CN110878957A - 城市热能综合利用系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种城市热能综合利用系统及方法。本发明利用热力管网连接分布式的建筑制冷站与集中式的城市制热站，将建筑制冷站冷水机组冷凝器产生的高温中介水通过热力管网输送至进入城市制热站热泵机组的蒸发器端，由蒸发器进行废热回收循环装置，将热泵内经过降温后的低温中介水输出至热力管网，由热力管网将低温中介水提供至建筑制冷站。由此，本发明能够回收建筑制冷站制冷所产生的废热，将其提供至城市制热站热泵机组冷凝器端用于加热供热大网回水，并送入供水系统供城市的生活热水供应。本发明对各用冷建筑的现有制冷站改动较小，只改动冷却水系统，并且能够直接利用城市现有热力管网输送中介水，本发明能够以较小工程量和投资额实现城市热能综合利用。

Description

城市热能综合利用系统及方法
技术领域
本发明涉及能源利用技术领域，具体而言涉及一种城市热能综合利用系统及方法。
背景技术
随着城市的快速发展和人们对生活品质要求的提高，夏季高温天气时，城市的制冷总需求非常大，电力瞬时供应不足现象时有发生。如果把夏季城市整体视为一个封闭的热力系统，所有的用电力或燃气驱动的制冷机本质上都不是“制造”冷量，而是把室内的热量“搬运”到室外，对城市热力系统而言，反而白白增加了电力或者燃气部分所转化的热，最终所有的热都转移到建筑周边的环境中，也即所谓的城市“热岛效应”。
现有的区域集中供冷案例，主要应用于大学城、大型公建、各类园区等，以冷热联产和热电冷联产为主，主要缺点是因为冷水供回水温度很小导致的供冷面积和辐射半径有限、输送能耗过高等。实际应用中，常常因为系统调节能力差、实际负荷和设计负荷偏差较大，或者热电冷实际需求量与设计值的偏差较大等原因，导致运行调整困难，或供冷费用居高不下，阻碍了区域集中供冷的发展。
现有技术中也有利用城市热网驱动的夏季供冷方式，依靠热电厂夏季较富裕的热能驱动建筑制冷站的热水型吸收式制冷机为建筑供冷。然而，本发明人发现，夏季热力管网的相对热损失和输送能耗本来就很大（北京可达30-50%以上），这类方式虽然能够利用夏季闲置的城市热网资源，，但是利用管道内热水驱动所引起的管网热损失和输送能耗会非常大，且驱动所需的热水温度要求高，对管网的使用寿命也会造成非常大的影响。此外，建设集中制冷站需要配置冷却塔系统对环境散热，由于冷却塔散热量大、水损耗大、城市热岛效益明显，所以缺乏现实可行的推广应用价值。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种城市热能综合利用系统及方法，本发明通过废热回收降低城市热岛效应的同时为城市提供生活热水服务，借助热力管网促进城市区域集中供冷的发展，从而有利于建立分布式建筑制冷站与城市制热站如供热厂或热电厂等之间的联网运行机制，适应既要城市宜居和又要节能减排的要求。本发明具体采用如下技术方案。
首先，为实现上述目的，提出一种城市热能综合利用方法，其步骤包括：第一步，建筑制冷站内所设置的冷凝装置将建筑制冷所产生的热量排放至中介水中，升高中介水的温度，排出高温中介水；第二步，热力管网的各个回水子管接收各所述建筑制冷站排出的高温中介水，将高温中介水汇合至热力管网的回水母管；第三步，城市制热站接收所述回水母管输入的高温中介水，吸收高温中介水中的热量，降低中介水的温度，排出低温中介水；第四步，热力管网的供水母管接收所述城市制热站排出的低温中介水，将所述低温中介水输送至各供水子管，各供水子管将所述低温中介水提供至各建筑制冷站内所设置的冷凝装置。
