CN208253691U - 一种利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源，其特征在于设置一热泵，所述热泵的低温热源侧进水管和高温热源侧进水管均连接靠近用户端的一次网回水管；所述热泵的低温热源侧出水管连接靠近主热源端的一次网回水管；所述热泵的高温热源侧出水管连接靠近热源端的一次网进水管；在所述高温热源侧进水管上设置混水加压泵组；热泵为燃气驱动的第一类吸收式热泵；热泵的低温热源侧进水管和高温热源侧进水管汇合，并在汇合管道上设置调峰热源切换阀门；热泵的低温热源侧出水管和高温热源侧出水管上分别设置调峰热源切换阀门。有益效果是：设备简化，降低运行成本，改善管网水力工况。
Description
技术领域
本实用新型涉及供热工程技术领域，尤其涉及一种利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源
背景技术
城镇集中供热系统的热源通常由主热源和若干个调峰热源构成。主热源通常是热电厂或大型供热锅炉房，承担主要和基础的供热负荷。调峰热源通常是若干个分散的中小型供热锅炉，其作用主要在供热深冷期补充主热源供给热量的缺口，发挥调峰作用。
在热源调度使用中，主热源通常是热电厂或大型锅炉房，其运行成本、污染排放等指标均低于调峰热源，因此，在供热调峰热源系统中，应尽可能地最大化利用主热源的热量。热源输出的热量由循环流量和供回水温差决定，然而循环流量受循环泵，管道规格等因素限制，因此，如何通过技术措施拉大供回水温差，实现深度利用主热源的热量，成为业界关注的问题，研制既能补充主热源供给热量的缺口，又能拉大供回水温差的调峰热源成为业界努力的目标。
实用新型内容
本实用新型的主要目的在于针对上述问题，提供一种利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源，利用部分一次网回水进入热泵的低温侧,从中提取热量，而将另一部分回水加热至供水温度，通过水泵加压输送至供水管道，与供水进行混水，从而达到既能补充主热源供给热量的缺口，又能深度利用主热源的热量进行供热调峰的目的，由此获得降低运行成本的节能效果。
本实用新型的设计思想是：供热系统通过燃气驱动的第一类吸收式热泵，将部分回水中的热量转移加热其余部分回水，进而循环供热。该系统的作用包括三方面：一是燃气吸收式热泵的燃气燃烧热量直接加入到供热系统，增加了系统的总热量，起到直接调峰作用；二是通过热泵提取了回水中的热量，使得返回主热源的回水温度进一步降低，拉大了主热源的供回水温差，有利于主热源增加供热量；三是部分回水被热泵加热到供水温度，与供水进行混水，实现了热泵与用户之间的自循环供热，可以降低主热源所需要的输送流量，进而降低管网阻力，改善管网水力工况。
具体技术方案为：
一种利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源，其特征在于设置一热泵，所述热泵的低温热源侧进水管和高温热源侧进水管均连接靠近用户端的一次网回水管；所述热泵的低温热源侧出水管连接靠近主热源端的一次网回水管；所述热泵的高温热源侧出水管连接靠近热源端的一次网进水管；在所述高温热源侧进水管上设置混水加压泵组。
所述热泵为燃气驱动的第一类吸收式热泵。
所述热泵的低温热源侧进水管和高温热源侧进水管汇合，并在汇合管道上设置调峰热源切换阀门。
在所述热泵的低温热源侧出水管和高温热源侧出水管上分别设置调峰热源切换阀门。
本实用新型的有益效果是：⑴热泵的燃气燃烧热量直接加入到供热系统，增加了系统的总热量，起到直接调峰作用，相比与传统燃气锅炉调峰方式，系统更加简单，设备更少，占地空间更小，更加灵活方便，适合在空间紧张的负荷集中区使用；⑵与现有的燃气锅炉调峰电源对比，燃气锅炉全部是燃气燃烧提供的热量，运行成本高，而采用本实用新型提供的利用燃气吸收式热泵的混水供热调峰热源后，通过热泵提取了回水中的热量，使得返回主热源的回水温度进一步降低，拉大了主热源的供回水温差，而使主热源提供的热量增多，燃气燃烧提供的热量明显减少，从而解决了由于一次热网运行参数受限而导致的热源出热能力不足问题，达到深度利用主热源的热量进行供热调峰的目的，实现降低运行成本的节能目的；⑶部分回水被热泵加热到供水温度，与供水进行混水，实现了热泵与用户之间的自循环供热，可以降低主热源所需要的输送流量，进而降低管网阻力，改善管网水力工况。
附图说明
图1是本实用新型的结构及与主热源、用户热力站连接应用的示意图。
图中：1主热源，2用户热力站，3一次网供水管，4一次网回水管，5利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源，6热泵，7热泵低温热源侧进水管，8热泵低温热源侧出水管，9热泵高温热源侧进水管，10热泵高温热源侧出水管，11混水加压泵组，12一次网回水管切换阀门，13-15调峰热源切换阀门。
以下结合附图和实施例对本实用新型详细说明。
具体实施方式
图1示出了一种利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源5，及其与主热源1、用户热力站2的连接应用。该混水供热调峰热源的特征在于设置一热泵6，所述热泵6的低温热源侧进水管7和高温热源侧进水管9均连接靠近用户2端的一次网回水管4；所述热泵6的低温热源侧出水管8连接靠近主热源1端的一次网回水管4；所述热泵6的高温热源侧出水管10连接靠近热源端的一次网进水管3；在所述高温热源侧进水管9上设置混水加压泵组11。
所述热泵6的低温热源侧进水管7和高温热源侧进水管9汇合，并在汇合管道上设置调峰热源切换阀门13。
在所述热泵的低温热源侧出水管8和高温热源侧出水管10上分别设置调峰热源切换阀门，如图1所示，热泵的低温热源侧出水管8上设置调峰热源切换阀门14，在热泵的高温热源侧出水管10上设置调峰热源切换阀门15。
所述热泵采用市售的燃气驱动的第一类吸收式热泵，如远大空调公司生产的BZ800D-R1型燃气吸收式热泵。混水泵组11由一台或多台水泵并联，及相应阀门、管件组成。泵组总流量按照根据热力计算得出的升温侧流量确定。水泵扬程按照克服热泵及管路阻力和一次网供水、回水压差确定。水泵采用变频控制，以适应工况的变化。
