1)夜间蓄冷模式

冷冻水管路系统：V1阀门、V4阀门、V5阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V2阀门、V3阀门、V6阀门、V7阀门打开，冷冻水在双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、电动压缩式制冷机之间循环，从双效吸收式热泵和单效吸收式热泵出来的冷冻水作为电动压缩式制冷机的冷却水从而制出更低温度的冷媒(如乙二醇溶液)进入蓄冷装置进行蓄冷；

除湿溶液管路系统：V24阀门、V26阀门关闭，V22阀门打开。从储液罐中储存的稀溶液在溶液再生器再生为浓溶液后进入储液罐中储存；

(2)白天制冷模式

冷冻水管路系统：V2阀门、V3阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V1阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门打开，冷冻水回水经V5阀门后分别进入双效吸收式热泵和单效吸收式热泵放热降温后进入蓄冷装置再次放热降温，经过二次降温后的冷冻水作为冷冻水供水。

除湿溶液管路系统：V22阀门、V24阀门、V26阀门打开，储液罐与溶液再生器联合运行；

(二)冬季运行方式的工艺流程为：

驱动热源管路系统：V16阀门、V18阀门、V6阀门、V7阀门关闭，V8阀门、V9阀门、V17阀门打开。废热供水经V17阀门进入单效吸收式热泵的发生器放热降温后进入水水换热器放热降温，二次降温后的废热循环水进入单效吸收式热泵的蒸发器再次降温后作为废热回水返回；

二次水管路系统：V10阀门、V11阀门、V12阀门、V13阀门、V19阀门、V20阀门关闭，V14阀门、V15阀门、V21阀门打开。二次网回水经V14阀门后分为两路：一路依次进入单效吸收式热泵的吸收器和冷凝器逐级吸热升温，另一路通过水-水换热器吸热升温，两路升温后热网水汇合后作为二次热网供水。

所述工业废热驱动的区域供热供冷系统中根据系统工艺流程或现实情况需要，选择不使用溶液再生器处理湿负荷；每种运行方式根据管网运行压力特点，循环泵设置在能源站的入口管线，或设置在能源站的出口管线上。具体工艺流程为：

(一)夏季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V17阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V16阀门、V18阀门打开；废热供水经V18阀门进入双效吸收式热泵放热降温后进入单效吸收式热泵继续放热降温，二次降温后的废热循环水作为废热回水返回；

冷却水管路系统：V14阀门、V15阀门、V19阀门、V21阀门关闭，V12阀门、V13阀门、V20阀门打开，从冷却塔出来的冷却水供水经V12阀门分别进入双效吸收式热泵和单效吸收式热泵吸热升温后返回冷却塔；

冷冻水管路系统有两种运行模式：

(1)夜间蓄冷模式

冷冻水管路系统：V1阀门、V4阀门、V5阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V2阀门、V3阀门、V6阀门、V7阀门打开，冷冻水在双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、电动压缩式制冷机之间循环，从双效吸收式热泵和单效吸收式热泵出来的冷冻水作为电动压缩式制冷机的冷却水从而制出更低温度的冷媒进入蓄冷装置进行蓄冷；更低温度的冷媒为乙二醇溶液。

(2)白天制冷模式

冷冻水管路系统：V2阀门、V3阀门关闭，V1阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门打开，冷冻水回水经V5阀门、水泵后分别进入双效吸收式热泵和单效吸收式热泵的蒸发器放热降温后进入蓄冷装置再次放热降温，经过二次降温后的冷冻水作为冷冻水供水；

(二)冬季运行方式的工艺流程为：

驱动热源管路系统：V16阀门、V18阀门、V6阀门、V7阀门关闭，V8阀门、V9阀门、V17阀门打开，废热供水经V17阀门进入单效吸收式热泵的发生器放热降温后进入水水换热器进一步放热降温，二次降温后的废热循环水进入单效吸收式热泵的蒸发器再次降温后作为废热回水返回；

二次水管路系统：V10阀门、V11阀门、V12阀门、V13阀门、V19阀门、V20阀门关闭，V14阀门、V15阀门、V21阀门打开。二次网回水经V14阀门后分为两路：一路依次进入单效吸收式热泵的吸收器和冷凝器逐级吸热升温，另一路通过水-水换热器吸热升温，两路升温后热网水汇合后作为二次热网供水；