可选的，上述的城市热能综合利用方法，其中，所述高温中介水的水温在15℃到40℃之间。
可选的，上述的城市热能综合利用方法，其中，所述低温中介谁的水温在10℃至35℃之间。
可选的，上述的城市热能综合利用方法，其中，所述热力管网中回水母管内的水温与所述供水母管内中介水的温差为5℃至30℃之间。
同时，为实现上述目的，本发明还提供一种城市热能综合利用系统，其包括：外来废热回收模块，其设置在城市制热站内，包括高温中介水入口、低温中介水出口以及废热回收循环装置，所述废热回收循环装置连接在所述高温中介水入口、低温中介水出口之间，所述废热回收循环装置吸收高温中介水入口所输入的中介水中的热量，降低中介水的温度，所述低温中介水出口排出降低温度后的中介水。建筑制冷站，其内部设置有低温中介水入口、高温中介水出口以及冷凝装置，所述冷凝装置连接在所述低温中介水入口和高温中介水出口之间，所述冷凝装置将建筑制冷所产生的热量排放至低温中介水入口所输入的中介水中，中介水温度升高，所述高温中介水出口排出温度升高后的中介水。热力管网，其包括中介水供水母管和中介水回水母管，所述中介水供水母管连接所述低温中介水出口以及所述低温中介水入口，将低温中介水出口所排出的降低温度后的中介水输送至各建筑制冷站；所述中介水回水母管连接所述高温中介水出口以及高温中介水入口，将高温中介水出口所排出温度升高后的中介水输送至外来废热回收模块。
可选的，上述的城市热能综合利用系统，其中，所述废热回收循环装置为设置在热泵内的蒸发器。
可选的，上述的城市热能综合利用系统，其中，所述外来废热回收模块中设置有多个热泵，各所述热泵内分别设置有蒸发器作为所述废热回收循环装置，各所述热泵逐级串联或多台并联，各所述蒸发器吸收所述中介水回水母管所输入的中介水中的热量，降低中介水的温度，然后排出降低温度后的中介水。
可选的，上述的城市热能综合利用系统，其中，所述建筑制冷站，其内设置有多个制冷机，各所述制冷机内分别设置有冷凝器作为所述冷凝装置，各所述制冷机逐级串联或多台并联，各所述冷凝器将建筑制冷所产生的热量排放至中介水中，升高中介水的温度，排出温度升高后的中介水。
可选的，上述的城市热能综合利用系统，其中，所述城市制热站内还设置有热网加热器和/或蓄热器。所述热网加热器进一步对各台热泵吸收所述中介水回水母管内中介水中的热量后所输出的热水进一步加热。所述蓄热器的输入端连接所述热网加热器，存储进一步加热后的热水，所述蓄热器的输出端连接至城市制热站的供热端出口对外提供热水。
有益效果
本发明利用热力管网连接分布式的建筑制冷站与集中式的城市制热站，将建筑制冷站冷水机组冷凝器产生的高温中介水通过热力管网输送至进入城市制热站热泵机组的蒸发器端，由蒸发器进行废热回收循环装置，将热泵内经过降温后的低温中介水输出至热力管网，由热力管网将低温中介水提供至建筑制冷站。由此，本发明能够回收建筑制冷站制冷所产生的废热，将其提供至城市制热站热泵机组冷凝器端用于加热供热大网回水，并送入供水系统供城市的生活热水供应。本发明对各用冷建筑的现有制冷站改动较小，只改动冷却水系统，原有的电动制冷机或直燃型吸收式制冷机不用改动。同时，由于很多大厦的制冷站和热力站临近，如果利用城市现有热力管网输送中介水，工程量和投资额都较小。本发明能够直接利用城市现有热力管网输送中介水，以较小工程量和投资额实现城市热能综合利用。
进一步，由于本发明将传统区域集中供冷所输送的冷水调整为通过供热管网输送中介水，能够有效避免因为冷水温度更低所造成的冷量散失。本发明对管道的保冷性能要求不高，并且，由于本发明中的低温中介水更接近夏季环境温度，不需要特殊的保温措施，即便采用原有的热水管网也是可以直接利用的。
