CN218915072U - 一种换热站供热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种换热站供热系统，包括换热器和第一级热泵群；换热器高温侧进出口分别连通有一次网供水管和一次网回水管，换热器低温侧进出口分别连通有二次网供水管和二次网回水管；第一级热泵群的换热进水口与二次网回水管之间连通有第一进水管，第一进水管上连通有第一阀，第一级热泵群的换热出水口连通第一出水总管，第一出水总管与二次网回水管之间连通有第一出水管，第一出水管上连通有第二阀；此系统中热泵群和换热站内的换热器耦合共同完成对二次网供水管内水的加热，使二次网回水二级加热，加热后水的温度更高，从而可以采暖季深寒期，在用户需求热量大的时候，满足其供应，并且减碳环保。

Description

一种换热站供热系统

技术领域

本实用新型涉及城镇集中供热技术领域，特别是涉及一种换热站供热系统。

背景技术

随着经济社会发展、城镇化步伐的加快和改善环境的需求，我国城市集中供热面积连年大幅增长，我国城市集中供热主要依靠热电联产机组及区域锅炉房，随着清洁取暖要求的提出，区域燃煤锅炉房逐步关停，热电联产机组在城市集中供热中将扮演更重要的角色；同时，随着碳达峰碳中和目标的提出，我国新能源装机规模将进一步提升，燃煤机组生存空间日趋恶化，供暖季热电联产机组热电矛盾将更加突出。

我国城市集中供热面积大幅增长，相对的，热电联产机组出力受限，此消彼长，市政供热管网末端换热站欠供欠热现象不可避免，尤其是采暖季深寒期，用户供热需求量大，末端换热站欠供欠热问题的问题尤其严重，所以在清洁供暖的大背景下，如何因地制宜利用外部清洁能源，与换热站现有一次网供热耦合，实现多热源供热，解决末端换热站欠供欠热问题，是目前亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种换热站供热系统，热泵群和换热站内的换热器耦合共同完成对二次网回水管内水的加热，使二次网回水二级加热，加热后水的温度更高，从而可以采暖季深寒期，在用户需求热量大的时候，满足其供应，并且减碳环保。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种换热站供热系统，包括换热器和第一级热泵群；

上述换热器高温侧进出口分别连通有一次网供水管和一次网回水管，上述换热器低温侧进出口分别连通有二次网供水管和二次网回水管；

上述第一级热泵群的换热进水口与上述二次网回水管之间连通有第一进水管，上述第一进水管上连通有第一阀，上述第一级热泵群的换热出水口连通第一出水总管，上述第一出水总管与上述二次网回水管之间连通有第一出水管，上述第一出水管上连通有第二阀。

优选地，上述第一进水管与上述二次网回水管之间的连通处与上述第一出水管与上述二次网回水管之间的连通处之间的上述二次网回水管上设置有第三阀。

优选地，上述第一出水总管和上述二次网供水管之间连通有第二出水管，上述第二出水管上连通有第四阀。

优选地，上述第一级热泵群包括至少一个第一热泵，任意一个上述第一热泵的换热进水口均与上述第一进水管连通，换热出水口均与上述第一出水总管连通。

优选地，还包括第二级热泵群，上述第二级热泵群的换热进水口和换热出水口均与上述第一出水总管连通，上述第二级热泵群的换热进水口和上述第一出水总管的连通处与上述第二级热泵群的换热出水口和上述第一出水总管的连通处之间的上述第一出水总管连通有第五阀。

优选地，上述第二级热泵群的换热进水口与上述第一出水总管连通有第二进水管，上述第二进水管连通有第六阀。

优选地，上述第二级热泵群包括至少一个第二热泵，任意一个上述第二热泵的换热进水口和换热出口均与上述第一出水总管连通。

优选地，上述第一级热泵群和第二级热泵群均为空气源热泵群。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