所述工业废热驱动的区域供热供冷系统根据系统工艺流程或现实情况需要，选择不使用溶液再生器、单效吸收式热泵；每种运行方式根据管网运行压力特点，循环泵设置在能源站的入口管线，或设置在能源站的出口管线上；具体工艺流程为：

(一)夏季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V8阀门、V9阀门、V17阀门关闭，V16阀门、V18阀门打开。废热供水经V18阀门进入双效吸收式热泵放热降温后作为废热回水返回。

冷却水管路系统：V14阀门、V15阀门、V19阀门、V21阀门关闭，V12阀门、V13阀门、V20阀门打开，从冷却塔出来的冷却水供水经V12阀门进入双效吸收式热泵吸热升温后返回冷却塔；

冷冻水管路系统有两种运行模式：

(1)夜间蓄冷模式

冷冻水管路系统：V1阀门、V4阀门、V5阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V2阀门、V3阀门、V6阀门、V7阀门打开，冷冻水在双效吸收式热泵和电动压缩式制冷机之间循环；从双效吸收式热泵出来的冷冻水作为电动压缩式制冷机的冷却水从而制出更低温度的冷冻水进入蓄冷装置进行蓄冷；

(2)白天制冷模式

冷冻水管路系统：V2阀门、V3阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V1阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门打开。冷冻水回水经V4阀门后进入双效吸收式热泵放热降温后进入蓄冷装置再次放热降温，经过二次降温后的冷冻水作为冷冻水供水；

(二)冬季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V12阀门、V13阀门、V16阀门、V18阀门关闭，V8阀门、V9阀门、V17阀门打开，废热供水经V17阀门进入水-水换热器放热降温后作为废热回水返回；

二次水管路系统：V12阀门、V13阀门、阀门V19、阀门V20关闭，V8阀门、V9阀门、阀门V14、阀门V15、阀门V21打开二次网回水经阀门V14后通过水-水换热器吸热升温后作为二次热网供水。

所述工业废热驱动的区域供热供冷系统中根据系统工艺流程或现实情况需要，选择不使用溶液再生器、单效吸收式热泵和夜间不蓄冷；每种运行方式根据管网运行压力特点，循环泵可以设计在能源站的入口管线，也可设计在能源站的出口管线上。具体工艺流程为：

(一)夏季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V8阀门、V9阀门、V17阀门关闭，V16阀门、V18阀门打开。废热供水经V18阀门进入双效吸收式热泵放热降温后作为废热回水返回。

冷却水管路系统：V14阀门、V15阀门、V19阀门、V21阀门关闭，V12阀门、V13阀门、V20阀门打开，从冷却塔出来的冷却水供水经V12阀门进入双效吸收式热泵吸热升温后返回冷却塔；

冷冻水管路系统：V2阀门、V3阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V1阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门打开。冷冻水回水经V4阀门后进入双效吸收式热泵放热降温后进入蓄冷装置再次放热降温，经过二次降温后的冷冻水作为冷冻水供水；

(二)冬季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V12阀门、V13阀门、V16阀门、V18阀门关闭，V8阀门、V9阀门、V17阀门打开，废热供水经V17阀门进入水-水换热器放热降温后作为废热回水返回；

二次水管路系统：V12阀门、V13阀门、阀门V19、阀门V20关闭，V8阀门、V9阀门、阀门V14、阀门V15、阀门V21打开二次网回水经阀门V14后通过水-水换热器吸热升温后作为二次热网供水。

本发明的有益效果是本区域供热供冷系统通过不同阀门和设备之间的切换，可实现制冷、供热不同运行方式；工业废热驱动的区域供热供冷系统可充分工业废热，实现废热资源化，提高能源的综合利用，降低成本，宜用于高负荷密度的建筑或建筑群。在制冷季通过回收工业废热可以减少电力消耗；在供热季通过回收工业废热减少化石燃料的燃烧。