本发明直接利用城市热力管网，可实现大规模的制冷机冷凝热回收。夏季城市建筑用热能以冷需求为主，本发明能够利用建筑制冷所产生的废热回收供热，使得夏季供热厂或热电厂的供热能源消耗和供热成本大幅度下降。
本发明中各用冷建筑的制冷站，其废热能够直接通过热力管网进行回收，因此，建筑制冷站不再需要冷却塔。本发明能够减少对环境的热排放、噪音污染、冷却水消耗和水汽飘雾，这对于降低城市夏季热岛效应，改善城市人居环境尤其是人口稠密的商业中心的区域微环境，意义重大。商场写字楼大厦楼顶冷却塔拆除后腾出的地方，可以考虑做成屋顶花园绿植，正顺应国家“建设海绵城市”的理念。
更进一步的，本发明中管道输送中介水温度可以设置成比冷却塔冷却方式更低，使得制冷机制冷效率更高。制冷机冷凝器的冷却水如采用冷却塔散热，冷却塔出水的温度下限是环境空气的湿球温度，同时也受到水质、填料等设备实际工况的影响，因此冷却水实际温度在天气炎热潮湿的夏季往往高于设计值。而采用本发明中利用热力管网输送冷却水的方式，则很容易通过城市热站实现对热力管网回收废热的有效降温，做到稳定控制低温中介水水温到达设计的较低的温度，而不受环境空气的湿球温度，同时也受到水质、填料等影响。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，并与本发明的实施例一起，用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的城市热能综合利用系统的整体结构示意图；
图2是实施本发明城市热能综合利用系统第一具体例结构示意图。
图3是实施本发明城市热能综合利用系统第二具体例结构示意图。
图4是实施本发明城市热能综合利用系统第三具体例结构示意图。
其中，1表示城市制热站；2表示外来废热回收模块；3表示供热端入口；4表示供热端出口；5表示供热装置；6表示废热回收循环装置；7表示低温中介水出口；8表示高温中介水入口；9表示中介水供水母管；10表示中介水回水母管；11表示中介水供水子管；12表示中介水回水子管；13表示低温中介水入口；14表示高温中介水出口；15表示制冷站第一冷凝装置；16表示制冷站蒸发器；17表示供冷端出口；18表示供冷端入口；19表示第一制冷机；20表示第二制冷机；21表示第三制冷机；22表示建筑制冷站；23表示电动螺杆式制冷机；24表示电动离心式制冷机；25表示板式换热器；26表示直燃型吸收式制冷机；27表示制冷站第四冷凝器；28表示制冷站第五冷凝器；29表示制冷站第六冷凝器；30表示板式换热蒸发器；31表示制冷站第七冷凝器；32表示制热站第一吸收式热泵；33表示制热站第二吸收式热泵；34表示热网加热器；35表示蓄热器；36表示制热站第一蒸发器；37表示制热站第一冷凝器；38表示制热站第二蒸发器；39表示制热站第二冷凝器；40表示制冷站第二冷凝器；41表示制冷站第三冷凝器；42表示制热站第三蒸发器；43表示制热站第四蒸发器；44表示制热站第三冷凝器；45表示制热站第四冷凝器；46表示供热综合端入口；47表示供热综合端出口；48表示第一电动螺杆式制冷机；49表示第二电动螺杆式制冷机；50表示制冷站电动螺杆式热泵；51表示制冷站第八冷凝器；52表示制冷站第九冷凝器；53表示制冷站热泵蒸发器；54表示制冷站第一蒸发器；55表示制冷站第二蒸发器；56表示制冷站热泵冷凝器；57表示制热站第一电动离心式热泵；58表示制热站第二电动离心式热泵。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
