CN112797522A - 一种大温差集中能源站制冷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明属于供冷系统技术领域，具体涉及一种大温差集中能源站制冷系统。包括：集中能源站，所述集中能源站用于提供冷却水；集中能源站，所述集中能源站用于为末端供冷站提供冷却水；末端供冷站，用于通过冷却水与末端换热站进行热交换，还用于向集中能源站提供热交换后的回水；所述末端供冷站还设有离心式热泵机组，所述离心式热泵机组用于回水的增温，使其与冷却水之间的温差不小于20℃；循环输送管路，所述循环输送管路设于所述集中能源站和末端供冷站之间，用于冷却水输送和回水输送。通过上述设置，提高了冷冻水的输送温差，进而提高冷冻水输送效率或为已建成项目实现冷负荷增容。

Description

一种大温差集中能源站制冷系统
技术领域
本发明属于供冷系统技术领域，具体涉及一种大温差集中能源站制冷系统。
背景技术
中央空调系统是建筑中的“能耗大户”，几种能源站供冷系统有助于提高制冷能效、降低制冷能耗、减少环境污染、降低城市热岛效应。随着城市新区的建设，大型几种能源站的建设日益增多。
区域供冷主要的缺点是冷水输送距离增加所带来的三个问题：输送能耗高；管网投资大；管网的冷损失多。输送能耗及管网投资与供回水量有关，管网冷损失与供回水温差有关，供回水量与供回水温差乘积即为供冷量。因而提高供回水温差，减少供回水量成为解决冷水输送能耗高与管网投资大的主要方法，同时输送能耗的减少可进一步扩大供冷半径，提高供冷量，提升经济效益。
冷热电三联供所采取的常用供冷主机是以蒸汽轮机抽气为驱动热源驱动蒸汽型溴化锂吸收式制冷机组，供冷温度一般为7℃-12℃。但是这种供冷方式存在以下问题：由于溴化锂制冷机组本身特性的限制，冷水的最低供水温度只能达到7℃。不能实现大温差供冷及低温送风，集中供冷的距离限制较大，另外，因为供冷的温差较小仅为5℃(7℃-12℃)，所以要求供冷管网的管径较大，管网初投资较大。吸收式机组自身效率较低。
中国专利CN205037619U提供了一种大温差供冷系统，通过串联制冷机组实现逐级降温，实现大温差输送。但是未涉及回水温度控制，导致温差控制能力有限，无法广泛使用。
因此，针对以上不足，本发明急需提供一种大温差集中能源站制冷系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大温差集中能源站制冷系统，以解决现有技术中小温差的供冷方式会造成输送电耗的大量浪费且输送流量大的问题。
本发明提供的大温差集中能源站制冷系统，包括：
集中能源站，所述集中能源站用于为末端供冷站提供冷却水；
末端供冷站，用于通过冷却水与末端换热站进行热交换，还用于向集中能源站提供热交换后的回水；所述末端供冷站还设有离心式热泵机组，所述离心式热泵机组用于回水的增温，使其与冷却水之间的温差不小于20℃；
循环输送管路，所述循环输送管路设于所述集中能源站和末端供冷站之间，用于冷却水输送和回水输送。
如上所述的大温差集中能源站制冷系统，进一步优选为，所述集中能源站包括冷却塔和多级制冷机构；所述冷却塔通过循环管路与每级所述制冷机构之间均设有循环管路；多级所述制冷机构依次连通。
如上所述的大温差集中能源站制冷系统，进一步优选为，所述制冷机构包括高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、低温离心机和蓄冷制冷系统，所述高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、低温离心机和蓄冷制冷系统中均设有冷却回路，且冷却回路依次连通。
如上所述的大温差集中能源站制冷系统，进一步优选为，所述蓄冷制冷系统的进水管和出水管上还设有连通管，所述连通管上设有旁通调节阀。
如上所述的大温差集中能源站制冷系统，进一步优选为，所述制冷机构包括高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、双工况离心机组和蓄冷制冷系统，所述高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、双工况离心机组和所述蓄冷制冷系统均设有冷却通路，且冷却通路依次连通；所述蓄冷制冷系统中设有蓄冰槽，所述蓄冰槽与所述双工况离心机组之间设有第二连通回路。
如上所述的大温差集中能源站制冷系统，进一步优选为，所述双工况离心机组中设有第一换热器，所述第一换热器中设有所述双工况离心机组的冷却通路；所述蓄冷制冷系统中设有第二换热器，所述第二换热器中设有所述蓄冷制冷系统的冷却通路。
如上所述的大温差集中能源站制冷系统，进一步优选为，所述第二连通回路中设有载冷剂。
如上所述的大温差集中能源站制冷系统，进一步优选为，所述末端供冷站中还设有第三换热器，所述第三换热器中一条通路与所述末端换热站构成水循环，另一条通路与所述循环输送管路连通。
如上所述的大温差集中能源站制冷系统，进一步优选为，所述循环输送管路包括供水管和回水管。
