CN209763217U - 多能互补集中式清洁供暖热源站 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多能互补集中式清洁供暖热源站，包括第一循环通路和第二循环通路，第一循环通路包括依次连接的供暖分水器、低氮生物质锅炉、第一循环泵、第一电动三通阀和供暖集水器，第一循环泵与供暖分水器之间还设有输出管，第一电动三通阀的第三端与第一循环泵之间还设有蓄热水箱；第二循环通路包括水源热泵机组、空气源热泵机组、第二循环泵和第二电动三通阀。本实用新型采用上述结构的多能互补集中式清洁供暖热源站，实现多种能源的优势互补，充分利用清洁能源与可再生能源，是高效节能、环保无污染的供暖方式。

Description

多能互补集中式清洁供暖热源站

技术领域

本实用新型涉及太阳能供暖热源站技术领域，特别是涉及一种多能互补集中式清洁供暖热源站。

背景技术

近年来，我国出现的大范围、长时间的严重雾霾天气，这与燃煤供暖锅炉的高强度、高烟尘排放的特点密切相关。燃煤锅炉污染物排放强度较大，是重要的大气污染源，燃煤供暖锅炉年排放烟尘、二氧化硫、氮氧化物分别约占全国排放总量的33％、27％与9％。燃煤供暖锅炉是北方冬季大气污染的主要根源，如何取代燃煤锅炉、减少雾霾天气，是我国北方面临的主要问题，利用可再生能源替代传统的燃煤锅炉，是我国北方亟需解决的问题。

在供暖季，白天电价较高，夜晚价格较低，如何利用廉价的低谷电进行蓄热储能，降低热源站运行成本，减轻居民供暖负担，是目前也需要解决的问题。

热泵技术是通过逆卡诺循环的原理从空气中、地下水中吸取热量，产生水温基本在50℃以下，很难将供水温度加热到75℃，不能够满足城镇热网的供回水温度要求，清洁供暖热源站如何实现能够输出高温热水，这也是清洁供暖面临的巨大难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种多能互补集中式清洁供暖热源站，实现多种能源的优势互补，充分利用清洁能源与可再生能源，是高效节能、环保无污染的供暖方式。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种多能互补集中式清洁供暖热源站，包括第一循环通路和第二循环通路，所述第一循环通路包括依次连接的供暖分水器、低氮生物质锅炉、第一循环泵、第一电动三通阀和供暖集水器，所述第一循环泵与所述供暖分水器之间还设有输出管，所述第一电动三通阀的第三端与所述第一循环泵之间还设有蓄热水箱；

所述第二循环通路包括水源热泵机组、空气源热泵机组、第二循环泵和第二电动三通阀，所述第二电动三通阀的第一端与所述水源热泵机组的冷凝器出水口连接，其第二端与所述空气源热泵机组的出水端连接，其第三端与所述空气源热泵机组的入水端连接，所述空气源热泵机组与所述蓄热水箱的第二入水口端连通，所述蓄热水箱的第二出水口通过所述第二循环泵与所述水源热泵机组的冷凝器入水口端连通，所述水源热泵机组的蒸发器入水口与出水井连通，所述水源热泵机组的蒸发器出水口与回灌井连通。

优选的，所述蓄热水箱的第一出水端处设有第一定压补水装置，所述第一定压补水装置通过除氧水箱与除氧软水一体机连接，所述蓄热水箱的第二出水口端与所述第二循环泵之间设有第二定压补水装置，所述第二定压补水装置与所述除氧水箱连通。

优选的，所述出水井与所述水源热泵机组的蒸发器之间还设有旋流除砂器，所述出水井的内部设有井水潜水泵，所述回灌井为并列设置的若干个，所述回灌井的数量为所述出水井数量的两倍。

优选的，所述第一电动三通阀的第一端与所述供暖集水器连接，其第二端与所述第一循环泵连接。

优选的，所述蓄热水箱上设有温度传感器。

优选的，所述水源热泵机组包括冷凝器、蒸发器、膨胀阀和压缩机，所述压缩机和所述膨胀阀形成闭合结构，所述压缩机和所述膨胀阀均位于所述冷凝器和所述蒸发器之间。

因此，本实用新型采用上述结构的多能互补集中式清洁供暖热源站，实现多种能源的优势互补，充分利用清洁能源与可再生能源，是高效节能、环保无污染的供暖方式。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1是本实用新型多能互补集中式清洁供暖热源站实施例的示意图。

附图标记

110、低氮生物质锅炉；120、第一循环泵；130、蓄热水箱；131、温度传感器；140、供暖分水器；150、供暖集水器；160、除氧软水一体机；170、除氧水箱；180、第一定压补水装置；190、第一电动三通阀；