图1为根据本发明的一种城市热能综合利用系统，其包括城市制热站、建筑制冷站和连接在二者之间的部分热力管线。其中：
城市制热站1，例如供热厂或热电厂，包括热泵机组及其蒸发器和冷凝器。所述城市制热站1内设置有外来废热回收模块2，其包括高温中介水入口8、低温中介水出口7以及废热回收循环装置6，所述废热回收循环装置6连接在所述高温中介水入口8、低温中介水出口7之间，所述废热回收循环装置6吸收高温中介水入口8所输入的中介水中的热量，降低中介水的温度，所述低温中介水出口7排出降低温度后的中介水；
建筑制冷站22包括冷水机组及其蒸发器和冷凝器。所述制冷站冷凝装置为制冷机的冷凝器，所述制冷机的供冷装置即为制冷站蒸发器，所述供冷装置通过供冷端出口和供冷端入口给建筑循环供冷。建筑制冷站22的内部设置有低温中介水入口13、高温中介水出口14以及冷凝装置15，所述冷凝装置15连接在所述低温中介水入口13和高温中介水出口14之间，所述冷凝装置15将建筑制冷所产生的热量排放至低温中介水入口13所输入的中介水中，中介水温度升高，所述高温中介水出口14排出温度升高后的中介水；
热力管网，其包括中介水供水母管9和中介水回水母管10，所述中介水供水母管9连接所述低温中介水出口7以及所述低温中介水入口13，将低温中介水出口7所排出的降低温度后的中介水输送至各建筑制冷站22；所述中介水回水母管10连接所述高温中介水出口14以及高温中介水入口8，将高温中介水出口14所排出温度升高后的中介水输送至外来废热回收模块2。
上述的城市热能综合利用系统通过所述建筑制冷站冷水机组冷凝器产生的高温中介水通过热力回水管子管和回水母管进入城市制热站热泵机组的蒸发器端，经过降温后的低温中介水进入热力供水母管，并通过子管进入建筑冷水机组的冷凝器端。城市制热站热泵机组冷凝器端则收集的中介水热量用于加热供热大网回水，并送入供水系统供城市的生活热水供应。由此，该系统能够通过废热回收降低城市热岛效应，借助热力管网促进城市区域集中供冷的发展，从而有利于建立分布式建筑制冷站与城市制热站如供热厂或热电厂等之间的联网运行机制，适应既要城市宜居和又要节能减排的要求。
其中，所述建筑制冷站可使用电动离心式制冷机、电动螺杆压缩式制冷机和直燃型吸收式制冷机三大类。所述制冷站中的三大类制冷机冷凝器均通过流入的低温中介水散热，并流出高温中介水至所述城市制热站的热泵蒸发器端。制冷站三大类制冷机蒸发器产生冷却水供建筑制冷使用。
其中的城市制热站可使用电动离心式热泵、电动螺杆压缩式热泵和直燃型吸收式热泵等三大类。所述制热站第三蒸发器和所述制热站第四蒸发器以并联方式接入所述高温中介水入口和低温中介水出口。
城市制热站和分布在城市各处的建筑制冷站之间利用城市热力管网作为中介水母管输送中介水。该中介水母管具体可设计为包括中介水供水母管和中介水回水母管。各用冷建筑的制冷站利用所述中介水供水母管提供的中介水即低温中介水冷却制冷机的冷凝器，所述冷凝器产生的废热排放到中介水中形成高温中介水，制冷机为建筑供冷；所述中介水回水母管收集所述高温中介水送回到供热厂或热电厂；供热厂或热电厂用热泵回收所述高温中介水中的废热，所述高温中介水通过所述热泵的蒸发器形成低温中介水后再次输送到各用冷建筑的制冷站；所述中介水供水母管中低温中介水的温度为10℃至35℃，所述中介水回水母管中高温中介水的温度为15℃到40℃，所述高温中介水的温度高于所述低温中介水的温度，使供回水温差为5℃至30℃。由此，本发明能够利用城市热力管网进行冷热联供。本发明具体可由供热厂或热电厂的热泵系统、城市热力管网、制冷机组、热泵机组以及连接管路和附件组成。相比于传统的集中制冷需要占用大量地方安置制冷机并新建冷水管网，市区内改造困难，投资巨大，制冷输送冷损失大，且制冷产生的废热集中排放不易扩散，还会加剧城市热岛效应的缺陷，本发明的方案能够直接利用城市热力管网，供热厂或热电厂内建设热泵系统。相较于传统的集中供冷技术需要新建制冷站和冷水管网，本方面能够直接利用现有热力管网系统，节约了占地和建设冷水管网系统的投资，且易于实施。
