CN205807597U - 一种利用热泵技术提取大温差的温度来实现集中的供暖系统 - Google Patents

Abstract

一种利用热泵技术提取大温差的温度来实现集中的供暖系统，包括原有供暖设备，将原有供暖设备的供热回水管道中的回水作为热泵系统的低温热源，经低温热泵系统工作后，可提供热水给住宅终端系统进行供暖，若继续增加小区供暖系统时，则需要以上一级的新增供暖系统中的供热回水管道中的回水作为低温热源，热泵的制热性能系数高，这样在不扩大现有集中热力管网的前提下，将回水温度降到更低的温度，使整个集中热力管网的供回水温差提升，可以在不改变现有管网的前提下大幅提高现有供热能力，与常规的重新铺设管网方式相比，本方案投资少、布置灵活、建设周期短，解决了重新铺设管网的投资巨大的问题也解决了诸如施工过程中造成的交通拥堵、影响居民生活等诸多问题。

Description

一种利用热泵技术提取大温差的温度来实现集中的供暖系统

技术领域

本实用新型涉及供暖技术领域，具体为一种利用热泵技术提取大温差的温度来实现集中的供暖系统。

背景技术

我国北方地区的供热主要以煤炭为主，许多中小城市采用了分散式中小型锅炉供热方式。这些小型供热站供热量小，效率低下，而且大部分没有配置相应的除尘、除硫设备，造成了严重的空气污染。根据国家相关政策规定，北方城市供暖方式将以大型集中供热为主，以各种可再生能源利用为辅的总体策略。但在现有条件下，扩大集中供热能力却存在着一些制约瓶颈。近几年，我国城镇化发展速度迅猛，建筑增量远超当时的供热规划，因此多数集中供热的热力管网的输送能力已经满足不了城市发展的需求，原有的供热站不能满足新增小区用户的供暖需求。供热站增加供热设备以提高供热能力，这个问题解决起来比较容易，而重新铺设热力管网却非常困难，一是重新铺设管网的投资巨大，二是需要与市政其他布局共同规划，同时也会带来诸如施工过程中造成的交通拥堵、影响居民生活等诸多问题。因此，如何在现有管网不变的情况下扩大供热能力，是一个亟待解决的重要现实问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种利用热泵技术提取大温差的温度来实现集中的供暖系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种利用热泵技术提取大温差的温度来实现集中的供暖系统，包括原有供暖设备，所述原有供暖设备包括锅炉、冷却塔、热电设备、吸收机组、低温热泵、补水箱a、补水箱b、一级换热站、二级换热站，所述热电设备通过上水管、回水管与冷却塔连接，所述低温热泵通过余热回收循环管道分别连接上水管、回水管，所述低温热泵通过补水管道连接补水箱a，所述低温热泵通过供热管道连接至锅炉，所述锅炉通过一级供水供热管道与一级换热站连接，所述一级供水供热管道连接有一级供热回水管道，所述一级换热站通过二级供水供热管道与二级换热站连接，所述二级供水供热管道连接有二级供热回水管道，所述二级换热站通过供水供热循环管道连接到原供暖小区，所述补水箱b、热电设备分别与吸收机组连接，所述吸收机组通过管道连接至一级供水供热管道上，所述一级供热回水管道、二级供热回水管道上设置有阀门，在所述一级换热站内从一级供热回水管道上接入新增一级换热水管a，所述新增一级换热水管a通过新增换热器a接至一级供热回水管道上，从所述新增换热器a引出的新增一级换热水管a上设置有阀门，所述二级供热回水管道上接入新增二级换热水管a，所述新增二级换热水管a依次经过新增低温热泵a、新增换热器a连接至一级换热站，所述新增换热器a、新增低温热泵a之间连接的新增二级换热水管a上设置有阀门，所述新增低温热泵a通过新增供水供热循环管道连接至新增小区a，其中，所述一级换热站、新增换热器a、新增一级换热水管a、一级供热回水管道共同构成一个换热循环组，所述新增换热器a、一级换热站、二级供热回水管道、新增低温热泵a、新增二级换热水管a共同构成一个换热循环组。