附图说明

图1为实施例1工业废热驱动的区域供热供冷系统的结构示意图。

图2为实施例2工业废热驱动的区域供热供冷系统的连接方式示意图。

图3为实施例3工业废热驱动的区域供热供冷系统的连接方式示意图。

具体实施方式

本发明提供一种工业废热驱动的区域供热供冷系统及供热供冷方法，该区域供热供冷系统由双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、水-水换热器、溶液再生器、溶液回热器、储液罐、溶液冷却器、冷却塔、蓄冷装置、电压缩式制冷机、阀门、循环泵及各管路系统连接构成；下面将结合附图和实施例对本发明进行更加详细的描述。

图1所示为实施例1工业废热驱动的区域供热供冷系统的结构示意图。其中，连接管路系统分为驱动热源管路系统、冷冻水管路系统，冷却水管路系统、二次网水管路系统和除湿溶液管路系统：

所述驱动热源管路系统：驱动热源管路系统的驱动热源为中低温工业废热；驱动热源供水干管经V18阀门与双效吸收式热泵发生器入口连接，经V17阀门与单效吸收式热泵发生器入口连接；双效吸收式热泵发生器出口与单效吸收式热泵发生器入口连接；单效吸收式热泵发生器出口经V16阀门与溶液再生器入口连接；同时经V9阀门与水-水换热器换热管入口连接，水-水换热器换热管出口一路与驱动热源回水干管连接；另一路与单效吸收式热泵冷冻水管入口连接，驱动热源回水干管与溶液再生器废热出口连接。

所述冷冻水管路系统：冷冻水供水干管经V4阀门、V2阀门与电动压缩式制冷机冷凝器冷却水出口连接，经V4阀门、V1阀门与蓄冷装置的冷冻水出口连接；电动压缩式制冷机与蓄冷装置连接；冷冻水回水干管经V5阀门分别经V3阀门与V4阀门连接、经循环泵分别与双效吸收式热泵蒸发器冷冻水入口连接，经V7阀门与单效吸收式热泵蒸发器冷冻水入口连接；电压缩式制冷机出口、蓄冷装置出口同时与双效吸收式热泵蒸发器冷冻水出口连接。

所述冷却水管路及二次网水管路系统：冷却塔的冷却水出口通过冷却水循环泵经V12阀门分别与双效吸收式热泵的吸收器、单效吸收式热泵的吸收器、水-水换热器吸收管的入口连接；再经V11阀门与溶液冷却器的冷却水入口连接，再经V15阀门与二次网供水干管连接；冷却塔的冷却水回水经V13阀门、V10阀门与溶液冷却器的冷却水出口连接；冷却塔的冷却水回水经V13阀门、V14阀门与与二次网回水干管连接；双效吸收式热泵的吸收器的冷却水出口与V20阀门、V19阀门和双效吸收式热泵的吸收器的冷却水入口串联；V20阀门和V19阀门的公共节点同时连接单效吸收式热泵的吸收器的冷却水出口、V21阀门的一端、V10阀门和V13阀门的公共节点，然后V14阀门与与二次网回水干管连接；V21阀门的另一端与水-水换热器吸收管的出口连接。

所述除湿溶液管路系统：溶液回液干管经V24阀门、溶液回热器与溶液再生器的稀溶液入口连接，经V24阀门与储液罐入口连接；V26阀门和溶液循环泵节点连接；V26阀门与溶液冷却器入口连接，溶液循环泵同时与V22阀门和溶液回热器连接，V22阀门与储液罐入口连接；溶液再生器和溶液回热器入口连接；溶液冷却器与溶液供液干管连接，其中溶液再生器用于制取除湿浓溶液以实现独立处理湿负荷，实现温湿度独立控制。所述的溶液再生器为内冷型溶液再生器或绝热型溶液再生器。

下面结合附图1-3及不同实施例进一步详细说明本发明具体结构、工作过程的内容。

实施例1

如图1所示，工业废热驱动的区域供热供冷系统双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、水-水换热器、溶液再生器、冷却塔、电压缩式制冷机、蓄冷装置、储液罐、溶液冷却器、冷却塔、蓄冷装置、阀门、循环泵及连接管路构成；其中，连接管路系统分为驱动热源管路系统、冷冻水管路系统，冷却水管路系统、二次水管路系统和除湿溶液管路系统；每种运行方式根据管网运行压力特点，循环泵可以设计在能源站的入口管线，也可设计在能源站的出口管线上。