尤其，本发明中直接利用城市中现有的热力管网输送中低温中介水，可进一步降低输送冷损失，扩大供冷范围；在供热厂内建设余热回收热泵系统，不仅解决了建设集中制冷站占地的问题，也可以将制冷产生的余热回收至供热大网中供城市用热，不仅提高了经济性，也降低了化石燃料的使用，减少了空气污染物和二氧化碳排放，且有利于降低城市的热岛效应。
在制冷季节，例如夏季，本发明能够利用城市热力管网输送中介水，各用冷建筑的制冷站用此中介水做冷却水，并将制冷机的冷凝废热排放到中介水中。中介水收集各制冷站废热后高温，送回到供热厂或热电厂，供热厂或热电厂再利用热泵回收中介水废热，中介水低温后再次输送到各用冷建筑的制冷站。
如图1至图4所示，城市热能综合利用系统，包括城市制热站1和建筑制冷站22，所述城市制热站1包括外来废热回收模块2，所述建筑制冷站22包括废热产生装置例如第一制冷机器19尤其其中的冷凝装置或冷凝器，所述外来废热回收模块2具有高温中介水入口8和低温中介水出口7，所述低温中介水出口7依次通过中介水供水母管9和中介水供水子管11连接到所述废热产生装置的低温中介水入口13，所述高温中介水入口8依次通过中介水回水母管10和中介水回水子管12连接到所述废热产生装置的高温中介水出口14，中介水在所述废热产生装置和所述外来废热回收模块2之间的循环中，从所述废热产生装置吸收热能并升高温度后，再到所述外来废热回收模块2释放热能并降低温度。
参考图2，上述系统的外来废热回收模块2包括制热站蒸发装置，即以所述制热站蒸发装置作为制冷站废热回收循环装置6。所述废热产生装置包括制冷站第一冷凝装置15。所述制热站蒸发装置为热泵的蒸发器，所述城市制热站1为供热厂或热电厂，所述热泵的供热装置5即为制热站冷凝器，所述供热装置5通过供热端出口4和供热端入口3向外循环供热。所述制冷站第一冷凝装置15为制冷机的冷凝器，所述制冷机的供冷装置如制冷站蒸发器16通过供冷端出口17和供冷端入口18给建筑循环供冷。
而图1中的所述建筑制冷站22则包括第一制冷机19、第二制冷机20和第三制冷机21，所述第一制冷机19为电动离心式制冷机，所述电动离心式制冷机的冷凝器为制冷站第一冷凝器15，所述第二制冷机20为电动螺杆式制冷机，所述电动螺杆式制冷机的冷凝器为制冷站第二冷凝器40，所述第三制冷机21为直燃型吸收式制冷机，所述直燃型吸收式制冷机的冷凝器为制冷站第三冷凝器41，所述制冷站第一冷凝器15、制冷站第二冷凝器40和制冷站第三冷凝器41均通过流入的低温中介水散热，并流出高温中介水至所述城市制热站1的外来废热回收模块2。或者，采用类似于图3的形式，设置所述建筑制冷站22包括电动螺杆式制冷机23、电动离心式制冷机24、板式换热器25和直燃型吸收式制冷机26，所述电动螺杆式制冷机23的冷凝器为制冷站第四冷凝器27，所述电动离心式制冷机24的冷凝器为制冷站第五冷凝器28，所述板式换热器25的冷凝器为制冷站第六冷凝器29，所述直燃型吸收式制冷机26的冷凝器为制冷站第七冷凝器31，所述制冷站第四冷凝器27的入口连接所述中介水供水子管11，所述制冷站第四冷凝器27的出口连接所述制冷站第五冷凝器28的入口，所述制冷站第五冷凝器28的出口连接所述中介水回水子管12，所述制冷站第六冷凝器29的入口连接中介水供水子管11，所述制冷站第六冷凝器29的出口连接中介水回水子管12，所述板式换热器25的板式换热蒸发器30连接所述制冷站第七冷凝器31。