进一步，所述新增换热器a、新增低温热泵a之间连接的新增二级换热水管a上接入新增二级换热水管b，所述新增二级换热水管b经过新增低温热泵b、新增换热器b连接至新增换热器a中的新增二级换热水管a上，所述新增低温热泵b通过新增供水供热循环管道连接至新增小区b，所述新增一级换热水管a上引出有新增一级换热水管b，所述新增一级换热水管b通过新增换热器b引出后分成一端连接至一级供热回水管道、另一端连接至新增一级换热水管a上的两根分管道，其中，所述新增低温热泵b、新增二级换热水管b、新增换热器b、新增换热器a共同构成一个换热循环组，所述新增换热器b、新增一级换热水管b、新增一级换热水管a、一级换热站、一级供热回水管道共同构成一个换热循环组。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：可以在不改变现有管网的前提下大幅提高现有供热能力，与常规的重新铺设管网方式相比，本方案投资少、布置灵活、建设周期短，解决了重新铺设管网的投资巨大的问题也解决了诸如施工过程中造成的交通拥堵、影响居民生活等诸多问题，而且，热泵技术是一项环保节能技术，属国家大力提倡的节能环保技术之一。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图中：1-锅炉；2-热电设备；3-吸收机组；4-冷却塔；41-上水管；42-回水管；5-低温热泵；51-余热回收循环管道；6-补水箱a；7-补水箱b；8-一级换热站；81-一级供水供热管道；82-一级供热回水管道；83-阀门；9-二级换热站；91-二级供水供热管道；92-二级供热回水管道；10-原供暖小区；111-新增换热器a；112-新增一级换热水管a；113-新增低温热泵a；114-新增小区a；115-新增二级换热水管a；121-新增换热器b；122-新增一级换热水管b；123-新增二级换热水管b；124-新增低温热泵b；125-新增小区b；131-新增换热器c；132-新增一级换热水管c；133-新增二级换热水管c；134-新增低温热泵c；135-新增小区c。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种技术方案：一种利用热泵技术扩大集中的供暖系统，包括原有供暖设备，所述原有供暖设备包括锅炉1、冷却塔4、热电设备2、吸收机组3、低温热泵5、补水箱a 6、补水箱b 7、一级换热站8、二级换热站9，所述热电设备2通过上水管41、回水管42与冷却塔4连接，所述低温热泵5通过余热回收循环管道51分别连接上水管41、回水管42，所述低温热泵5通过补水管道连接补水箱a 6，所述低温热泵5通过供热管道连接至锅炉1，所述锅炉1通过一级供水供热管道81与一级换热站8连接，所述一级供水供热管道81连接有一级供热回水管道82，所述一级换热站8通过二级供水供热管道91与二级换热站9连接，所述二级供水供热管道91连接有二级供热回水管道92，所述二级换热站9通过供水供热循环管道连接到原供暖小区10，所述补水箱b 7、热电设备2分别与吸收机组3连接，所述吸收机组3通过管道连接至一级供水供热管道81上，所述一级供热回水管道82、二级供热回水管道92上设置有阀门，在所述一级换热站8内从一级供热回水管道82上接入新增一级换热水管a 112，所述新增一级换热水管a 112通过新增换热器a 111接至一级供热回水管道82上，从所述新增换热器a 111引出的新增一级换热水管a 112上设置有阀门，所述二级供热回水管道82上接入新增二级换热水管a 115，所述新增二级换热水管a 115依次经过新增低温热泵a 113、新增换热器a 111连接至一级换热站8，所述新增换热器a 111、新增低温热泵a 113之间连接的新增二级换热水管a 115上设置有阀门，所述新增低温热泵a 113通过新增供水供热循环管道连接至新增小区a 114。其中，所述一级换热站8、新增换热器a 111、新增一级换热水管a 112、一级供热回水管道82共同构成一个换热循环组，所述新增换热器a 111、一级换热站8、二级供热回水管道92、新增低温热泵a 113、新增二级换热水管a 115共同构成一个换热循环组。