(一)夏季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V17阀门、V19阀门关闭，V16阀门、V18阀门打开。废热供水经V18阀门进入双效吸收式热泵放热降温后进入单效吸收式热泵放热降温，二次降温后的废热循环水进入溶液再生器再次降温后作为废热回水返回。

冷却水管路系统：V19阀门、V21阀门关闭，V10阀门、V11阀门、V12阀门、V13阀门、V20阀门打开。从冷却塔出来的冷却水供水经V12阀门分别进入双效吸收式热泵和单效吸收式热泵吸热升温后返回冷却塔，经V12阀门、V11阀门进入溶液冷却器吸热升温后返回冷却塔。

冷冻水管路系统和除湿溶液管路系统有两种运行模式：

(1)夜间蓄冷模式

冷冻水管路系统：V1阀门、V4阀门、V5阀门关闭，V2阀门、V3阀门、V6阀门、V7阀门打开。冷冻水在双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、电动压缩式制冷机之间循环。从双效吸收式热泵和单效吸收式热泵出来的冷冻水作为电动压缩式制冷机的冷却水从而制出更低温度的冷冻水进入蓄冷装置进行蓄冷。

除湿溶液管路系统：V24阀门关闭，V22阀门打开。从储液罐中储存的稀溶液在溶液再生器再生为浓溶液后进入储液罐中储存。

(2)白天制冷模式

冷冻水管路系统：V2阀门、V3阀门关闭，V1阀门、V4阀门、V5阀门打开。冷冻水回水经V4阀门后分别进入双效吸收式热泵和单效吸收式热泵放热降温后进入蓄冷装置再次放热降温，经过二次降温后的冷冻水作为冷冻水供水。

除湿溶液管路系统：V22阀门、V24阀门打开，储液罐与溶液再生器联合运行。

(二)冬季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V16阀门、V18阀门关闭，V9阀门、V17阀门打开。废热供水经V17阀门进入单效吸收式热泵的发生器放热降温后进入水水换热器放热降温，二次降温后的废热循环水进入单效吸收式热泵的蒸发器再次降温后作为废热回水返回。

二次水管路系统：V10阀门、V11阀门、V19阀门、V20阀门关闭，V14阀门、V15阀门、V21阀门打开。二次网回水经V14阀门后分为两路：一路依次进入单效吸收式热泵的吸收器和冷凝器逐级吸热升温，另一路通过水-水换热器吸热升温，两路升温后热网水汇合后作为二次热网供水。

实施例2

如图2所示，在实施例1公开内容的基础上，选择不使用溶液再生器处理湿负荷。每种运行方式根据管网运行压力特点，循环泵可以设置在能源站的入口管线，也可设置在能源站的出口管线上。

(一)夏季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V17阀门关闭，V16阀门、V18阀门打开。废热供水经V18阀门进入双效吸收式热泵放热降温后进入单效吸收式热泵放热降温，二次降温后的废热循环水作为废热回水返回。

冷却水管路系统：V19阀门、V21阀门关闭，V12阀门、V13阀门、V20阀门打开。从冷却塔出来的冷却水供水经V12阀门分别进入双效吸收式热泵和单效吸收式热泵吸热升温后返回冷却塔。

冷冻水管路系统有两种运行模式：

(1)夜间蓄冷模式

冷冻水管路系统：V1阀门、V4阀门、V5阀门关闭，V2阀门、V3阀门、V6阀门、V7阀门打开。冷冻水在双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、电动压缩式制冷机之间循环。从双效吸收式热泵和单效吸收式热泵出来的冷冻水作为电动压缩式制冷机的冷却水从而制出更低温度的冷冻水进入蓄冷装置进行蓄冷。

(2)白天制冷模式

冷冻水管路系统：V2阀门、V3阀门关闭，V1阀门、V4阀门、V5阀门打开。冷冻水回水经V4阀门后分别进入双效吸收式热泵和单效吸收式热泵放热降温后进入蓄冷装置再次放热降温，经过二次降温后的冷冻水作为冷冻水供水。