所述建筑制冷站22还可设置为类似于图4所示的形式。其包括第一电动螺杆式制冷机48、第二电动螺杆式制冷机49和制冷站电动螺杆式热泵50，所述第一电动螺杆式制冷机48的冷凝器为制冷站第八冷凝器51，所述第二电动螺杆式制冷机49的冷凝器为制冷站第九冷凝器52，所述制冷站电动螺杆式热泵50的蒸发器为制冷站热泵蒸发器53，所述制冷站电动螺杆式热泵50的冷凝器为制冷站热泵冷凝器56，所述制冷站第八冷凝器51和所述制冷站第九冷凝器52均通过流入的低温中介水散热，并流出高温中介水至所述城市制热站1的外来废热回收模块，所述制冷站热泵蒸发器53的入口连接所述中介水供水子管11，所述制冷站热泵蒸发器53的出口连接所述中介水回水子管12，所述制冷站热泵冷凝器56向建筑输出热水（如同时有热需求，各建筑也可采用水源热泵机组回收中介水中的废热，为建筑提供生活或采暖热水，例如60℃出、50℃回的供热回路），所述第一电动螺杆式制冷机48的蒸发器为制冷站第一蒸发器54，所述第二电动螺杆式制冷机49的蒸发器为制冷站第二蒸发器55，所述制冷站第一蒸发器54的入口连接所述制冷站第二蒸发器55的出口，所述制冷站第一蒸发器54的出口和所述制冷站第二蒸发器55的入口给建筑循环供冷（例如出口温度5℃，入口温度15℃）。
而参考图3所示，所述城市制热站1可设置为包括：制热站第一吸收式热泵32、制热站第二吸收式热泵33、热网加热器34和蓄热器35。所述制热站第一吸收式热泵32的蒸发器为制热站第一蒸发器36，所述制热站第一吸收式热泵32的冷凝器为制热站第一冷凝器37，所述制热站第二吸收式热泵33的蒸发器为制热站第二蒸发器38，所述制热站第二吸收式热泵33的冷凝器为制热站第二冷凝器39，所述制热站第一蒸发器36和制热站第二蒸发器38以并联方式接入所述高温中介水入口8和低温中介水出口7，所述制热站第一冷凝器37的出口连接所述制热站第二冷凝器39的入口，所述制热站第二冷凝器39的出口依次通过所述热网加热器34和蓄热器35连接至所述城市制热站1的供热端出口，所述制热站第一冷凝器37的入口连接所述城市制热站1的供热端入口。
或者，所述城市制热站1还可设计为包括制热站第一电动离心式热泵57和制热站第二电动离心式热泵58。所述制热站第一电动离心式热泵57的蒸发器为制热站第三蒸发器42，所述制热站第一电动离心式热泵57的冷凝器为制热站第四冷凝器45，所述制热站第二电动离心式热泵58的蒸发器为制热站第四蒸发器43，所述制热站第二电动离心式热泵58的冷凝器为制热站第三冷凝器44，所述制热站第三冷凝器44和制热站第四冷凝器45以并联方式接入所述城市制热站1的供热综合端入口46和供热综合端出口47，所述制热站第三蒸发器42和所述制热站第四蒸发器43以并联方式接入所述高温中介水入口8和低温中介水出口7。