本实用新型提供的利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源5的具体工作过程和原理如下：
参见图1，图中箭头为水流方向。上述混水供热调峰热源运行时，一次网回水管切换阀门12处于关闭状态，调峰热源切换阀门13-15处于打开状态。用户2产生的回水经一次网回水管4进入利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源5后，经过调峰热源切换阀门13分为低温侧和高温侧两条支路，其中：低温侧支路回水经热泵低温热源侧进水管7进入热泵6，经热泵蒸发器放出热量降温后进入热泵低温热源侧出水管8，并经过调峰热源切换阀门14流入靠近主热源1端的一次网回水管4，继而，流至热源1。高温侧支路回水由热泵高温热源侧进水管9，经混水泵组11加压后进入热泵6，在热泵冷凝器中吸收热量升温，升温水由热泵高温热源侧出水管10经调峰热源切换阀门15流入靠近热源端的一次网进水管3，与热源1流出的供水混水后，流向用户热力站2为用户供热。
热泵混水调峰热源不运行时，一次网回水管切换阀门12处于打开状态，调峰热源站切换阀门13-15处于关闭状态。
实例分析
以天津市供热管网系统为例，对利用热泵提取回水热量混水的供热调峰热源系统进行技术验证。该系统中，用户热力站的供热面积为60万平方米，热负荷为30MW。热源运行供水温度为90℃，回水温度为50℃，供回水温差为40℃。按照常规运行方式，根据用户热力站热负荷量，热源为其提供的总流量为650t/h，供应热量为30MW。
当在该供热管网上设置本实用新型提供的利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源5后，运行效果如下：
主热源1输出热量改变为18MW，占用户热负荷30MW的60％。上述利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源5输出热量为12MW，占用户热负荷30MW的40％。用户换热站总流量为650t/h，供水温度为90℃，回水温度为50℃。进入上述利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源的一次网回水总流量为650t/h，其中进入热泵低温热源侧进水管7的流量为395t/h，水流经热泵蒸发器放出热量降温后进入热泵低温热源侧出水管8，温度由50℃降低到40℃，再流入一次网回水管4，返回主热源1进行循环加热；另一部分一次网回水进入热泵高温热源侧进水管9的流量为255t/h，水流经混水泵组11加压后进入热泵6，在热泵冷凝器中吸收热量升温后进入热泵高温热源侧出水管10，温度由50℃升高到90℃，并流入一次网供水管3，经与热源1流出的供水混水后，流向用户热力站2为用户供热。热泵COP按1.7取值计算。热泵从一次网回水中提取的热量为5MW，热泵燃气驱动提供的热量为7MW。
采用热泵的混水供热调峰方式对比常规的燃气锅炉调峰方式，同样输出12MW的调峰热量，燃气锅炉全部是燃气燃烧提供的热量，而热泵混水调峰方式有5MW是利用主热源提供的热量，7MW是燃气燃烧提供的热量。通常主热源是热电厂，其供热价格低于燃气锅炉供热价格。以天津为例，热电厂供热价格是28元/GJ，燃气价格是2.67元/立方，燃气锅炉调峰方式供热的成本是77元/GJ，而热泵混水调峰供热的成本是57元/GJ，显然热泵混水调峰方式降低供热成本，运行更加经济。
以上所述，仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源，其特征在于设置一热泵，所述热泵的低温热源侧进水管和高温热源侧进水管均连接靠近用户端的一次网回水管；所述热泵的低温热源侧出水管连接靠近主热源端的一次网回水管；所述热泵的高温热源侧出水管连接靠近热源端的一次网进水管；在所述高温热源侧进水管上设置混水加压泵组。
2.根据权利要求1所述的一种利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源，其特征在于所述热泵为燃气驱动的第一类吸收式热泵。
3.根据权利要求1或2所述的一种利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源，其特征在于所述热泵的低温热源侧进水管和高温热源侧进水管汇合，并在汇合管道上设置调峰热源切换阀门。
4.根据权利要求3所述的一种利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源，其特征在于在所述热泵的低温热源侧出水管和高温热源侧出水管上分别设置调峰热源切换阀门。
5.根据权利要求1或2所述的一种利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源，其特征在于在所述热泵的低温热源侧出水管和高温热源侧出水管上分别设置调峰热源切换阀门。
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| CN108506992A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-09-07 | 天津市热电设计院有限公司 | 一种利用热泵提取回水热量的混水供热调峰热源 |
| CN112413896A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-02-26 | 武汉第二船舶设计研究所(中国船舶重工集团公司第七一九研究所) | 一种热水回路变负荷装置及热水回路 |
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2018
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