换热器和第一级热泵群构成耦合系统，共同为加热二次网回水管的水，具体的，第一级热泵群并联在二次网回水管上，二次网回水管内的水会进入第一级热泵群中加热，加热过后在回归到二次网回水管内，与二次网回水管内的水一起进入换热器中，再次一起被一次网供水加热，其中的一部分循环水被二级加热，从而相对比于单独被换热器加热或者一部分被换热器加热和一部分只被第一级热泵群加热来说，进入至二次网供水管中的循环水的温度会更高，从而在采暖季深寒期，在用户需求热量大的时候，满足其供应，解决末端换热站欠供欠热的问题，而且减碳环保。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中的系统整体框架图。

附图标记说明：

1、换热器；2、第一级热泵群；3、一次网供水管；4、一次网回水管；5、二次网供水管；6、二次网回水管；7、第一进水管；8、第一出水总管；9、第一出水管；10、第二出水管；11、第二级热泵群；12、第二进水管；13、第三出水管；14、第一阀；15、第二阀；16、第三阀；17、第四阀；18、第五阀；19、第六阀；20、第七阀；21、第八阀；22、第九阀；23、第十阀；24、第十一阀；25、第十二阀；26、第十三阀；27、二次网循环水泵。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例提供了为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

如图1所示，一种换热站供热系统，包括换热器1和第一级热泵群2；换热器1高温侧进出口分别连通有一次网供水管3和一次网回水管4，换热器1低温侧进出口分别连通有二次网供水管5和二次网回水管6；第一级热泵群2的换热进水口与二次网回水管6之间连通有第一进水管7，第一进水管7上连通有第一阀14，第一级热泵群2的换热出水口连通第一出水总管8，第一出水总管8与二次网回水管6之间连通有第一出水管9，第一出水管9上连通有第二阀15，一次网供水管3上连通有第七阀20，一次网回水管4上连通有第八阀21，二次网回水管6上连通有第九阀22和二次网循环水泵27，二次网供水管5上连通有第十阀23，同时第一级热泵群2的换热进口处连接有第十一阀24，换热出口处连接有第十二阀25，第十一阀24连通于第一进水管7上，第十二阀25连通于第一出水总管8上。

具体的，在采暖季深寒期使用时，打开第一阀14、第二阀15、第七阀20、第八阀21、第九阀22、第十阀23、第十一阀24和第十二阀25，从而二次网回水管6内的一部分水会通过第一进水管7进入并联在二次网回水管6内的第一级热泵群2，对其进行加热，然后再通过第一出水总管8、第一出水管9进入二次网回水管6内，与二次网回水管6内的水混合，一起进入换热器1内被一次网供水加热，随后进入二次供水管内供给用户使用，此中二次网回水管6内的水经过两次加热，相对比于单独被换热器1加热或者一部分被换热器1加热和一部分被第一级热泵群2加热来说，进入至二次网供水管5中的循环水的温度会更高，从而在采暖季深寒期，在用户需求热量大的时候，可以供给更多的热量，满足其供应，解决末端换热站欠供欠热的问题，而且减碳环保。

具体的，在平时供热量需求不大的时候，可以关闭第一阀14、第二阀15、第十一阀24和第十二阀25，只让换热器1起作用；第一级热泵群2和第二级热泵群11均为空气源热泵群，使用外部空气作为换热源对二次网回水管6内的水进行加热，使用效果好，低碳环保；换热器1为常用的板式换热器。

进一步地，第一进水管7与二次网回水管6之间的连通处与第一出水管9与二次网回水管6之间的连通处之间的二次网回水管6上设置有第三阀16，在采暖季深寒期使用时，通过再次关闭第三阀16，可以使得二次网回水管6内的水全部通过第一进水管7进入第一级热泵群2内进行加热，然后在进入换热器1内加热，其二次网供水管5内的水的温度会更高，供暖效果更好。

进一步地，第一出水总管8和二次网供水管5之间连通有第二出水管10，第二出水管10上连通有第四阀17，通过开启第四阀17、第一阀14、第九阀22、第十阀23、第十一阀24和第十二阀25，关闭第二阀15、第三阀16、第七阀20和第八阀21，使得换热器1与第一级热泵群2并联连接，从而经过第一级热泵群2加热的二次网内的水会直接进入二次网供水管5内，直接供给热用户，此时换热器1不起作用；又或者开启第四阀17、第一阀14、第三阀16、第七阀20、第八阀21、第九阀22、第十阀23、第十一阀24和第十二阀25，只关闭第二阀15，二次网回水管6的一部分水会进入第一级热泵群2，经过第一级热泵群2加热之后进入二次网供水管5内，另一部分水会进入换热器1内加热之后再次进入二次网供水管5内，上述两种方式根据用户供暖需求不同去使用。