210、水源热泵机组；211、冷凝器；212、压缩机；213、蒸发器；214、膨胀阀；220、空气源热泵机组；230、第二循环泵；240、第二电动三通阀；250、第二定压补水装置；260、旋流除砂器；270、出水井；280、回灌井；290、井水潜水泵。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

图1是本实用新型多能互补集中式清洁供暖热源站实施例的示意图，如图所示，一种多能互补集中式清洁供暖热源站，包括第一循环通路和第二循环通路，第一循环通路包括依次连接的供暖分水器140、低氮生物质锅炉110、第一循环泵120、第一电动三通阀190和供暖集水器150，第一循环泵120与供暖分水器140之间还设有输出管。第一电动三通阀190的第一端191与供暖集水器150连接，其第二端192与第一循环泵120连接，第一电动三通阀190的第三端193与第一循环泵120之间还设有蓄热水箱130，蓄热水箱130上设有温度传感器131，温度传感器131用于监测蓄热水箱的温度。

第二循环通路包括水源热泵机组210、空气源热泵机组220、第二循环泵230和第二电动三通阀240，水源热泵机组210包括冷凝器211、蒸发器213、膨胀阀214和压缩机212，压缩机212和膨胀阀214形成闭合结构，压缩机212和膨胀阀241均位于冷凝器211和蒸发器213之间。

第二电动三通阀240的第一端241与水源热泵机组210的冷凝器211出水口连接，其第二端242与空气源热泵机组220的出水端连接，其第三端243与空气源热泵机组220的入水端连接。空气源热泵机组220与蓄热水箱130的第二入水口端连通，蓄热水箱130的第二出水口通过第二循环泵230与水源热泵机组210的冷凝器211入水口端连通。水源热泵机组210的蒸发器213入水口与出水井270连通，水源热泵机组210的蒸发器213出水口与回灌井280连通，出水井270的内部设有井水潜水泵290，出水井270内的水由井水潜水泵290泵入，然后再流回回灌井280中。回灌井280为并列设置的若干个，回灌井280的数量为出水井270数量的两倍。出水井270与水源热泵机组210的蒸发器213之间还设有旋流除砂器260，旋流除砂器260用于除去水中的杂质。旋流除砂器260可以是单台处理水流，也可以是多台并联同时处理水流。

蓄热水箱130的第一出水端处设有第一定压补水装置180，第一定压补水装置180通过除氧水箱170与除氧软水一体机160连接，除氧水箱用于储存无氧水，除氧软水一体机用于除去水中的钙镁离子，防止管道内壁结垢，并除去水中氧气，防止管道生锈腐蚀。蓄热水箱130的第二出水口端与第二循环泵230之间设有第二定压补水装置250，第二定压补水装置250与除氧水箱170连通，第一定压补水装置180与第二定压补水装置250并列设置。

第一循环通路与第二循环通路的有效耦合，实现了多种能源的梯级利用，可以实现低品位热量收集起来，使其转移到高温热水中，从而满足现代城镇的供暖需求。地热能、空气能与生物质能的优势互补，完全可以替代传统燃煤锅炉供暖的方式，从而减少烟尘、PM2.5、SO₂、NOx的排放，有利于我国北方冬季减少雾霾天气。

使用时，根据管路连接，实现“地热能+生物质能供暖”、“地热能+空气能+谷电储能+生物质能供暖”、“生物质能供暖”三种清洁供暖模式，从地下水与空气中收集低品位热量，将其转变为高品位热量，加热供暖管道内的热水储存在蓄热水箱中，最后通过耦合生物质能，进一步加热供暖水，使其升温至75℃的高温热水，最后通过供暖分水器输送至城镇建筑，满足其供暖需求。夜间的廉价电能时段，优先开启空气源热泵，从空气中吸收热量，储存在蓄热水箱中，谷电蓄能可以显著减少热源站的运行费用，降低城镇居民的供暖成本。具体供热方式如下：

清洁供暖热源站工作模式(地热能+生物质能供暖)：井水潜水泵290用于抽取地下含水层的10-15℃地下水，地下水经过旋流除砂器260在离心分离的原理下进行除沙，然后进入水源热泵机组210的蒸发器213，水源热泵机组通过压缩机212做功与膨胀阀214的配合使用，从水中吸收热量，并将热量传递至冷凝器211处，第二循环泵230将低温热水循环至水源热泵机组210的冷凝器211处，加热升温至45℃左右的中温热水，此时第二电动三通阀240的第二端242打开、第三端243关闭，中温热水进入蓄热水箱130中储存。第一循环泵120从蓄热水箱130中抽取中温热水，进入低氮生物质锅炉110中继续加热，水温加热升至75℃的高温热水，75℃高温热水进一步输送至供暖分水器140中，通过供暖分水器将高温热水分配到相应的市政供暖管网中，满足城镇建筑供暖需求。完成供暖之后的低温水通过供暖集水器150返回热源站进一步加热，如此往复，实现冬季的清洁供暖需求。