(二)冬季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V16阀门、V18阀门关闭，V9阀门、V17阀门打开。废热供水经V17阀门进入单效吸收式热泵的发生器放热降温后进入水水换热器放热降温，二次降温后的废热循环水进入单效吸收式热泵的蒸发器再次降温后作为废热回水返回。

二次水管路系统：V10阀门、V11阀门、V19阀门、V20阀门关闭，V14阀门、V15阀门、V21阀门打开。二次网回水经V14阀门后分为两路：一路依次进入单效吸收式热泵的吸收器和冷凝器逐级吸热升温，另一路通过水-水换热器吸热升温，两路升温后热网水汇合后作为二次热网供水。

实施例3

如图3所示，在实施例1公开内容的基础上，可以根据系统工艺流程或现实情况需要，选择不使用溶液再生器和单效吸收式热泵。每种运行方式根据管网运行压力特点，循环泵可以设置在能源站的入口管线，也可设置在能源站的出口管线上。

(一)夏季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V17阀门关闭，V18阀门打开。废热供水经V18阀门进入双效吸收式热泵放热降温后作为废热回水返回。

冷却水管路系统：V19阀门、V21阀门关闭，V12阀门、V13阀门、V20阀门打开。从冷却塔出来的冷却水供水经V12阀门进入双效吸收式热泵吸热升温后返回冷却塔。

冷冻水管路系统有两种运行模式：

(1)夜间蓄冷模式

冷冻水管路系统：V1阀门、V4阀门、V5阀门关闭，V2阀门、V3阀门、V6阀门、V7阀门打开。冷冻水在双效吸收式热泵和电动压缩式制冷机之间循环。从双效吸收式热泵出来的冷冻水作为电动压缩式制冷机的冷却水，电动压缩式制冷机制出更低温度的冷媒进入蓄冷装置进行蓄冷。

(2)白天制冷模式

冷冻水管路系统：V2阀门、V3阀门关闭，V1阀门、V4阀门、V5阀门打开。冷冻水回水经V4阀门后进入双效吸收式热泵放热降温后再进入蓄冷装置进一步放热降温，经过二次降温后的冷冻水作为冷冻水供水。

(二)冬季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V16阀门、V18阀门关闭，V9阀门、V17阀门打开。废热供水经V17阀门进入水-水换热器放热降温后作为废热回水返回。

二次水管路系统：V19阀门、V20阀门关闭，V14阀门、V15阀门、V21阀门打开。二次网回水经V14阀门后通过水-水换热器吸热升温后作为二次热网供水。

Claims (9)

1.一种工业废热驱动的区域供热供冷系统，其特征在于，该区域供热供冷系统由双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、水-水换热器、溶液再生器、溶液回热器、储液罐、溶液冷却器、冷却塔、蓄冷装置、电压缩式制冷机、阀门、循环泵及各管路系统连接构成；其中，管路系统分为驱动热源管路系统、冷冻水管路系统，冷却水管路系统、二次网水管路系统和除湿溶液管路系统；所述蓄冷装置和电压缩式制冷机用于夜间蓄冷，所述蓄冷装置为水蓄冷或冰蓄冷；所述工业废热驱动的区域供热供冷系统中双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、水-水换热器、溶液再生器、冷却塔、电压缩式制冷机、蓄冷装置、储液罐均根据负荷需求和外部气象条件实现串联或并联，或串并联多个运行方式；

所述驱动热源管路系统：驱动热源管路系统的驱动热源为中低温工业废热；驱动热源供水干管经V18阀门与双效吸收式热泵发生器入口连接，经V17阀门与单效吸收式热泵发生器入口连接；双效吸收式热泵发生器出口与单效吸收式热泵发生器入口连接；单效吸收式热泵发生器出口经V16阀门与溶液再生器入口连接；同时经V9阀门与水-水换热器换热管入口连接，水-水换热器换热管出口与单效吸收式热泵冷冻水入口连接，单效吸收式热泵冷冻水出口一路与溶液再生器废热出口和驱动热源回水干管连接，另一路与双效吸收式热泵的冷冻水出口、电压缩式制冷机冷却水入口、蓄冷装置的冷冻水入口连接；