如上所述的大温差集中能源站制冷系统，进一步优选为，还包括第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器设于所述循环管路中，并设于回水管上；所述第二驱动器的一端与所述末端换热站连通，另一端分别与所述第三换热器和离心式热泵机组连通。
本发明与现有技术相比具有以下的优点：
本发明所公开的大温差集中能源站制冷系统中通过在末端供冷站设置离心式热泵机组，并通过离心式热泵机组提高回水温度，提高末端能量利用率，拉大一级网供回水温差，使其不小于20℃，进而降低输送能耗，降低冷冻水输送流量，进而提高了冷却水输送效率。对于已建成项目，也可以实现冷负荷增容。
本发明所公开的大温差集中能源站制冷系统中通过利用不同形式不同工况制冷机组合的方式实现冷冻水逐级降温，让全部制冷机处在最高效运行工况，提高系统运行能效。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中大温差集中能源站制冷系统一种结构的连接框图；
图2为本发明中大温差集中能源站制冷系统另一种结构的连接框图。
具体实施方式
实施例1：
图1为本发明中大温差集中能源站制冷系统一种结构的连接框图，如图1所示，本实施例公开了一种大温差集中能源站制冷系统，包括：
集中能源站，所述集中能源站用于为末端供冷站提供冷却水；
末端供冷站，用于通过冷却水与末端换热站进行热交换，还用于向集中能源站提供热交换后的回水；所述末端供冷站还设有离心式热泵机组，所述离心式热泵机组用于回水的增温，使其与冷却水之间的温差不小于20℃；
循环输送管路，所述循环输送管路设于所述集中能源站和末端供冷站之间，用于冷却水输送和回水输送。
进一步的，本实施例所公开的大温差集中能源站制冷系统中，所述集中能源站包括冷却塔和多级制冷机构；所述冷却塔与每级所述制冷机构之间均设有循环管路；多级所述制冷机构依次连通。本实施例中，所述多级制冷机构用于依次为冷却水降温，而冷却塔与多级与每级所述制冷机构之间均设有循环管路，用于分别为每一级的制冷机构降温。
进一步的，所述制冷机构包括高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、低温离心机和蓄冷制冷系统，所述高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、低温离心机和蓄冷制冷系统中均设有冷却回路，且冷却回路依次连通。
本实施例中高温离心机为耐高温离心机，用于为较高温度的冷却水降温，低温离心机用于为较低温度的冷却水降温。高温和低温用于等级划分的命名和对照示意，不代表具体的要素参数。本领域技术人员可根据实际情况设置阈值范围，上述程度词汇也可替换为“第一”、“第二”等词汇，仅代表分类等级划分。
进一步的，所述蓄冷制冷系统的进水管和出水管上还设有连通管，所述连通管上设有旁通调节阀。所述旁通调节阀用于混水流量，具体的，用于调节所述蓄冷制冷系统中混入到循环输送管路中的水流量。
进一步的，所述末端供冷站中还设有第三换热器，所述第三换热器中一条通路与所述末端换热站构成水循环，另一条通路与所述循环输送管路连通。
进一步的，所述循环输送管路包括供水管和回水管。
进一步的，还包括第一驱动器、第二驱动器和第三驱动器，所述第一驱动器设于所述循环输送管路中，用于冷冻水循环；所述第二驱动器设于所述末端换热站与所述第三换热器、离心式热泵机组之间，用于为末端换热站提供水循环驱动力；所述第三驱动器设于所述冷却塔与高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、低温离心机之间，用于为高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、低温离心机提供冷却。
进一步的，上述实施例中，冷却水和回水温度采用3℃/23℃。其中，集中能源站内，高温离心机负责初步降温，将水温从23℃降低到17℃；溴化锂吸收式制冷机负责二级降温，将水温从17℃降低到12℃；低温离心机负责三级降温，用于将水温从12℃降低到7℃；蓄冷制冷系统负责四级降温，将水温从7℃降低到3℃。
末端供冷站的进水温度为4℃，出水温度为22℃；其与末端换热站之间的供回水温度为5℃/14℃。第三换热器进一次侧出水温度为4℃/13℃，离心式热泵机组冷凝器进出水温度为13℃/22℃，蒸发器进出水温度为5℃/14℃。
实施例2：
图2为本发明中大温差集中能源站制冷系统另一种结构的连接框图，如图2所示，本实施例与实施例1的大部分结构相同，区别点在于，制冷机构中的低温离心机更换为双工况离心机组，并与蓄冷制冷系统之间设有第二连通回路，用于为蓄冷制冷系统制冰。具体的，所述制冷机构包括高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、双工况离心机组和蓄冷制冷系统，所述高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、双工况离心机组和所述蓄冷制冷系统均设有冷却通路，且冷却通路依次连通；所述蓄冷制冷系统中设有蓄冰槽，所述蓄冰槽与所述双工况离心机组之间设有第二连通回路。
