CN208237958U

CN208237958U - 一种分布式多源联合供暖供冷系统

Info

Publication number: CN208237958U
Application number: CN201820636319.7U
Authority: CN
Inventors: 翟晓莹; 朱嘉坤; 刘二燕; 李波; 赵扬; 杨凯; 郭春剑; 岳党教; 龚力; 张瑾; 田波; 王振华; 惠明; 田渭蓉
Original assignee: Xian Shaangu Power Co Ltd
Current assignee: Xian Shaangu Power Co Ltd
Priority date: 2018-04-28
Filing date: 2018-04-28
Publication date: 2018-12-14
Anticipated expiration: 2028-04-28

Abstract

本实用新型公开了一种分布式多源联合供暖供冷系统，包括天然气冷热电三联供子系统、空压机余热与土壤源复合热泵子系统、水蓄能子系统和燃气锅炉子系统这四个子系统，所述四个子系统的供水管与分水器相连接，四个子系统的回水管与集水器相连接。本实用新型由四个功能不同的子系统组成，其中，第一、四子系统起到清洁能源作用；第二子系统是可再生能源与工业余热的有机结合；第三子系统是可再生能源与水蓄能的有机结合；本实用新型实现了该四个系统的优化组合，保证了供能的可靠性和稳定性，最终达到单位能源为用户提供更多服务的目标。

Description

一种分布式多源联合供暖供冷系统

技术领域

本实用新型属于多能源耦合供暖供冷技术领域，具体涉及一种分布式多能互补供暖供冷系统。

背景技术

北方城镇或区域采取的“大投资、大锅炉、大烟囱、大管网”的大集中燃煤供暖模式暴露出越来越多的弱点：雾霾指数迅速飙升，热网管道过长、造价高、维护难，末端热用户受严重制约，水利不平衡现象严重等；而区域自备的天然气锅炉供暖系统，供能结构单一、天然气直接燃烧供暖高能低用、供暖能源费用高；目前的供冷系统中以电制冷为主要方式，设置却过于分散，造成管理不便、单机功率过小、系统效率低，且在电力紧缺的供冷季节，容易受电力供应的限制，导致供冷系统的费用高、可靠性差。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种以区域或园区为单位的分布式多能源互补的供暖供冷系统，解决了集中供暖造成的环保问题、能源利用率低和调节不灵活的问题，对电力和天然气进行削峰填谷，规避冬季天然气气荒并降低供能的费用，保证供能的可靠性。

本实用新型所采用的技术方案是，根据能源价格和用户需求自动启动和分配如下子系统的投入顺序和负载率。

本系统包括如下子系统：

一种分布式多源联合供暖供冷系统，包括天然气冷热电三联供子系统、空压机余热与土壤源复合热泵子系统、水蓄能子系统和燃气锅炉子系统这四个子系统，所述四个子系统的供水管与分水器相连接，四个子系统的回水管与集水器相连接。

进一步的，所述天然气冷热电三联供子系统包括天然气发电机组、烟气热水型溴化锂机组、烟气热水型溴化锂机组用户侧循环水泵，其中，所述天然气发电机组的烟气出口和热水出口分别通过烟气管道、热水管道与烟气热水型溴化锂机组源侧烟气和热水进口相连；所述烟气热水型溴化锂机组有两个用户侧出口，其中一个用户侧出口依次通过热水管道和供水母管与分水器入口相连；另一个用户侧入口依次通过水泵一、回水管道和回水母管与集水器的出口相连。

进一步的，所述空压机余热与土壤源复合热泵子系统包括热泵、空压机余热换热器、土壤源地埋管、闭式冷却塔、水泵二和水泵五；其中，所述地源热泵地源侧出口、土壤源地埋管、水泵四、空压机余热换热器、水泵三、热泵地源侧入口首尾顺序相连；闭式冷却塔出口通过冷却塔循环水管道与水泵三入口相连；闭式冷却塔入口通过冷却塔循环水管道与热泵地源侧出口相连；热泵用户侧出口依次通过管道及供水母管与分水器相连；集水器出口通过回水母管连接水泵二入口，水泵二出口连接热泵用户侧入口。

进一步的，所述水蓄能子系统包括水蓄能罐、蓄能/释能换热器、水泵三、水泵七、水泵八；其中，所述水蓄能罐出口通过水泵七连接所述蓄能/释能换热器源侧入口，蓄能/释能换热器源侧出口连接水蓄能罐；所述蓄能换热器用户侧出口通过供水母管连接分水器入口；集水器出口通过回水母管、水泵三连接蓄能换热器用户侧入口；热泵用户侧出口通过管道与水蓄能罐源侧入口连接，水蓄能罐源侧出口依次通过水泵八、管道与热泵用户侧入口连接。

进一步的，所述燃气锅炉子系统：包括天然气锅炉和天然气锅炉系统循环水泵，其中，所述分水器入口通过供水母管连接天然气锅炉出口，天然气锅炉入口依次通过水泵四、回水母管连接集水器出口。