所述冷冻水管路系统：冷冻水供水干管经V4阀门、V2阀门与电压缩式制冷机冷凝器冷却水出口连接，经V4阀门、V1阀门与蓄冷装置的冷冻水出口连接；电压缩式制冷机与蓄冷装置连接；冷冻水回水干管经V5阀门分别经V3阀门与V4阀门连接、经循环泵分别与双效吸收式热泵蒸发器冷冻水入口连接，经V7阀门与单效吸收式热泵蒸发器冷冻水入口连接；电压缩式制冷机冷却水入口、蓄冷装置冷冻水入口同时与双效吸收式热泵和单效吸收式热泵蒸发器冷冻水出口连接；单效吸收式热泵的蒸发器冷冻水出口经由V6阀门与双效吸收式热泵的蒸发器冷冻水出口、电压缩式制冷机冷却水入口、蓄冷装置冷冻水入口连接，还经由V8阀门与废热回水管线以及溶液再生器的驱动热源出口连接；

所述冷却水管路及二次网水管路系统：冷却塔的冷却水出口通过冷却水循环泵经V12阀门分别与双效吸收式热泵的冷却水入口、单效吸收式热泵的冷却水入口、水-水换热器的二次网循环水入口连接；再经V11阀门与溶液冷却器的冷却水入口连接，再经V15阀门与二次网供水干管连接；冷却塔的冷却水回水经V13阀门、V10阀门与溶液冷却器的冷却水出口连接；冷却塔的冷却水回水经V13阀门、V14阀门与二次网回水干管连接；双效吸收式热泵的冷却水出口与V20阀门、V19阀门和双效吸收式热泵的冷却水入口串联；V20阀门和V19阀门的公共节点同时连接单效吸收式热泵的冷却水出口、V21阀门的一端、V10阀门和V13阀门的公共节点，然后V14阀门与二次网回水干管连接；V21阀门的另一端与水-水换热器的二次网循环水出口连接。

2.根据权利要求1所述工业废热驱动的区域供热供冷系统，其特征在于，所述除湿溶液管路系统：溶液回液干管经V24阀门、溶液回热器的稀溶液出口与溶液再生器的稀溶液入口连接，经V24阀门与储液罐入口连接；V22阀门、V26阀门和溶液循环泵相连接；V26阀门与溶液冷却器的溶液入口连接，溶液循环泵同时与V22阀门和溶液回热器连接，V22阀门与储液罐溶液出口连接；溶液再生器浓溶液出口和溶液回热器浓溶液入口连接；溶液冷却器与溶液供液干管连接，其中溶液再生器用于制取除湿浓溶液以实现独立处理湿负荷，实现温湿度独立控制。

3.根据权利要求1所述工业废热驱动的区域供热供冷系统，其特征在于，所述的溶液再生器为内冷型溶液再生器或绝热型溶液再生器。

4.根据权利要求1所述工业废热驱动的区域供热供冷系统，其特征在于，所述双效吸收式热泵、单效吸收式热泵的工质对为水—溴化锂或氨-水；溶液再生器的工质为氯化锂溶液、溴化锂溶液或氯化钙溶液；所述电压缩式制冷机工质为R22或R134a。

5.根据权利要求1所述工业废热驱动的区域供热供冷系统，其特征在于，所述溶液回热器为溶液—溶液换热器；所述溶液冷却器为溶液—水换热器。

6.一种权利要求1所述工业废热驱动的区域供热供冷系统的供热供冷方法，其特征在于，该系统的供热供冷分为冬夏季两种运行方式，根据管网运行压力特点，能源站的入口管线或出口管线上设置循环泵；具体工艺流程为：

(一)夏季运行方式的工艺流程为：

驱动热源管路系统：V17阀门、V19阀门、V9阀门关闭，V16阀门、V18阀门打开，废热供水经V18阀门进入双效吸收式热泵放热降温后进入单效吸收式热泵放热降温，二次降温后的废热循环水进入溶液再生器再次降温后作为废热回水返回；

冷却水管路系统：V19阀门、V21阀门、V14阀门、V15阀门关闭，V10阀门、V11阀门、V12阀门、V13阀门、V20阀门打开，从冷却塔出来的冷却水供水经V12阀门分别进入双效吸收式热泵和单效吸收式热泵吸热升温后返回冷却塔，经V12阀门、V11阀门进入溶液冷却器吸热升温后返回冷却塔；