由此，本发明通过上述管路和热力系统，能够通过城市热力管网做中介水母管输送中介水，所述中介水母管包括中介水供水母管和中介水回水母管；各用冷建筑的制冷站利用所述中介水供水母管提供的中介水即低温中介水冷却制冷机的冷凝器，所述冷凝器产生的废热排放到中介水中形成高温中介水，制冷机为建筑供冷；所述中介水回水母管收集所述高温中介水送回到供热厂或热电厂；供热厂或热电厂用热泵回收所述高温中介水中的废热，所述高温中介水通过所述热泵的蒸发器形成低温中介水后再次输送到各用冷建筑的制冷站；所述中介水供水母管中低温中介水的温度为10℃至35℃，所述中介水回水母管中高温中介水的温度为15℃到40℃，所述高温中介水的温度高于所述低温中介水的温度，使供回水温差为5℃至30℃，回收建筑制冷站制冷所产生的废热，将其提供至城市制热站热泵机组冷凝器端用于加热供热大网回水，并送入供水系统供城市的生活热水供应。本发明对各用冷建筑的现有制冷站改动较小，只改动冷却水系统，原有的电动制冷机或直燃型吸收式制冷机不用改动。同时，由于很多大厦的制冷站和热力站临近，如果利用城市现有热力管网输送中介水，工程量和投资额都较小。本发明能够直接利用城市现有热力管网输送中介水，以较小工程量和投资额实现城市热能综合利用。
其中，以图2所示的系统为例。供热厂利用城市热力管网，向外输送22℃中介水到各建筑的制冷站；各建筑制冷站内不同类型的制冷机直接用中介水冷却冷凝器，并将冷凝废热排放给中介水，中介水高温；中介水回到供热厂时温度为30℃；供热厂利用热泵回收中介水余热，并将中介水低温到22℃，再次外送到各建筑的制冷站；供热厂利用热泵将另一路城市热力管网的45℃回水加热到75℃，直接外送供热。
在其他的实现方式下，以图3所示的热电厂利用城市热力管网为例。该热力管网向外输送20℃中介水到各建筑的制冷站；优选的，制冷站内可以先用温度较低的中介水给乙二醇蓄冰工况的制冷机使用，然后再给常规供冷工况的制冷机使用，以提高蓄冰工况的制冷机性能系数，同时充分利用中介水供回水温差可以较大、温度可以较低的优势，这样中介水在蓄冰工况制冷机和常规供冷工况制冷机之间是串联的关系；也可用换热器将中介水换得二次中介水，然后二次中介水再进入制冷机冷凝器吸收废热，这样可以隔离热力管网较高的压力；中介水回到热电厂时的温度为32℃，热泵回收中介水余热，多台热泵逐级串联加热45℃的热网回水到65℃后，再用热网加热器进一步加热到80℃，用蓄热器储存80℃热水蓄能，并对外供80℃热水。
而在第3种实施例中，参阅图4，供热厂利用城市热力管网，向外输送20℃中介水到各建筑的制冷站；优选的，制冷站内可以用两台或多台制冷机串联给供冷冷水回水低温，这样充分利用中介水供回水温差可以较大、温度可以较低的优势，提高制冷机运行的性能系数，中介水经冷机后吸收废热并高温；对于同时有热需求的建筑，可以就地用热泵回收中介水余热，制取生活热水或采暖热水供建筑使用，中介水经热泵后吸收冷量并低温；最终中介水回到供热厂时的温度为30℃，热泵回收中介水余热，多台热泵并联加热45℃的热网回水到75℃后，对外直接供热。
本发明能够通过废热回收降低城市热岛效应，适应既要城市宜居和又要节能减排的要求，其特征在于，包括城市制热站和建筑制冷站，所述城市制热站包括外来废热回收模块，所述建筑制冷站包括废热产生装置，所述外来废热回收模块具有高温中介水入口和低温中介水出口，所述低温中介水出口依次通过中介水供水母管和中介水供水子管连接到所述废热产生装置的低温中介水入口，所述高温中介水入口依次通过中介水回水母管和中介水回水子管连接到所述废热产生装置的高温中介水出口，中介水在所述废热产生装置和所述外来废热回收模块之间的循环中，从所述废热产生装置吸收热能并升高温度后，再到所述外来废热回收模块释放热能并降低温度。
以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种城市热能综合利用方法，其特征在于，步骤包括：
第一步，建筑制冷站（22）内所设置的冷凝装置（15）将建筑制冷所产生的热量排放至中介水中，升高中介水的温度，排出高温中介水；
