CN206176510U - 集中供热二次网调峰机组 - Google Patents

Abstract

集中供热二次网调峰机组，用于集中供热系统换热站中二次网的调峰。包括以水为热媒的调峰换热器、电热泵、调峰换热器与电热泵之间的内循环管、安装在内循环管上的循环泵，其中，换热器电热泵一侧的进、出水口与电热泵蒸发器的出、进水口之间连接内循环管，包括内循环管的循环通道中充低温水。调峰换热器热源水一侧的进水口与板式换热器一次网侧的出水口连接，出水口连接一次网回水管，电热泵冷凝器出口连接板式换热器的二次网回水进口，进口连接二次网回水管。本实用新型的积极效果是：可在一次网供水参数不变的情况下，迅速提高二次网的供回水温度，满足一次网下热用户不同的调峰需求。实现了一、二次网高、中、低温热能的梯度利用。

Description

集中供热二次网调峰机组

技术领域

本实用新型属于供热领域，具体涉及热电联产集中供热系统的二次网调峰。

背景技术

热电联产集中供热系统，在供暖初、末期，由于二次网热用户热需求小，对一次网和二次网的供水温度要求都不高，二次网供、回水温差维持在5℃左右，即能满足二次网热用户的供热需求。而在供暖严寒期，随着二次网热用户热需求的增加，需要提高二次网的供水温度，且二次网的供、回水温差维持在10℃左右，因此，只有大幅提高一次网供热初始端的供水温度，才能满足二次网热用户的调峰供热需求。

热电联产集中供热系统，采用提高一次网供水温度为二次网调峰的方式，存在以下问题。一是采用这种方式调峰，由于一次网供水温度要比二次网回水温度高40℃-60℃左右，采用温度较高的一次网供水直接加热温度较低的二次网回水，需要消耗大量的一次网高品质热能。二是这种调峰方法灵活性差。通常，在一次网的辖内有上百个换热站。接入二次网的各组热用户的用热时段、对二次网的供水温度，以及二次网的供回水温差都存在较大的差异，仅采用提高一次网供水温度为二次网的调峰方式，难免出现大马拉小车的现象。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种集中供热二次网调峰机组，用于提升集中供热系统换热站中对二次网给水温度的提升并加大二次网给、回水的温差，克服现有技术中通过提高一次网水温对二次网调峰存在的上述不足。

本实用新型的调峰机组包括以水为热媒的调峰换热器、电热泵、调峰换热器与电热泵之间的内循环管、安装在内循环管上的循环泵，其中，换热器电热泵一侧的进、出水口与电热泵蒸发器的出、进水口之间连接内循环管，所述内循环管的循环通道中充低温水。

本实用新型的调峰机组接入集中供热系统时的连接关系是：调峰换热器热源水一侧的进水口经水管或接头与换热站中的板式换热器一次网侧的出水口连接，调峰换热器热源水一侧的出水口连接一次网回水管，电热泵冷凝器出口经水管或接头连接换热站中板式换热器的二次网回水进口，电热泵冷凝器进口连接二次网回水管。

为便于调峰机组中换热器输出的低温水的温度调控，所述的换热器选用管壳式换热器，将管壳换热器的管程通道作为高温水通道、将壳程通道作为低温水通道，并在壳程通道的进、出口之间设置一个壳程中段出口。壳程通道上的壳程中段出口和末端出口经输水管连接到同一个三通电动流量调节阀的两个进水口上，电动三通流量调节阀的出水口连接内循环管，由电动三通流量调节阀进水口与管程中段出水口及末端出水口之间的温度传感器、电动三通调节阀出口与电热泵蒸发器进口之间的温度传感器、处理温度信号并输出三通电动流量调节阀控制电流的控制模块组成三通电动流量调节阀控制器。

本实用新型的工作过程是：从板式换热器的一次网侧出水口流出的中温水，进入电热泵调峰机组中调峰换热器热源水进水口，经过调峰换热器后进入一次网回水管。流经调峰换热器低温侧的内循环水通过设置在电热泵调峰机组内部的电压缩机做工，将电热泵调峰机组从一次网吸收的中温热能，转变成电热泵调峰机组二次网侧的高温热能导入二次网回水中，调峰机组将流出板式换热器的一次网回水的温度再次降低，成为一次网低温水，经由一次网回水管路送入换热站外的一次网回水主系统，完成一次网高温水与二次网回水的一次梯级换热。

与此同时，由设置在换热站内的二次网回水管路上的二次网循环泵提供管道循环动力，将温度较高的二次网供水送入换热站外的热用户进水口，与热用户完成热量交换后，由此降低温度的二次网供水，再经由热用户出水口流出，成为二次网回水，并沿二次网回水管路送入换热站内的电热泵调峰机组的二次网侧进水口，通过设置在电热泵调峰机组内部的电压缩机做工，将电热泵调峰机组一次网侧吸收的一次网中温水热能，转变成电热泵调峰机组的二次网侧高温热能导入二次网回水中，在电热泵调峰机组内部升温后的二次网回水，经由电热泵调峰机组的二次网侧出水口流出，并通过二次网回水管路送入板式换热器的二次网侧进水口，吸收板式换热器一次网侧的一次网高温水的热量后，成为温度较高的二次网供水，经由板式换热器的二次网侧出水口流出，再通过二次网供水管路送入换热站外的热用户的进水口，完成二次网供、回水管路的一次闭式循环，以及一次网经由换热站向热用户搬运热能的一次过程。