冷冻水管路系统和除湿溶液管路系统有两种运行模式：

(1)夜间蓄冷模式

冷冻水管路系统：V1阀门、V4阀门、V5阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V2阀门、V3阀门、V6阀门、V7阀门打开，冷冻水在双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、电压缩式制冷机之间循环，从双效吸收式热泵和单效吸收式热泵出来的冷冻水作为电压缩式制冷机的冷却水从而制出更低温度的冷媒进入蓄冷装置进行蓄冷；其更低温度的冷媒为乙二醇溶液；

除湿溶液管路系统：V24阀门、V26阀门关闭，V22阀门打开，从储液罐中储存的稀溶液在溶液再生器再生为浓溶液后进入储液罐中储存；

(2)白天制冷模式

冷冻水管路系统：V2阀门、V3阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V1阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门打开，冷冻水回水经V5阀门后分别进入双效吸收式热泵和单效吸收式热泵放热降温后进入蓄冷装置再次放热降温，经过二次降温后的冷冻水作为冷冻水供水；

除湿溶液管路系统：V22阀门、V24阀门、V26阀门打开，储液罐与溶液再生器联合运行；

(二)冬季运行方式的工艺流程为：

驱动热源管路系统：V16阀门、V18阀门、V6阀门、V7阀门关闭，V8阀门、V9阀门、V17阀门打开，废热供水经V17阀门进入单效吸收式热泵的发生器放热降温后进入水-水换热器放热降温，二次降温后的废热循环水进入单效吸收式热泵的蒸发器再次降温后作为废热回水返回；

二次水管路系统：V10阀门、V11阀门、V12阀门、V13阀门、V19阀门、V20阀门关闭，V14阀门、V15阀门、V21阀门打开，二次网回水经V14阀门后分为两路：一路依次进入单效吸收式热泵的吸收器和冷凝器逐级吸热升温，另一路通过水-水换热器吸热升温，两路升温后热网水汇合后作为二次热网供水。

7.根据权利要求6所述工业废热驱动的区域供热供冷系统的供热供冷方法，其特征在于，工业废热驱动的区域供热供冷系统中根据系统工艺流程或现实情况需要，选择不使用溶液再生器处理湿负荷；根据管网运行压力特点，能源站的入口管线或出口管线上设置循环泵，具体工艺流程为：

(一)夏季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V17阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V16阀门、V18阀门打开；废热供水经V18阀门进入双效吸收式热泵放热降温后进入单效吸收式热泵继续放热降温，二次降温后的废热循环水作为废热回水返回；

冷却水管路系统：V14阀门、V15阀门、V19阀门、V21阀门关闭，V12阀门、V13阀门、V20阀门打开，从冷却塔出来的冷却水供水经V12阀门分别进入双效吸收式热泵和单效吸收式热泵吸热升温后返回冷却塔；

冷冻水管路系统有两种运行模式：

(1)夜间蓄冷模式

冷冻水管路系统：V1阀门、V4阀门、V5阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V2阀门、V3阀门、V6阀门、V7阀门打开，冷冻水在双效吸收式热泵、单效吸收式热泵、电压缩式制冷机之间循环，从双效吸收式热泵和单效吸收式热泵出来的冷冻水作为电压缩式制冷机的冷却水从而制出更低温度的冷媒进入蓄冷装置进行蓄冷；

(2)白天制冷模式

冷冻水管路系统：V2阀门、V3阀门关闭，V1阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门打开，冷冻水回水经V5阀门、水泵后分别进入双效吸收式热泵和单效吸收式热泵的蒸发器放热降温后进入蓄冷装置再次放热降温，经过二次降温后的冷冻水作为冷冻水供水；

(二)冬季运行方式的工艺流程为：

驱动热源管路系统：V16阀门、V18阀门、V6阀门、V7阀门关闭，V8阀门、V9阀门、V17阀门打开，废热供水经V17阀门进入单效吸收式热泵的发生器放热降温后进入水-水换热器进一步放热降温，二次降温后的废热循环水进入单效吸收式热泵的蒸发器再次降温后作为废热回水返回；

