CN115111631A - 一种换热站供热系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种换热站供热系统及方法,供水母管分别连接板式换热器、第二热泵单元和第一吸收式热泵单元水侧入口,两个吸收式热泵单元水侧出口均连接吸回水母管;回水母管分别连接两个吸收式热泵单元的热侧入口和板式换热器的回水入口,两个吸收式热泵单元的热侧出口均连接供水母管,板式换热器的回水出口连接回水母管;地热能单元、风能单元和太阳能单元的出口均连接第一吸收式热泵单元低温侧入口,第一吸收式热泵单元低温侧出口分别连接地热能单元、风能单元和太阳能单元的入口;污水能单元的入口和出口分别连接第二吸收式热泵单元低温侧出口和入口。本发明实现清洁能源之间的高效互补,提高了供热质量,解决了现有技术中能源利用率低、供热成本与碳排放量过高的问题。

Description

一种换热站供热系统及方法
技术领域
本发明属于供热技术领域,涉及一种换热站供热系统及方法。
背景技术
部分地区的建筑热负荷需求随着城市建筑面积迅速扩张而逐年上升,而供热行业热源主要依赖热电厂,随着近年来煤炭价格持续上涨,中小型火电机组逐步关停使大型热电厂的供热压力进一步升高,同时新能源装机容量逐年上升,电网对热电厂的调峰需求亦随之增大,热源供热能力不足、灵活性不够、供热成本过高、热负荷增长过快、碳排放量过大等问题冲突愈发凸显,供热行业面临着前所未有的冲击。
在此背景下,要求各供热企业积极探索清洁能源采暖技术路线,目前已经成熟的清洁能源供热方式较多,但在应用过程中依然存在诸多问题,如太阳能采暖受时间及地区环境影响较大,风能波动性较强供热不稳定,地热能提取随年限增长导致形成冻土无法提热,生活污水余热利用导致换热器堵塞,如何有效利用这些清洁能源,形成持续稳定的热源实现对外供热是目前所要解决的首要问题。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中太阳能和风能的采暖受地区和环境的影响较大,波动性强,供能不稳定,地热能的常年提取出现了冻土现象,降低了低温能源的供能能力,能源利用率低,且新能源装机容量逐年上升,调峰需求的增加对供能模式调节的灵活性提出了更高的要求,提供一种换热站供热系统及方法,利用水的饱和温度随压力降低而降低的特性,建立负压闪蒸罐使生活污水在负压环境中蒸发成携带大量潜热的水蒸气,将这部分水蒸气用作热泵低温热源,达到回收污水中低品位余热对外供热的目的;系统将能源特性互补的风能、太阳能耦合,以集热器利用太阳能制热,建立风力制热器利用风机带动搅拌器搅拌水制热,将“昼少夜多”的风能与“昼有夜无”的太阳能高效互补,以地热井提取地热能做低温热源的保障与补充,三者共同组成热泵的清洁能源低温热源;利用集中供热系统一次网供水驱动吸收式热泵,提取清洁能源低温热源的低品位热能,用于加热二次网循环水实现对外供热,同时增大换热站供回水温差,降低一次网循环水流量。本发明建立的深度余热利用耦合清洁能源的换热站供热系统能够使换热站满足更大的热负荷需求,同时增大一次网供回水温差、降低输送能耗,降低了供热成本与碳排放量,提高了能源利用率。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案予以实现:
一种换热站供热系统,包括第一吸收式热泵单元、第二吸收式热泵单元、太阳能单元、风能单元、地热能单元、污水能单元、供水母管和回水母管;
所述供水母管分别连接板式换热器的供水入口、第一吸收式热泵单元的水侧入口和第二热泵单元的水侧入口,第一吸收式热泵单元和第二吸收式热泵单元的水侧出口均连接回水母管;
所述回水母管分别连接第一吸收式热泵单元的热侧入口、第二吸收式热泵单元的热侧入口和板式换热器的回水入口,第一吸收式热泵单元的热侧出口和第二吸收式热泵单元的热侧出口均连接供水母管,板式换热器的回水出口连接回水母管;
所述地热能单元、风能单元和太阳能单元的出口均连接第一吸收式热泵单元低温侧入口,第一吸收式热泵单元低温侧出口分别连接地热能单元、风能单元和太阳能单元的入口;
所述污水能单元的入口和出口分别连接第二吸收式热泵单元低温侧出口和入口。
本发明的进一步改进在于:
所述供水母管包括一次网供水管和二次网供水管;
所述一次网供水管分别连接板式换热器的供水侧入口、第一吸收式热泵单元的水侧入口和第二吸收式热泵单元的水侧入口,所述第一吸收式热泵单元热侧出口和第二吸收式热泵单元的热侧出口均连接二次网供水管
所述板式换热器的供水侧出口连接二次网供水管。
所述回水母管包括一次网回水管和二次网回水管;
所述二次网回水管分别连接第一吸收式热泵单元的热侧入口、第二吸收式热泵单元的热侧入口和板式换热器的回水侧入口,所述板式换热器回水侧出口连接一次网回水管。
所述板式换热器回水侧入口与二次网回水管之间依次设置有第一过滤器、二次网循环泵和第一电动调节阀;
所述板式换热器回水侧出口与一次网回水管之间设置有第二电动调节阀和第四球阀。
所述板式换热器供水侧入口与一次网供水管之间设置有第二过滤器;所述板式换热器供水侧出口与二次网供水管之间设置有第一球阀。
所述污水能单元包括凝结水罐和闪蒸罐;
所述闪蒸罐的污水入口连接污水管的输入端,闪蒸罐蒸汽出口连接第二吸收式热泵单元低温侧的入口,第二吸收式热泵单元低温侧出口连接闪蒸罐的凝结水入口。
所述太阳能单元包括太阳能集热器,所述太阳能集热器和第一吸收式热泵单元低温侧出口之间依次设置有低温热源循环泵、第十七球阀和第十八球阀;
所述太阳能集热器的出口与第一吸收式热泵单元低温侧入口之间设置有第七电动调节阀、第十九球阀和第二十球阀。
所述风能单元包括风力制热器,所述风力制热器入口前设置有第二十二球阀,所述风力制热器的出口处设置有第八电动调节阀和第二十三球阀。
所述地热能单元包括热井地埋管道,所述热井地埋管道的入口前设置有地热井循环泵,所述地热井地埋管道的出口处设置有第三过滤器。
一种换热站供热方法,包括以下步骤:
在采暖季光照充足时,供水母管的第一路流量通过板式换热器加热后用于供水,第二路和第三路流量作为驱动式热源分别进入第一吸收式热泵单元和第二吸收式热泵单元,风能单元和太阳能单元作为低温热源将热量传递至第一吸收式热泵单元中,吸收式热泵单元中吸热后的循环水汇至供水母管;污水单元作为第二吸收式热泵单元的低温热源,当第二吸收式热泵单元中的循环水吸热后汇至供水母管;
在采暖季光照不充足时,风能单元和地热能单元作为低温热源将热量传递至第一吸收式热泵单元中,吸收式热泵单元中吸热后的循环水汇至供水母管;
在非采暖季,第一吸收式热泵单元和第二吸收式热泵单元均不工作,通过太阳能单元和风能单元共同加热低温热源循环水,加热后的循环水通过地热能单元将热量存储在土壤中。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明公开了一种换热站供热系统,将污水处理,地热井、风能和太阳能集合,利用一次网回水,加热二次网供水,根据不同的用热需求,利用各清洁能源自身的特性,结合天气和环境改变,将清洁能源做不同的耦合方式,实现清洁能源之间的高效互补,既能提取清洁能源中的低品位热源实现供热的目的,又能将其作为低温热源的保障和补充,克服了地区因素和环境不稳定造成的供能不稳定现象,降低了装机容量逐年上升和调峰需求增加带来的供能压力,提高了用户的供热质量降低了碳排放量。
进一步的,本发明的污水单元包括污水闪蒸罐和凝结水罐,通过闪蒸罐回收污水余热产生蒸汽,避免了传统污水换热设备出现堵塞的问题,也提高了回收的凝结水的品质,降低了供热成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本发明的结构示意图;
其中:1-第一球阀;2-第二球阀;3-第一过滤器;4-二次网循环泵;5-第一电动调节阀;6-板式换热器;7-第三球阀;8-第二过滤器;9-第二电动调节阀;10-第四球阀;11-第五球阀;12-第六球阀;13-第七球阀;14-第八球阀;15-第三电动调节阀;16-第九球阀;17-第十球阀;18-第四电动调节阀;19-第十一球阀;20-第十二球阀;21-第五电动调节阀;22-第十三球阀;23-第六电动调节阀;24-第十四球阀;25-第十五球阀;26-第十六球阀;27-第一发生器;28-第一溴化锂溶液泵;29-第一膨胀阀;30-第一吸收器;31-第一冷凝器;32-第二膨胀阀;33-第一蒸发器;34-低温热源循环泵;35