清洁供暖热源站工作模式(地热能+空气能+谷电储能+生物质能供暖)：在地热能的基础上，从冷凝器211出来的45℃左右的中温热水，此时第二电动三通阀240的第二端242关闭，第三端243打开，中温热水进入空气源热泵机组220中，吸收空气中的热量，对中温热水进一步加热，最后中温热水进入蓄热水箱130中，第一循环泵120从蓄热水箱130中抽取中温热水，进入低氮生物质锅炉110中继续加热，水温加热升至75℃的高温热水，75℃高温热水进一步输送至供暖分水器140中，通过供暖分水器140将高温热水分配到相应的市政供暖管网中，满足城镇建筑供暖需求。完成供暖之后的低温水通过供暖集水器150返回热源站加热，如此往复，实现冬季的清洁供暖。

当夜晚有谷电时，由于优先开启空气源热泵机组220，将低温水加热至50℃左右的中温热水，储存在蓄热水箱130中，供白天使用，这样通过利用夜晚谷电的廉价电能，实现了夜晚蓄热的目的。

清洁供暖热源站工作模式(生物质能单独供暖)：当遇到电能不稳定时，水源热泵机组210、空气源热泵机组220不能正常工作，通过检测蓄热水箱130安装的温度传感器131，水温较低不满足供暖需求，将第一电动三通阀190的第三端193关闭、开启第二端192，此时从供暖集水器150返回的低温水不再进入蓄热水箱130，直接通过第一循环泵120进入低氮生物质锅炉110中加热，升温至75℃高温热水，然后输送至供暖分水器140中，通过供暖分水器140将高温热水分配到相应的市政供暖管网中，满足城镇建筑供暖需求。

因此，本实用新型采用上述结构的多能互补集中式清洁供暖热源站，实现多种能源的优势互补，充分利用清洁能源与可再生能源，是高效节能、环保无污染的供暖方式。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种多能互补集中式清洁供暖热源站，其特征在于：包括第一循环通路和第二循环通路，所述第一循环通路包括依次连接的供暖分水器、低氮生物质锅炉、第一循环泵、第一电动三通阀和供暖集水器，所述第一循环泵与所述供暖分水器之间还设有输出管，所述第一电动三通阀的第三端与所述第一循环泵之间还设有蓄热水箱；

所述第二循环通路包括水源热泵机组、空气源热泵机组、第二循环泵和第二电动三通阀，所述第二电动三通阀的第一端与所述水源热泵机组的冷凝器出水口连接，其第二端与所述空气源热泵机组的出水端连接，其第三端与所述空气源热泵机组的入水端连接，所述空气源热泵机组与所述蓄热水箱的第二入水口端连通，所述蓄热水箱的第二出水口通过所述第二循环泵与所述水源热泵机组的冷凝器入水口端连通，所述水源热泵机组的蒸发器入水口与出水井连通，所述水源热泵机组的蒸发器出水口与回灌井连通。

2.根据权利要求1所述的多能互补集中式清洁供暖热源站，其特征在于：所述蓄热水箱的第一出水端处设有第一定压补水装置，所述第一定压补水装置通过除氧水箱与除氧软水一体机连接，所述蓄热水箱的第二出水口端与所述第二循环泵之间设有第二定压补水装置，所述第二定压补水装置与所述除氧水箱连通。

3.根据权利要求1所述的多能互补集中式清洁供暖热源站，其特征在于：所述出水井与所述水源热泵机组的蒸发器之间还设有旋流除砂器，所述出水井的内部设有井水潜水泵，所述回灌井为并列设置的若干个，所述回灌井的数量为所述出水井数量的两倍。

4.根据权利要求1所述的多能互补集中式清洁供暖热源站，其特征在于：所述第一电动三通阀的第一端与所述供暖集水器连接，其第二端与所述第一循环泵连接。

5.根据权利要求1所述的多能互补集中式清洁供暖热源站，其特征在于：所述蓄热水箱上设有温度传感器。

6.根据权利要求1所述的多能互补集中式清洁供暖热源站，其特征在于：所述水源热泵机组包括冷凝器、蒸发器、膨胀阀和压缩机，所述压缩机和所述膨胀阀形成闭合结构，所述压缩机和所述膨胀阀均位于所述冷凝器和所述蒸发器之间。