本实用新型的有益效果如下：

1.本实用新型由四个功能不同的子系统组成，其中，第一、四子系统起到清洁能源作用；第二子系统是可再生能源与工业余热的有机结合；第三子系统是可再生能源与水蓄能的有机结合；本实用新型实现了该四个系统的优化组合，保证了供能的可靠性和稳定性，最终达到单位能源为用户提供更多服务的目标。

2.四个子系统的组合设计，为根据能源价格和用户实时需求变化选择供能方式，分配不同供能方式的负载率提供了基础。谷电时段利用地源热泵向蓄能管蓄冷蓄热，峰平时段再向用户供冷或供热，利用峰平谷电差价降低了供能费用。

3.同时，利用空压机余热换热器与可再生能源地源的组合，有效的回收了低品位工业余热，减少了能源的浪费。

4.本实用新型在源侧实现了能源的多能互补(天然气热能、可再生地热能、电能)、在用户侧实现了能源梯级利用(天然气发电机组利用天然气燃烧的高品位热能进行发电，烟气热水型溴化锂机组利用天然气的低品位热能进行供热)提高了一次能源利用率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图中，第一子系统指天然气冷热电三联供子系统，第二子系统指空压机余热与土壤源复合热泵子系统，第三子系统指水蓄能子系统，第四子系统指燃气锅炉子系统。

图2是本实用新型的实施例的结构示意图；

图中，1-天然气发电机组，2-烟气热水型溴化锂机组，3-热泵，4-空压机余热换热器，5-水蓄能罐，6-蓄能/释能换热器，7-天然气锅炉，8-土壤源地埋管，9-闭式冷却塔，10-水泵一，11-水泵二，12-水泵三，13-水泵四，14-水泵五，15-水泵六，16-水泵七，17-水泵八，18-分水器，19-集水器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，本实用新型提供的分布式多源联合供暖供冷系统，包括天然气冷热电三联供子系统1、空压机余热与土壤源复合热泵子系统2、水蓄能子系统3和燃气锅炉子系统4这四个子系统，所述四个子系统的供水管与分水器18相连接，四个子系统的回水管与集水器19相连接。

本实用新型，四个子系统具体设计如下：

如图2所示，天然气冷热电三联供子系统包括天然气发电机组1、烟气热水型溴化锂机组2、烟气热水型溴化锂机组用户侧循环水泵10，其中，所述天然气发电机组1的烟气出口和热水出口分别通过烟气管道a1、热水管道a2与烟气热水型溴化锂机组2源侧烟气和热水进口相连；所述烟气热水型溴化锂机组2有两个用户侧出口，其中一个用户侧出口依次通过热水管道b和供水母管p与分水器18入口相连；另一个用户侧入口依次通过水泵一10、回水管道c和回水母管q与集水器19的出口相连。该天然气冷热电三联供子系统中，天然气在天然气发电机组1中燃烧输出电力，燃烧后的烟气和燃气发电机组的缸套冷却水通过管道输入溴化锂机组2进行制热或制冷，热量或者冷量以水为介质进行循环输送。

空压机余热与土壤源复合热泵子系统包括热泵3、空压机余热换热器4、土壤源地埋管8、闭式冷却塔9、水泵二11和水泵五14；其中，所述地源热泵3地源侧出口、土壤源地埋管8、水泵四15、空压机余热换热器4、水泵三14、热泵3地源侧入口首尾顺序相连；闭式冷却塔9出口通过冷却塔循环水管道m与水泵三14入口相连；闭式冷却塔9入口通过冷却塔循环水管道l与热泵3地源侧出口相连；热泵3用户侧出口依次通过管道d及供水母管p与分水器18相连；集水器19出口通过回水母管q连接水泵二11入口，水泵二11出口连接热泵3用户侧入口。该空压机余热与土壤源复合热泵中，冬季由热泵机组从土壤中和空压机余热中取热向用户供暖，夏季由热泵机组向土壤中和闭式冷却塔9中放热为用户供冷，热量或者冷量以水为介质进行循环输送。

水蓄能子系统包括水蓄能罐5、蓄能/释能换热器6、水泵三12、水泵七16、水泵八17；其中，所述水蓄能罐5出口通过水泵七16连接所述蓄能/释能换热器6源侧入口，蓄能/释能换热器6源侧出口连接水蓄能罐5；所述蓄能换热器6用户侧出口通过供水母管p连接分水器18入口；集水器19出口通过回水母管q、水泵三12连接蓄能换热器6用户侧入口；热泵3用户侧出口通过管道s与水蓄能罐5源侧入口连接，水蓄能罐5源侧出口依次通过水泵八17、管道t与热泵3用户侧入口连接。该水蓄能子系统中，谷电时段通过热泵机组产生热量或者冷量储存于水蓄能罐5中，峰平电时段根据需求向用户供给热量或冷量。