第十七球阀;36-第十八球阀;37-太阳能集热器;38-第七电动调节阀;39-第十九球阀;40-第二十球阀;41-第二十一球阀;42-第二十二球阀;43-风力制热器;44-第八电动调节阀;45-第二十三球阀;46-第二十四球阀;47-第二十五球阀;48-地热井循环泵;49-热井地埋管道;50-第九电动调节阀;51-第三过滤器;52-第二十六球阀;53-第二发生器;54-第二溴化锂溶液泵;55-第三膨胀阀;56-第二吸收器;57-第二冷凝器;58-第四膨胀阀;59-第二蒸发器;60-凝结水泵;61-第十电动调节阀;62-凝结水罐;63-第十一电动调节阀;64-真空泵;65-闪蒸罐;66-污水喷头;67-污水喷淋泵;68-污水退水泵。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中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一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中,需要说明的是,若出现术语“上”、“下”、“水平”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外,若出现术语“水平”,并不表示要求部件绝对水平,而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平,并不是表示该结构一定要完全水平,而是可以稍微倾斜。
在本发明实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对本发明做进一步详细描述:
参见图1,本发明实施例公开了一种换热站供热系统,该系统包括集中供热系统中由一次管网、二次管网和板式换热器组成的换热站,还包括可切换运行的负压闪蒸型污水源吸收式热泵系统和风光地热能耦合吸收式热泵系统;其中负压闪蒸型污水源吸收式热泵是利用水蒸气饱和温度随压力降低而降低的特性,以负压闪蒸罐提取用户生活污水低品位余热;风光地热能耦合吸收式热泵是以太阳能集热器、风力制热器与地热井利用风光地热三种低品位热能,将多种呈互补特性的清洁能源耦合做低温热源;利用集中供热系统一次网供水驱动吸收式热泵,分别回收污水余热与风光地热耦合低温热源热量,加热二次网回水实现对外供热;具体包括:
第一球阀1;第二球阀2;第一过滤器3;二次网循环泵4;第一电动调节阀5;板式换热器6;第三球阀7;第二过滤器8;第二电动调节阀9;第四球阀10;第五球阀11;第六球阀12;第七球阀13;第八球阀14;第三电动调节阀15;第九球阀16;第十球阀17;第四电动调节阀18;第十一球阀19;第十二球阀20;第五电动调节阀21;第十三球阀22;第六电动调节阀23;第十四球阀24;第十五球阀25;第十六球阀26;第一发生器27;第一溴化锂溶液泵28;第一膨胀阀29;第一吸收器30;第一冷凝器31;第二膨胀阀32;第一蒸发器33;低温热源循环泵34;第十七球阀35;第十八球阀36;太阳能集热器37;第七电动调节阀38;第十九球阀39;第二十球阀40;第二十一球阀41;第二十二球阀42;风力制热器43;第八电动调节阀44;第二十三球阀45;第二十四球阀46;第二十五球阀47;地热井循环泵48;热井地埋管道49;第九电动调节阀50;第三过滤器51;第二十六球阀52;第二发生器53;第二溴化锂溶液泵54;第三膨胀阀55;第二吸收器56;第二冷凝器57;第四膨胀阀58;第二蒸发器59;凝结水泵60;第十电动调节阀61;凝结水罐62;第十一电动调节阀63;真空泵64;闪蒸罐65;污水喷头66和污水喷淋泵67;污水退水泵68。
本发明实施例公开的系统中,供水母管、回水母管和板式换热器6组成了换热站;供水母管包括一次网供水管和二次网购供水管,回水母管包括一次网回水管和二次网回水管,