进一步地，第一级热泵群2包括至少一个第一热泵，任意一个第一热泵的换热进水口均与第一进水管7连通，换热出水口均与第一出水总管8连通，从而多个第一热泵组成的第一级热泵群2的换热能力更高，可以同时对更多流量的水进行换热。

进一步地，还包括第二级热泵群11，第二级热泵群11的换热进水口和换热出水口均与第一出水总管8连通，第二级热泵群11的换热进水口和第一出水总管8的连通处与第二级热泵群11的换热出水口和第一出水总管8的连通处之间的第一出水总管8连通有第五阀18，在使用时，可通过关闭第五阀18，使得第一级热泵群2和第二级热泵群11串联在一起，二次网回水管6内的水依次进入进行第一级热泵群2和第二级热泵群11，从而在重新回到二次网回水管6内或者直接进入二次网供水管5内时，先进行二级加热，由于第一级热泵群2和第二级热泵群11的加热温差均为5℃，在经过两级加热之后，二次网回水管6内的水就会由一般的40℃上升至50℃，基本达到一般二次网供水管5内需要的温度，在经过换热器1换热之后，消耗的一次网供水的热量会更少，达到低碳的效果，或者不经过换热器1，直接进入二次网供水管5，也能满足基本供热需求，从而总体供热效果更好，更低碳。

进一步地，第二级热泵群11的换热进水口与第一出水总管8连通有第二进水管12，第二进水管12与第二级热泵群11的换热进水口的连通处位于第十二阀25和第五阀18之间，第二进水管12连通有第六阀19，第二级热泵群11的换热出水口与第一出水总管8连通有第三出水管13，为了保证管道的安全使用，第三出水管13连通有第十三阀26，通过打开第六阀19和第十三阀26，关闭第五阀18，第一级热泵群2和第二级热泵群11串联使用，对二次网供水管5内的水进行二级加热，或者通过关闭第六阀19和第十三阀26，打开第五阀18，第二级热泵群11不使用，第一级热泵群2使用，对二次网供水管5内的水进行一次加热，具体使用方式根据用户供暖需求去使用。

进一步地，第二级热泵群11包括至少一个第二热泵，任意一个第二热泵的换热进水口和换热出口均与第一出水总管8连通，从而多个第二热泵组成的第二级热泵群11的换热能力更高，可以同时对更多流量的水进行换热，从而在第一级热泵群2和第二级热泵群11串联使用的时候，能够相互匹配换热量。

具体的，如果在采暖季深寒期，两级热泵群供热量不够的情况下，可以再串联第三级热泵群，来满足外界热用户供热需求。

综上所述，采暖季初末期，外界热用户需求热量少，一次网或者空气源热泵群单独运行均可满足热用户需求，在白天峰平电价时段，一次网供热成本低于空气源热泵供热，可采用一次网单独供热模式，夜间谷电价时段，空气源热泵供热成本低于一次网供热，采用空气源热泵单独供热模式，灵活使用；采暖季深寒期，外界热用户需求热量大，一次网或者空气源热泵单独运行难以满足热用户需求，采用空气源热泵与一次网耦合运行方式供热。

具体的，一次网单独供热模式：换热器1和二次网循环水泵27运行，第三阀16、第七阀20、第八阀21、第九阀22、第十阀23开启，第一级热泵群2和第二级热泵群11停运，第一阀14、第二阀15、第四阀17、第五阀18、第六阀19、第十一阀24、第十二阀25和第十三阀26关闭，一次网供水通过第七阀20流入换热器1加热二次网回水，二次网回水温度升高后经第十阀23供出接带热用户。