燃气锅炉子系统：包括天然气锅炉7和天然气锅炉系统循环水泵13。其中，所述分水器18入口通过供水母管p连接天然气锅炉7出口，天然气锅炉7入口依次通过水泵四13、回水母管q连接集水器19出口。该燃气锅炉子系统中，冬季由天然气锅炉7燃烧天然气加热循环水为用户供暖。

本实用新型的工作原理如下：

供暖季工作原理：采取每天峰平电时段7:00-23:00和谷电时段23:00-7:00分时运行策略为用户供暖。峰平电时段，一级优先开启天然气冷热电三联供子系统，并保证该子系统满负荷运行，所发电量和所产热量均能完全消纳；二级优先开启水蓄能子系统，由水蓄能子系统放热向用户供暖；三级优先开启空压机余热与土壤源复合热泵子系统，其中闭式冷却塔9不运行，根据实时负荷情况调节热泵系统的负载率，尖峰负荷或其它系统故障时开启燃气锅炉子系统进行调峰或补充。谷电时段，一级优先开启空压机余热与土壤源复合热泵子系统，其中闭式冷却塔9不运行，在满足实时负荷的同时将多余热量输入水蓄能子系统进行蓄热，在该子系统故障时开启燃气锅炉子系统进行补充。谷电时段，开启热泵子系统和水蓄能子系统，由热泵向蓄水罐蓄热。

供冷季工作原理：采取每天峰平电时段7:00-23:00和谷电时段23:00-7:00分时运行策略为用户供冷。峰平电时段，一级优先开启天然气冷热电三联供子系统，并保证该子系统满负荷运行，所发电量和所产冷量均能完全消纳；二级优先开启水蓄能子系统，由水蓄能系统释冷向用户供冷；三级优先开启空压机余热与土壤源复合热泵子系统，其中空压机余热换热器4不运行，根据实时负荷情况调节热泵系统的负载率，尖峰负荷或其它系统故障时开启闭式冷却塔9进行调峰或补充。谷电时段，一级优先开启空压机余热与土壤源复合热泵子系统，其中空压机余热换热器4不运行，在满足实时负荷的同时将多余冷量输入水蓄能子系统进行蓄冷。供冷季天然气锅炉子系统不运行。谷电时段，开启热泵子系统和水蓄能子系统，由热泵向蓄水罐蓄冷。

Claims

1.一种分布式多源联合供暖供冷系统，其特征在于，包括天然气冷热电三联供子系统、空压机余热与土壤源复合热泵子系统、水蓄能子系统和燃气锅炉子系统这四个子系统，所述四个子系统的供水管与分水器相连接，四个子系统的回水管与集水器相连接。

2.如权利要求1所述的分布式多源联合供暖供冷系统，其特征在于，所述天然气冷热电三联供子系统包括天然气发电机组、烟气热水型溴化锂机组、烟气热水型溴化锂机组用户侧循环水泵，其中，所述天然气发电机组的烟气出口和热水出口分别通过烟气管道、热水管道与烟气热水型溴化锂机组源侧烟气和热水进口相连；所述烟气热水型溴化锂机组有两个用户侧出口，其中一个用户侧出口依次通过热水管道和供水母管与分水器入口相连；另一个用户侧入口依次通过水泵一、回水管道和回水母管与集水器的出口相连。

3.如权利要求1所述的分布式多源联合供暖供冷系统，其特征在于，所述空压机余热与土壤源复合热泵子系统包括热泵、空压机余热换热器、土壤源地埋管、闭式冷却塔、水泵二和水泵五；其中，所述热泵地源侧出口、土壤源地埋管、水泵四、空压机余热换热器、水泵三、热泵地源侧入口首尾顺序相连；闭式冷却塔出口通过冷却塔循环水管道与水泵三入口相连；闭式冷却塔入口通过冷却塔循环水管道与热泵地源侧出口相连；热泵用户侧出口依次通过管道及供水母管与分水器相连；集水器出口通过回水母管连接水泵二入口，水泵二出口连接热泵用户侧入口。

4.如权利要求1所述的分布式多源联合供暖供冷系统，其特征在于，所述水蓄能子系统包括水蓄能罐、蓄能/释能换热器、水泵三、水泵七、水泵八；其中，所述水蓄能罐出口通过水泵七连接所述蓄能/释能换热器源侧入口，蓄能/释能换热器源侧出口连接水蓄能罐；所述蓄能换热器用户侧出口通过供水母管连接分水器入口；集水器出口通过回水母管、水泵三连接蓄能换热器用户侧入口；热泵用户侧出口通过管道与水蓄能罐源侧入口连接，水蓄能罐源侧出口依次通过水泵八、管道与热泵用户侧入口连接。

5.如权利要求1所述的分布式多源联合供暖供冷系统，其特征在于，所述燃气锅炉子系统：包括天然气锅炉和天然气锅炉系统循环水泵，其中，所述分水器入口通过供水母管连接天然气锅炉出口，天然气锅炉入口依次通过水泵四、回水母管连接集水器出口。