本实用新型的积极效果是：

1、利用电热泵调峰机组提取一次网中温水的热量为二次网调峰，改变了只有提高一次网供热初始端供水温度，才能对二次网进行调峰的传统运行方式。这种调峰方式具有响应快、起停灵活的特点，可根据各热用户的实际需求，在一次网供水参数不变的情况下，能迅速提高二次网的供回水温度，满足一次网下二次网热用户不同的调峰需求；

2、与传统的采用提高一次网供水温度为二次网调峰的方式相比，这种调峰方式通过缩小一次网高温供水和二次网回水的换热温差，二次网回水首先被电热泵调峰机组升温后，再进入板式换热器与一次网高温水进行换热，即二次网60%的热量通过板式换热器从一次网高温水中换取，二次网40%的热量由电热泵调峰机组吸收一次网中温水热能予以补充，通过这种调峰方式，可减少40%左右的一次网高品质热能消耗；

3、本调峰系统实现了一次网和二次网的高、中、低温热能的梯度利用。一次网高温水与二次网被电热泵调峰机组加热后的二次网回水直接换热，一次网中温水与电热泵机组蒸发器低温循环水直接换热，电热泵机组冷凝器制取的高温热与温度较低的二次网回水直接换热；

4、调峰期，由于二次网回水比二次网供水温度低10℃左右，采用电热泵调峰机组优先加热二次网回水。一是相比较优先加热温度较高的二次网供水，可提升电热泵调峰机组的系统能效；二是相比较优先加热温度较高的二次网供水，由于降低电热泵调峰机组的冷凝温度，冷凝器内管壁结垢就会成大幅下降；

5、由于电热泵调峰机组需要串联在一次网中温回水管路上，对一次网阻力的影响关系到原有集中供热系统的水力平衡，由于电热泵调峰机组内置的管壳换热器的阻力比板式换热器低50%以上，因此，降低了对一次网水力平衡的影响；

6、所需调峰用的低温热量由一次网供热初始端集中补充，也可充分挖掘热源厂的低品位热源，更有利于对补充方式进行环保处理，此方法对于缓解北方城市冬季煤烟型大气污染具有重要意义。

附图说明

图1为本实用新型电热泵调峰机组结构示意图。

图中：1为调峰换热器、2为电热泵、2-1为电热泵蒸发器、2-2为电热泵冷凝器、3为电热泵调峰机组内循环输水管、4为电热泵调峰机组内循环泵。

图2为本实用新型接入供热系统连接关系示意图。

图中：5为一次网供水管路、6为一次网流量调节阀、7为板式换热器、8为电热泵调峰机组、9为一次网回水管路、10为二次网供水管路、11为热用户、12为二次网回水管路、13为二次网循环泵。

图3为本实用新型中使用的管壳式调峰换热器结构示意图。

图中：1-1为管壳换热器壳体、1-2为管程通道管组、1-3为壳程导流板、1-4为管程进水口、1-5为管程出水口、1-6为壳程进水口、1-7为壳程中段出水口、1-8为壳程末端出水口、1-9为三通电动流量调节阀。

图4为本实用新型管壳散热器三通电动流量调节阀控制器框图。

具体实施方式

参阅图1，本实用新型的调峰机组包括以水为热媒的调峰换热器1、电热泵2、调峰换热器与电热泵之间的内循环管3、安装在内循环管上的循环泵4，其中，换热器1电热泵2一侧的进、出水口与电热泵蒸发器2-1的出、进水口之间连接内循环管3，所述内循环管的循环通道中充低温水。

参阅图1、2本实用新型的调峰机组接入集中供热系统时的连接关系是：调峰换热器8热源水一侧的进水口经水管或接头与换热站中的板式换热器7的一次网侧的出水口连接，调峰换热器6热源水一侧的出水口连接一次网回水管9，电热泵冷凝器2-2的二次网一侧的出口经水管或接头连接换热站中板式换热器7的二次网回水进口，电热泵冷凝器2-2二次网一侧的进水口连接二次网回水管12。

参阅图3，壳体一端的进水口1-4经水管连接板式换热器一次网侧出水口，壳体另一端的出水口1-5连接一次网回水管，将包括管组1-2的管程通道作为高温水通道。将壳程通道作为低温水通道，在壳程通道的进口1-6和出口1-8之间设置一个壳程中段出口1-7。壳程通道上的壳程中段出口1-7和末端出口1-8经水管1-10连接到同一个三通电动流量调节阀1-9的两个进水口上，三通电动流量调节阀1-9的出水口连接内循环管，由三通电动流量调节阀1-9进水口与管程中段出水口及末端出水口之间的温度传感器、三通电动流量调节阀1-9出口与电热泵蒸发器进口之间的温度传感器、处理温度信号并输出三通电动流量调节阀1-9控制电流的控制模块组成三通电动流量调节阀控制器。

Claims (2)

1.集中供热二次网调峰机组，其特征是：包括调峰换热器、电热泵、调峰换热器与电热泵之间的内循环管、安装在内循环管上的循环泵，其中，换热器电热泵一侧的进、出水口与电热泵蒸发器的出、进水口之间连接内循环管，所述内循环管的循环通道中充低温水。

2.根据权利要求1所述的集中供热二次网调峰机组，其特征是：所述的换热器选用管壳式换热器，将管壳换热器的管程通道作为高温水通道、将壳程通道作为低温水通道，并在壳程通道的进、出口之间设置一个壳程中段出口，壳程通道上的壳程中段出口和末端出口经水管连接到同一个三通电动流量调节阀的两个进水口上，电动三通流量调节阀的出水口连接内循环管，由电动三通流量调节阀进水口与管程中段出水口及末端出水口之间的温度传感器、电动三通调节阀出口与电热泵蒸发器进口之间的温度传感器、处理温度信号并输出三通电动流量调节阀控制电流的控制模块组成三通电动流量调节阀控制器。