一次网供水管的第一支分路直接进入板式换热器6的供水侧入口,加热后汇至二次网供水管,第二支路通过第五球阀11和第七球阀13进入第二发生器52,并驱动第二吸收式热泵单元工作,换热后的循环水通过第三电动球阀15、第八球阀14和第六球阀12后汇入一次网回水管;第三支路通过第五球阀11、第九球阀16后进入第一发生器27,作为驱动热源驱动第一吸收式热泵单元工作,换热后的循环水通过第四电动调节阀18、第十球阀17和第六球阀12后汇至一次网回水管。二次网回水管中的回水依次通过第二球阀2、第一过滤器3和二次网循环泵5后分为三路,第一支路直接进入板式换热器6的回水侧入口,第二支路通过第十一球阀19、第十三球阀22、第六电动调节阀23进入第一吸收式热泵单元的热侧入口,第三支路通过第十一球阀19、第十二球阀20和第五电动调节阀21后进入第二吸收式热泵单元的热侧入口,第一吸收式热泵单元和第二吸收式热泵单元的热侧出口汇合后与板式换热器出口的循环水共同输送至二次网供水管。
本发明实施例中,第一吸收式热泵单元和第二吸收式热泵单元的工作原理一致:
循环水进入发生器(第一发生器27和第二发生器53)中,热量被发生器(第一发生器27和第二发生器53)中的稀溶液吸收产生高温高压水蒸汽,水蒸汽进入冷凝器(第一冷凝器31和第二冷凝器57)中,被吸热后的循环水输送至一网回水管,吸热后的溶液变为浓溶液,浓溶液通过膨胀阀进入吸收器(第一吸收器30和第二吸收器56)中,在吸收器(第一吸收器30和第二吸收器56)中吸收蒸发器(第一蒸发器33和第二蒸发器59)输送过来的低温低压水蒸汽后变为稀溶液,稀溶液通过溴化锂溶液泵升压后输送回发生器(第一发生器27和第二发生器53)中,一次网回水管中的回水进入发生器(第一发生器27和第二发生器53)中,吸收来自蒸发器(第一蒸发器33和第二蒸发器59)低温低压水蒸汽中的热量后进入冷凝器(第一冷凝器31和第二冷凝器57),在冷凝器(第一冷凝器31和第二冷凝器57)中吸收来在发生器(第一发生器27和第二发生器53)的高温高压水蒸汽的热量后汇至二次网供水管,吸热产生的冷凝水通过膨胀阀进入蒸发器(第一蒸发器33和第二蒸发器59)中。
太阳能单元包括太阳能集热器37,第一蒸发器33低温侧出口通过低温热源循环泵34和第十七球阀35后分为三路,第一路通过第十八球阀36连接太阳能集热器37的入口,第二路通过第二十一球阀41和第二十二球阀42后进入风力制热器43中,第三路通过第二十一球阀41、第二十五球阀47和地热井循环泵48后进入热井地埋管道49;热井地埋管道49的出口通过第九电动调节阀50、第三过滤器51、第二十六球阀52、第二十四球阀46和第二十球阀40后进入蒸发器低温侧入口,风力制热器43的出口通过第八电动调节阀44、第二十三球阀45、第二十四球阀和第二十球阀40后进入蒸发器低温侧入口;太阳能集热器37的出口通过第七电动调节阀、第十九球阀39和第二十球阀40后进入蒸发器低温侧入口。
生活污水单元包括闪蒸罐65,闪蒸罐65的污水入口连接生活污水的输入端,通过污水喷头66进入闪蒸罐65中,污水在闪蒸罐65中产生的蒸汽进入第二蒸发器59低温侧入口,换热后产生的凝结水通过第二蒸发器59低温侧出口输送至凝结水崩60,再通过第十一电动调节阀63后进入闪蒸罐65中,闪蒸罐65上设置有真空泵64,闪蒸罐65的入口处还设置有凝结水罐62,当闪蒸罐65中的凝结水过多时,通过第十电动调节阀61将凝结水储存在凝结水罐62中。污水能单元中闪蒸罐65利用水蒸汽饱和温度随压力降低而降低的特性,利用负压闪蒸罐提取用户生活污水低品位余热,建立的负压闪蒸罐在回收污水余热方面解决了传统污水能利用换热器堵塞的问题,还可同时回收部分凝结水,回收的凝结水水质较好,可用于热网补水,进一步降低供热成本。
本发明实施例的的工作原理:
采暖季光照强度充足:
风力制热器43利用风能制热、太阳能集热器37利用太阳能制热,二者共同组成低温热源,地热井单元不在光照充足时不投入使用,利用一次网供水驱动第一吸收式热泵单元提取低温热源热量加热二次网回水后送至热用户,实现对外供热;生活污水通入负压闪蒸罐65在负压环境中蒸发,形成携带大量潜热的水蒸气,利用一次网供水驱动第二吸收式热泵单元提取水蒸气中蕴含的低品位余热用于加热二次网回水,实现对外供热;风能单元和太阳能单元在光照强度充足时视热负荷大小,可选择切换使用或共同运行。
采暖季光照强度不足时:
风力制热器43利用风能制热、地热井单元提取土壤热量制热,二者共同组成低温热源,太阳能集热器37不投入使用,利用一次网供水驱动第一吸收式热泵单元提取低温热源热量加热二次网回水,实现对外供热;生活污水通入闪蒸罐65在负压环境中蒸发,形成携带大量潜热的水蒸气,利用一次网供水驱动第二吸收式热泵单元提取水蒸气中蕴含的低品位余热用于加热二次网回水,实现对外供热。
非采暖季:第一和第二吸收式热泵单元不投入使用,利用太阳能集热器37与风力制热器43的制热量共同加热低温热源循环水,循环水至地热井管道49中加热土壤,储存至采暖季使用,实现跨季节储热,提高系统采暖季供热能力,提高能源利用率。
本发明实施例通过将风能、太阳能、地热能、污水能高效耦合,共同组成清洁能源低品位热源,利用一次网供水驱动吸收式热泵提取清洁能源热量实现对外供热,提高清洁能源利用率;提高了系统供热能力,降低了运行成本及污染物排放;风力制热器以一种新型风能利用采暖方式,提高风能利用率及制热量,本发明实施例建立的风光地热能耦合吸收式热泵供热系统应用于集中供热系统换热站,可提高集中供热系统一次网供回水温差,降低能耗指标,扩大换热站供热能力,同时提高供热系统稳定性及用户的供热质量。
以上仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种换热站供热系统,其特征在于,包括第一吸收式热泵单元、第二吸收式热泵单元、太阳能单元、风能单元、地热能单元、污水能单元、供水母管和回水母管;
所述供水母管分别连接板式换热器(6)的供水入口、第一吸收式热泵单元的水侧入口和第二热泵单元的水侧入口,第一吸收式热泵单元和第二吸收式热泵单元的水侧出口均连接回水母管;
所述回水母管分别连接第一吸收式热泵单元的热侧入口、第二吸收式热泵单元的热侧入口和板式换热器(6)的回水入口,第一吸收式热泵单元的热侧出口和第二吸收式热泵单元的热侧出口均连接供水母管,板式换热器(6)的回水出口连接回水母管;
所述地热能单元、风能单元和太阳能单元的出口均连接第一吸收式热泵单元低温侧入口,第一吸收式热泵单元低温侧出口分别连接地热能单元、风能单元和太阳能单元的入口;
所述污水能单元的入口和出口分别连接第二吸收式热泵单元低温侧出口和入口。
2.根据权利要求1所述的一种换热站供热系统,其特征在于,所述供水母管包括一次网供水管和二次网供水管;
所述一次网供水管分别连接板式换热器(6)的供水侧入口、第一吸收式热泵单元的水侧入口和第二吸收式热泵单元的水侧入口,所述第一吸收式热泵单元热侧出口和第二吸收式热泵单元的热侧出口均连接二次网供水管
所述板式换热器(6)的供水侧出口连接二次网供水管。
3.根据权利要求2所述的一种换热站供热系统,其特征在于,所述回水母管包括一次网回水管和二次网回水管;
所述二次网回水管分别连接第一吸收式热泵单元的热侧入口、第二吸收式热泵单元的热侧入口和板式换热器(6)的回水侧入口,所述板式换热器(6)回水侧出口连接一次网回水管。
4.根据权利要求3所述的一种换热站供热系统,其特征在于,所述板式换热器(6)回水侧入口与二次网回水管之间依次设置有第一过滤器(3)、二次网循环泵(4)和第一电动调节阀(5);
所述板式换热器(6)回水侧出口与一次网回水管之间设置有第二电动调节阀(9)和第四球阀(10)。
5.根据权利要求3所述的一种换热站供热系统,其特征在于,所述板式换热器(6)供水侧入口与一次网供水管之间设置有第二过滤器(8);所述板式换热器(6)供水侧出口与二次网供水管之间设置有第一球阀(1)。
6.根据权利要求1所述的一种换热站供热系统,其特征在于,所述污水能单元包括凝结水罐(62)和闪蒸罐(65);
所述闪蒸罐(65)的污水入口连接污水管的输入端,闪蒸罐(65)蒸汽出口连接第二吸收式热泵单元低温侧的入口,第二吸收式热泵单元低温侧出口连接闪蒸罐(65)的凝结水入口。
7.根据权利要求1所述的一种换热站供热系统,其特征在于,所述太阳能单元包括太阳能集热器(37),所述太阳能集热器(37)和第一吸收式热泵单元低温侧出口之间依次设置有低温热源循环泵(34)、第十七球阀(35)和第十八球阀(36);
所述太阳能集热器(37)的出口与第一吸收式热泵单元低温侧入口之间设置有第七电动调节阀(38)、第十九球阀(39)和第二十球阀(40)。