所述新增换热器a 111、新增低温热泵a 113之间连接的新增二级换热水管a 115上接入新增二级换热水管b 123，所述新增二级换热水管b 123经过新增低温热泵b 124、新增换热器b 121连接至新增换热器a 111中的新增二级换热水管a 115上，所述新增低温热泵b 124通过新增供水供热循环管道连接至新增小区b 125，所述新增一级换热水管a 112上引出有新增一级换热水管b 122，所述新增一级换热水管b 122通过新增换热器b 121引出后分成一端连接至一级供热回水管道82、另一端连接至新增一级换热水管a 112上的两根分管道。其中，所述新增低温热泵b 124、新增二级换热水管b 123、新增换热器b 121、新增换热器a 111共同构成一个换热循环组，所述新增换热器b 121、新增一级换热水管b122、新增一级换热水管a 112、一级换热站8、一级供热回水管道82共同构成一个换热循环组。

锅炉1产生80℃的热水通过一级供水供热管道81流经一级换热站8，在一级换热站8内完成热交换，一级换热站8将80℃的热水降为50℃，同时提升了二级供水供热管道91内的水温至50℃。二级供水供热管道91内的水流经至二级换热站9后，50℃的热水转换为40℃的温水，转换后的另外一部分热量通过供水供热循环管道传递给原供暖小区10。

新增有需要供暖的小区时，将原有供暖的回水作为水源热泵系统的低温热源，经低温热泵系统工作后，再继续提供给新增小区住宅终端系统进行供暖即可。

在原有的一级供热回水管道82上开设一个换热回路，此换热回路由新增一级换热水管a 112构成，在一级换热站8内，80℃的热水经过换热后产生的50℃一部分回流至锅炉1，另一部分通过新增一级换热水管a 112流至新增换热器a 111。在新增换热器a 111内，新增一级换热水管a 112中50℃的热水被转换成42.5℃的热水，新增一级换热水管a 112的末端接至一级供热回水管道82上，最终流到锅炉1内。

在二级供热回水管道92上开设一个换热回路，此换热回路由新增二级换热水管a115构成，二级供热回水管道92中40℃的热水分流至新增二级换热水管a 115中。新增二级换热水管a 115中的热水流经至新增低温热泵a 111，此时40℃的热水作为低温热源，在新增低温热泵a 111中40℃的热水转换为35℃的热水，另一部分升高的热能传递给连接至新增低温热泵a 111上的新增供水供热循环管道中，使得新增供水供热循环管道供水水温为45℃，新增供水供热循环管道将45℃的热水供新增小区a 114供暖使用，新增小区a 114使用后的40℃的回水再通过新增供水供热循环管道流至新增低温热泵a 113。

如果继续增加需要供暖的小区时，在新增小区a 114的供暖系统的基础上再另行搭建一个供新增小区b 125使用的供暖系统。在新增一级换热水管a 112上开设一个换热回路，此换热回路由新增一级换热水管b 122构成，从新增换热器a 111引处的新增一级换热水管a 112中的42.5℃的热水经新增一级换热水管b 122分流流至新增换热器b 121进行热交换。产生36.25℃的热水一部分通过新增一级换热水管b 122流到一级供热回水管道82内，另一部分通过新增一级换热水管b 122流至新增一级换热水管a 112中，并最终统一经过一级供热回水管道82流入锅炉1内。而新增换热器b 121内将换热后的能量传递给新增二级换热水管b 123中的水，作为新增低温热泵a 113的热源。

从新增二级换热水管a 115上开设一个换热回路，此换热回路由新增二级换热水管b 123构成。从新增低温热泵a 113换热后出来的35℃的热水一部分分流至新增二级换热水管b 123中，流经至新增低温热泵b 124并在其内进行热交换，此时35℃的水作为低温热源，新增低温热泵b 124工作将35℃的热水转换为30℃的温水。30℃的温水流经新增换热器b 121后最终流至新增换热器a 111内的新增二级换热水管a 115中。新增低温热泵b 124内获得的热量将新增供水供热循环管道中的40℃水提升至45℃，45℃的热水通过新增供水供热循环管道为新增小区b 125提供供暖热能。新增小区b 125使用后的40℃的回水再通过新增供水供热循环管道流至新增低温热泵b 124。