空气源热泵单独供热模式：第一级热泵群2、第二级热泵群11和二次网循环水泵27运行，换热器1停运，第一阀14、第四阀17、第六阀19、第九阀22、第十阀23、第十一阀24、第十二阀25、第十三阀26开启，第二阀15、第五阀18、第三阀16、第七阀20和第八阀21，第一级热泵群2和第二级热泵群11组成串联型式，二次网回水经二次网循环水泵27加压后首先进入第一级热泵群2温度升高5℃后再进入第二级热泵群11二级加热至所需供水温度，而后经第四阀17和第十阀23送至各热用户；当然也可以第一级热泵群2单独供热，只需开启第一阀14、第四阀17、第五阀18、第九阀22、第十阀23、第十一阀24和第十二阀25开启，第二阀15、第三阀16、第六阀19、第七阀20、第八阀21和第十三阀26关闭即可。

空气源热泵与一次网耦合运行模式：第一级热泵群2、第二级热泵群11、二次网循环水泵27和换热器1运行，第三阀16、第四阀17和第五阀18关闭，第一阀14、第二阀15、第六阀19、第七阀20、第八阀21、第九阀22、第十阀23、第十一阀24、第十二阀25和第十三阀26开启，二次网回水经二次网循环水泵27加压后首先进入第一级热泵群2温度升高5℃后再进入第二级热泵群11二级加热，加热后回水流入换热器1被一次网供水加热至所需供水温度，而后经第十阀23送至各热用户。

当然不限于上述三种供热模式，具体的供热方式可根据具体用户的供暖需求去设置，例如空气源热泵与一次网耦合运行模式还有另外一种方式：第一级热泵群2、第二级热泵群11、二次网循环水泵27和换热器1运行，第二阀15和第五阀18关闭，第一阀14、第三阀16、第四阀17、第六阀19、第七阀20、第八阀21、第九阀22、第十阀23、第十一阀24、第十二阀25和第十三阀26开启，二次网回水一部分经二次网循环水泵27加压后首先进入第一级热泵群2温度升高5℃后再进入第二级热泵群11二级加热，加热后回水流入二次网供水管5内，二次网回水另一部分经过第三阀16流入换热器1中，换热过后进入二次网供水管5内与二级加热的二次网回水混合，而后经第十阀23送至各热用户。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种换热站供热系统，其特征在于，包括换热器和第一级热泵群；

所述换热器高温侧进出口分别连通有一次网供水管和一次网回水管，所述换热器低温侧进出口分别连通有二次网供水管和二次网回水管；

所述第一级热泵群的换热进水口与所述二次网回水管之间连通有第一进水管，所述第一进水管上连通有第一阀，所述第一级热泵群的换热出水口连通第一出水总管，所述第一出水总管与所述二次网回水管之间连通有第一出水管，所述第一出水管上连通有第二阀。

2.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述第一进水管与所述二次网回水管之间的连通处与所述第一出水管与所述二次网回水管之间的连通处之间的所述二次网回水管上设置有第三阀。

3.根据权利要求2所述的供热系统，其特征在于，所述第一出水总管和所述二次网供水管之间连通有第二出水管，所述第二出水管上连通有第四阀。

4.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述第一级热泵群包括至少一个第一热泵，任意一个所述第一热泵的换热进水口均与所述第一进水管连通，换热出水口均与所述第一出水总管连通。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的供热系统，其特征在于，还包括第二级热泵群，所述第二级热泵群的换热进水口和换热出水口均与所述第一出水总管连通，所述第二级热泵群的换热进水口和所述第一出水总管的连通处与所述第二级热泵群的换热出水口和所述第一出水总管的连通处之间的所述第一出水总管连通有第五阀。

6.根据权利要求5所述的供热系统，其特征在于，所述第二级热泵群的换热进水口与所述第一出水总管连通有第二进水管，所述第二进水管连通有第六阀。

7.根据权利要求5所述的供热系统，其特征在于，所述第二级热泵群包括至少一个第二热泵，任意一个所述第二热泵的换热进水口和换热出口均与所述第一出水总管连通。

8.根据权利要求5所述的供热系统，其特征在于，所述第一级热泵群和所述第二级热泵群均为空气源热泵群。

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