8.根据权利要求7所述的一种换热站供热系统,其特征在于,所述风能单元包括风力制热器(43),所述风力制热器(43)入口前设置有第二十二球阀(42),所述风力制热器(43)的出口处设置有第八电动调节阀(44)和第二十三球阀(45)。
9.根据权利要求8所述的一种换热站供热系统,其特征在于,所述地热能单元包括热井地埋管道(49),所述热井地埋管道(49)的入口前设置有地热井循环泵(48),所述地热井地埋管道(49)的出口处设置有第三过滤器(51)。
10.根据权利要求1所述的一种换热站供热方法,其特征在于,包括以下步骤:
在采暖季光照充足时,供水母管的第一路流量通过板式换热器(6)加热后用于供水,第二路和第三路流量作为驱动式热源分别进入第一吸收式热泵单元和第二吸收式热泵单元,风能单元和太阳能单元作为低温热源将热量传递至第一吸收式热泵单元中,吸收式热泵单元中吸热后的循环水汇至供水母管;污水单元作为第二吸收式热泵单元的低温热源,当第二吸收式热泵单元中的循环水吸热后汇至供水母管;
在采暖季光照不充足时,风能单元和地热能单元作为低温热源将热量传递至第一吸收式热泵单元中,吸收式热泵单元中吸热后的循环水汇至供水母管;
在非采暖季,第一吸收式热泵单元和第二吸收式热泵单元均不工作,通过太阳能单元和风能单元共同加热低温热源循环水,加热后的循环水通过地热能单元将热量存储在土壤中。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101922753A (zh) * 2010-08-27 2010-12-22 清华大学 一种太阳能与地热能辅助型集中供热系统
CN203549973U (zh) * 2013-09-24 2014-04-16 四平市巨元瀚洋板式换热器有限公司 热源再利用集成换热机组
CN109855151A (zh) * 2019-03-06 2019-06-07 中核坤华能源发展有限公司 一种利用吸收式热泵结合真空闪蒸的地热供暖系统
CN113175698A (zh) * 2021-06-08 2021-07-27 西安热工研究院有限公司 一种利用地热能加热二级网水的换热站系统及方法
CN113834114A (zh) * 2021-06-04 2021-12-24 华能伊春热电有限公司 一种负压闪蒸耦合双级压缩变频式热泵的供热系统及方法
CN114135917A (zh) * 2021-11-24 2022-03-04 同方节能工程技术有限公司 一种可实现多区域供热的吸收式换热机组及供热系统
CN114251708A (zh) * 2021-12-28 2022-03-29 北京华源泰盟节能设备有限公司 一种基于吸收式换热的大温差调节系统及其调节方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101922753A (zh) * 2010-08-27 2010-12-22 清华大学 一种太阳能与地热能辅助型集中供热系统
CN203549973U (zh) * 2013-09-24 2014-04-16 四平市巨元瀚洋板式换热器有限公司 热源再利用集成换热机组
CN109855151A (zh) * 2019-03-06 2019-06-07 中核坤华能源发展有限公司 一种利用吸收式热泵结合真空闪蒸的地热供暖系统
CN113834114A (zh) * 2021-06-04 2021-12-24 华能伊春热电有限公司 一种负压闪蒸耦合双级压缩变频式热泵的供热系统及方法
CN113175698A (zh) * 2021-06-08 2021-07-27 西安热工研究院有限公司 一种利用地热能加热二级网水的换热站系统及方法
CN114135917A (zh) * 2021-11-24 2022-03-04 同方节能工程技术有限公司 一种可实现多区域供热的吸收式换热机组及供热系统
CN114251708A (zh) * 2021-12-28 2022-03-29 北京华源泰盟节能设备有限公司 一种基于吸收式换热的大温差调节系统及其调节方法

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