第二步，热力管网的各个回水子管接收各所述建筑制冷站（22）排出的高温中介水，将高温中介水汇合至热力管网的回水母管；
第三步，城市制热站（1）接收所述回水母管输入的高温中介水，吸收高温中介水中的热量，降低中介水的温度，排出低温中介水；
第四步，热力管网的供水母管接收所述城市制热站（1）排出的低温中介水，将所述低温中介水输送至各供水子管，各供水子管将所述低温中介水提供至各建筑制冷站（22）内所设置的冷凝装置（15）。
2.如权利要求1所述的城市热能综合利用方法，其特征在于，所述高温中介水的水温在15℃到40℃之间。
3.如权利要求1-2所述的城市热能综合利用方法，其特征在于，所述低温中介谁的水温在10℃至35℃之间。
4.如权利要求1-3所述的城市热能综合利用方法，其特征在于，所述热力管网中回水母管内的水温与所述供水母管内中介水的温差为5℃至30℃之间。
5.一种城市热能综合利用系统，其特征在于，包括：
外来废热回收模块（2），其设置在城市制热站（1）内，包括高温中介水入口（8）、低温中介水出口（7）以及废热回收循环装置（6），所述废热回收循环装置（6）连接在所述高温中介水入口（8）、低温中介水出口（7）之间，所述废热回收循环装置（6）吸收高温中介水入口（8）所输入的中介水中的热量，降低中介水的温度，所述低温中介水出口（7）排出降低温度后的中介水；
建筑制冷站（22），其内部设置有低温中介水入口（13）、高温中介水出口（14）以及冷凝装置（15），所述冷凝装置（15）连接在所述低温中介水入口（13）和高温中介水出口（14）之间，所述冷凝装置（15）将建筑制冷所产生的热量排放至低温中介水入口（13）所输入的中介水中，中介水温度升高，所述高温中介水出口（14）排出温度升高后的中介水；
热力管网，其包括中介水供水母管（9）和中介水回水母管（10），所述中介水供水母管（9）连接所述低温中介水出口（7）以及所述低温中介水入口（13），将低温中介水出口（7）所排出的降低温度后的中介水输送至各建筑制冷站（22）；所述中介水回水母管（10）连接所述高温中介水出口（14）以及高温中介水入口（8），将高温中介水出口（14）所排出温度升高后的中介水输送至外来废热回收模块（2）。
6.如权利要求5所述的城市热能综合利用系统，其特征在于，所述废热回收循环装置（6）为设置在热泵内的蒸发器。
7.如权利要求5-6所述的城市热能综合利用系统，其特征在于，所述外来废热回收模块（2）中设置有多个热泵，各所述热泵内分别设置有蒸发器作为所述废热回收循环装置（6），各所述热泵逐级串联或多台并联，各所述蒸发器吸收所述中介水回水母管（10）所输入的中介水中的热量，降低中介水的温度，然后排出降低温度后的中介水。
8.如权利要求5所述的城市热能综合利用系统，其特征在于，所述建筑制冷站（22），其内设置有多个制冷机，各所述制冷机内分别设置有冷凝器作为所述冷凝装置，各所述制冷机逐级串联或多台并联，各所述冷凝器将建筑制冷所产生的热量排放至中介水中，升高中介水的温度，排出温度升高后的中介水。
9.如权利要求5-8所述的城市热能综合利用系统，其特征在于，所述城市制热站（1）内还设置有热网加热器（34）和/或蓄热器（35），
所述热网加热器（34）进一步对各台热泵吸收所述中介水回水母管（10）内中介水中的热量后所输出的热水进一步加热；
所述蓄热器（35）的输入端连接所述热网加热器（34），存储进一步加热后的热水，所述蓄热器（35）的输出端连接至城市制热站（1）的供热端出口对外提供热水。
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