同理，如果继续增加需要供暖的小区，则分别在新增一级换热水管b 122、新增二级换热水管b 123的回路上继续各开设一个循环换热回路。新增一级换热水管b 122上新增一个新增一级换热水管c 132，新增一级换热水管c 132、新增换热器c 131、新增一级换热水管b 122的回路作为一个循环组，新增二级换热水管c 133、新增二级换热水管b 123的回路、新增低温热泵c 134作为一个循环组，共同完成新增小区c 135的供暖问题。

根据供热站的形式不同，当供热站为热电联产供暖，因为热电厂在发电过程中有大量的工艺冷却水，进入冷却塔的冷却水温度冬季时大致为27 ℃，回水一般在17 ℃左右，这也是一种非常优良的热泵热源。此时可采取低温热泵加热的方式，以27 ℃的工艺冷却水为热泵的低温热源，通过低温热泵技术将供热系统的回水加热至45 ℃，然后送入原加热设备继续升温至80 ℃，从而实现供暖的正常循环。

本实用新型可以在不改变现有管网的前提下大幅提高现有供热能力，与常规的重新铺设管网方式相比，本方案结构简单、投资少、布置灵活、建设周期短，解决了重新铺设管网的投资巨大的问题也解决了诸如施工过程中造成的交通拥堵、影响居民生活等诸多问题，而且，热泵技术是一项环保节能技术，属国家大力提倡的节能环保技术之一。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (2)

1.一种利用热泵技术提取大温差的温度来实现集中的供暖系统，包括原有供暖设备，所述原有供暖设备包括锅炉、冷却塔、热电设备、吸收机组、低温热泵、补水箱a、补水箱b、一级换热站、二级换热站，其特征在于：所述热电设备通过上水管、回水管与冷却塔连接，所述低温热泵通过余热回收循环管道分别连接上水管、回水管，所述低温热泵通过补水管道连接补水箱a，所述低温热泵通过供热管道连接至锅炉，所述锅炉通过一级供水供热管道与一级换热站连接，所述一级供水供热管道连接有一级供热回水管道，所述一级换热站通过二级供水供热管道与二级换热站连接，所述二级供水供热管道连接有二级供热回水管道，所述二级换热站通过供水供热循环管道连接到原供暖小区，所述补水箱b、热电设备分别与吸收机组连接，所述吸收机组通过管道连接至一级供水供热管道上，所述一级供热回水管道、二级供热回水管道上设置有阀门，在所述一级换热站内从一级供热回水管道上接入新增一级换热水管a，所述新增一级换热水管a通过新增换热器a接至一级供热回水管道上，从所述新增换热器a引出的新增一级换热水管a上设置有阀门，所述二级供热回水管道上接入新增二级换热水管a，所述新增二级换热水管a依次经过新增低温热泵a、新增换热器a连接至一级换热站，所述新增换热器a、新增低温热泵a之间连接的新增二级换热水管a上设置有阀门，所述新增低温热泵a通过新增供水供热循环管道连接至新增小区a，其中，所述一级换热站、新增换热器a、新增一级换热水管a、一级供热回水管道共同构成一个换热循环组，所述新增换热器a、一级换热站、二级供热回水管道、新增低温热泵a、新增二级换热水管a共同构成一个换热循环组。

2.根据权利要求1所述的一种利用热泵技术提取大温差的温度来实现集中的供暖系统，其特征在于：所述新增换热器a、新增低温热泵a之间连接的新增二级换热水管a上接入新增二级换热水管b，所述新增二级换热水管b经过新增低温热泵b、新增换热器b连接至新增换热器a中的新增二级换热水管a上，所述新增低温热泵b通过新增供水供热循环管道连接至新增小区b，所述新增一级换热水管a上引出有新增一级换热水管b，所述新增一级换热水管b通过新增换热器b引出后分成一端连接至一级供热回水管道、另一端连接至新增一级换热水管a上的两根分管道，其中，所述新增低温热泵b、新增二级换热水管b、新增换热器b、新增换热器a共同构成一个换热循环组，所述新增换热器b、新增一级换热水管b、新增一级换热水管a、一级换热站、一级供热回水管道共同构成一个换热循环组。