二次水管路系统：V10阀门、V11阀门、V12阀门、V13阀门、V19阀门、V20阀门关闭，V14阀门、V15阀门、V21阀门打开，二次网回水经V14阀门后分为两路：一路依次进入单效吸收式热泵的吸收器和冷凝器逐级吸热升温，另一路通过水-水换热器吸热升温，两路升温后热网水汇合后作为二次热网供水。

8.根据权利要求6所述工业废热驱动的区域供热供冷系统的供热供冷方法，其特征在于，工业废热驱动的区域供热供冷系统根据系统工艺流程或现实情况需要，选择不使用溶液再生器、单效吸收式热泵；根据管网运行压力特点，能源站的入口管线或出口管线上设置循环泵；具体工艺流程为：

(一)夏季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V8阀门、V9阀门、V17阀门关闭，V16阀门、V18阀门打开，废热供水经V18阀门进入双效吸收式热泵放热降温后作为废热回水返回；

冷却水管路系统：V14阀门、V15阀门、V19阀门、V21阀门关闭，V12阀门、V13阀门、V20阀门打开，从冷却塔出来的冷却水供水经V12阀门进入双效吸收式热泵吸热升温后返回冷却塔；

冷冻水管路系统有两种运行模式：

(1)夜间蓄冷模式

冷冻水管路系统：V1阀门、V4阀门、V5阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V2阀门、V3阀门、V6阀门、V7阀门打开，冷冻水在双效吸收式热泵和电压缩式制冷机之间循环；从双效吸收式热泵出来的冷冻水作为电压缩式制冷机的冷却水从而制出更低温度的冷媒进入蓄冷装置进行蓄冷；

(2)白天制冷模式

冷冻水管路系统：V2阀门、V3阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V1阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门打开，冷冻水回水经V4阀门后进入双效吸收式热泵放热降温后进入蓄冷装置再次放热降温，经过二次降温后的冷冻水作为冷冻水供水；

(二)冬季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V12阀门、V13阀门、V16阀门、V18阀门关闭，V8阀门、V9阀门、V17阀门打开，废热供水经V17阀门进入水-水换热器放热降温后作为废热回水返回；

二次水管路系统：V12阀门、V13阀门、阀门V19、阀门V20关闭，V8阀门、V9阀门、阀门V14、阀门V15、阀门V21打开二次网回水经阀门V14后通过水-水换热器吸热升温后作为二次热网供水。

9.根据权利要求6所述工业废热驱动的区域供热供冷系统的供热供冷方法，其特征在于，工业废热驱动的区域供热供冷系统中根据系统工艺流程或现实情况需要，选择不使用溶液再生器、单效吸收式热泵和夜间不蓄冷；根据管网运行压力特点，能源站的入口管线或出口管线上设置循环泵，具体工艺流程为：

(一)夏季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V8阀门、V9阀门、V17阀门关闭，V16阀门、V18阀门打开，废热供水经V18阀门进入双效吸收式热泵放热降温后作为废热回水返回；

冷却水管路系统：V14阀门、V15阀门、V19阀门、V21阀门关闭，V12阀门、V13阀门、V20阀门打开，从冷却塔出来的冷却水供水经V12阀门进入双效吸收式热泵吸热升温后返回冷却塔；

冷冻水管路系统：V2阀门、V3阀门、V8阀门、V9阀门关闭，V1阀门、V4阀门、V5阀门、V6阀门、V7阀门打开，冷冻水回水经V4阀门后进入双效吸收式热泵放热降温后进入蓄冷装置再次放热降温，经过二次降温后的冷冻水作为冷冻水供水；

(二)冬季运行方式，具体工艺流程为：

驱动热源管路系统：V12阀门、V13阀门、V16阀门、V18阀门关闭，V8阀门、V9阀门、V17阀门打开，废热供水经V17阀门进入水-水换热器放热降温后作为废热回水返回；

二次水管路系统：V12阀门、V13阀门、阀门V19、阀门V20关闭，V8阀门、V9阀门、阀门V14、阀门V15、阀门V21打开二次网回水经阀门V14后通过水-水换热器吸热升温后作为二次热网供水。

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