双工况离心机组指能在两种较大差别的工作状态下运行的空调机组。一般认为两种较大差别的工作状态为制冷工况和制冰工况，其中制冷工况的出水温度在0℃以上，制冰工况的出水温度在0℃以下。本实施例中，双工况离心机组在大温差集中能源站制冷系统运行时制冷工况运行，用于为冷却水降温，在大温差集中能源站制冷系统运行停止运行时运行制冰工况，用于为蓄冷制冷系统制冰。
进一步的，所述双工况离心机组中设有第一换热器，所述第一换热器中设有所述双工况离心机组的冷却通路；所述蓄冷制冷系统中设有第二换热器，所述第二换热器中设有所述蓄冷制冷系统的冷却通路。进一步的，所述第二连通回路中设有载冷剂。载冷剂在第二连通回路中循环，具体的用于将双工况离心机组中吸收冷量，并输送至蓄冰槽中，通过热量交换的方式使蓄冰槽中的水转换成冰，释放冷量之后继续循环至双工况离心机中吸收冷量。
第一换热器和第二换热器均为板式换热器，其中第一换热器的作用是在实现换热的同时隔绝双工况离心机中载冷剂和循环输送管路的冷却水，第二换热器的作用是在实现换热的同时隔绝蓄冷制冷系统蓄冰槽中的冷冻水和循环输送管路的冷却水。第二连通回路的作用是通过载冷剂为蓄冷制冷系统蓄冰槽中的冷冻水降温继而实现蓄冰。
进一步的，本实施例还公开了上述大温差集中能源站制冷系统的使用方法：
按照实施例1或实施例2的结构构建大温差集中能源站制冷系统。上述系统运行时，冷却塔中的低温水经第三驱动器的动力作用分别与高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、低温离心机或双工况离心机组之间构成水循环，用于为高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、低温离心机或双工况离心机组降温。同时冷冻水在通过第一驱动器在高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、低温离心机或双工况离心机组、蓄冷制冷系统、第三换热器、离心式热泵机组之间循环，并在第三换热器、离心式热泵机组处与换热供冷并升温回流至高温离心机。此外第三换热器、离心式热泵机组还通过第二驱动器与末端换热站之间构成水循环，用于为末端换热站降温。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种大温差集中能源站制冷系统，其特征在于，包括：
集中能源站，所述集中能源站用于为末端供冷站提供冷却水；
末端供冷站，用于通过冷却水与末端换热站进行热交换，还用于向集中能源站提供热交换后的回水；所述末端供冷站还设有离心式热泵机组，所述离心式热泵机组用于回水的增温，使其与冷却水之间的温差不小于20℃；
循环输送管路，所述循环输送管路设于所述集中能源站和末端供冷站之间，用于冷却水输送和回水输送。
2.根据权利要求1所述的大温差集中能源站制冷系统，其特征在于，所述集中能源站包括冷却塔和多级制冷机构；所述冷却塔与每级所述制冷机构之间均设有循环管路；多级所述制冷机构依次连通并与所述循环输送管路连通。
3.根据权利要求2所述的大温差集中能源站制冷系统，其特征在于，所述制冷机构包括高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、低温离心机和蓄冷制冷系统，所述高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、低温离心机和蓄冷制冷系统中均设有冷却回路，且冷却回路依次连通。
4.根据权利要求3所述的大温差集中能源站制冷系统，其特征在于，所述蓄冷制冷系统的进水管和出水管上还设有连通管，所述连通管上设有旁通调节阀。
5.根据权利要求2所述的大温差集中能源站制冷系统，其特征在于，所述制冷机构包括高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、双工况离心机组和蓄冷制冷系统，所述高温离心机、溴化锂吸收式制冷机、双工况离心机组和所述蓄冷制冷系统均设有冷却通路，且冷却通路依次连通；
所述蓄冷制冷系统中设有蓄冰槽，所述蓄冰槽与所述双工况离心机组之间设有第二连通回路。
6.根据权利要求5所述的大温差集中能源站制冷系统，其特征在于，所述双工况离心机组中设有第一换热器，所述第一换热器中设有所述双工况离心机组的冷却通路；所述蓄冷制冷系统中设有第二换热器，所述第二换热器中设有所述蓄冷制冷系统的冷却通路。
7.根据权利要求6所述的大温差集中能源站制冷系统，其特征在于，所述第二连通回路中设有载冷剂。
8.根据权利要求3-7中任一项所述的大温差集中能源站制冷系统，其特征在于，所述末端供冷站中还设有第三换热器，所述第三换热器中一条通路与所述末端换热站构成水循环，另一条通路与所述循环输送管路连通。
9.根据权利要求8所述的大温差集中能源站制冷系统，其特征在于，所述循环输送管路包括供水管和回水管。
10.根据权利要求9所述的大温差集中能源站制冷系统，其特征在于，还包括第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器设于所述循环输送管路中；所述第二驱动器的一端与所述末端换热站连通，另一端分别与所述第三换热器、离心式热泵机组连通。
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