CN220417442U - 一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，包括：调峰热站以及并联设置的多个分布式供热站，所述调峰热站通过一次供热供水管连接多个所述分布式供热站的进水端，所述调峰热站通过一次供热回水管连接多个所述分布式供热站的出水端；所述分布式供热站的下游端连接供热用户；所述分布式供热站内设置有空气源热泵以及板式换热器，所述一次供热供水管和所述一次供热回水管背离所述调峰热站的一端均与所述板式换热器的一次侧连接，所述空气源热泵与所述板式换热器的二次侧连接。本实用新型的有益效果是通过在车辆段设置多处分布式供热站，分布式供热站中采用空气源热泵作为热源，承担1个或就近多个供热用户的基础供热负荷。
Description
技术领域
本实用新型涉及地铁车辆段供热领域，尤其涉及一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统。
背景技术
常规的北方地区地铁车辆段采用燃气锅炉(或市政热源)对车辆段的建筑各单体进行集中供热。标准车辆段的年燃气消耗量约为60至80N万m3，综合碳排放量约为1500t至2000t。
随着双碳政策的不断推进，在供能侧、车站及场段利用地、气、水源热泵及光伏发电等绿色新能源技术，同时在一些政策的限制性目录中，热力生产和供应所采用的燃气独立供暖系统(不具备可再生能源供热条件的除外，居民自行安装燃气壁挂炉采暖除外)被列为限制项。因此随着政策限制和节能降碳需求，车辆段无法采用现有技术，将燃气锅炉作为独立热源。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，属于地铁车辆段中为满足可再生能源供热及节能降碳等要求，采用分布式耦合供热加调峰的供热方式，解决北方地区地铁车辆段采用燃气锅炉供热消耗化石能源以及产生大量碳排放等问题，同时解决为满足双碳政策采用可再生能源供热带来的随机性、波动性等问题。在保障用户的供热需求前提下，能最大限度降低初投资及运营费用，提升可再生能源利用率，降低碳排放。满足可再生能源耦合供热、电气化、分布式等供热政策发展方向。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，包括：调峰热站以及并联设置的多个分布式供热站，所述调峰热站通过一次供热供水管连接多个所述分布式供热站的进水端，所述调峰热站通过一次供热回水管连接多个所述分布式供热站的出水端；所述分布式供热站的下游端连接供热用户；
所述分布式供热站内设置有空气源热泵以及板式换热器，所述一次供热供水管和所述一次供热回水管背离所述调峰热站的一端均与所述板式换热器的一次侧连接，所述空气源热泵与所述板式换热器的二次侧连接；
当室外温度＜设定温度时，所述空气源热泵产生的热水经由所述板式换热器与来自于所述调峰热站的热水进行热交换后输送至所述供热用户；
当室外温度≥设定温度时，所述空气源热泵产生的热水直接输送至所述供热用户。
本实用新型的有益效果是：通过在车辆段设置多处分布式供热站，分布式供热站中采用空气源热泵作为热源，承担1个或就近多个供热用户的基础供热负荷，空气源热泵采用电加热，节约能源的同时起到保护环境的作用。同时配合设置在车辆段处设置的调峰热站，在调峰热站内采用调峰锅炉(或市政热力)作为调峰热源，当供热用户负荷超过基础供热负荷时，基础供热负荷设定为尖峰供热负荷的45-65％，尖峰供热负荷即为最寒冷时期凌晨1-2时供热用户的总负荷，通过一次供热回水管和一次供热供水管将热水输送至分布式供热站进行调峰，满足供热用户的供热需求。
在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
进一步，所述调峰热站内部设置有调峰锅炉、一次供热泵和软水定压补水装置，所述调峰锅炉的出水端连接所述一次供热供水管，所述调峰锅炉的进水端连接所述一次供热回水管；
所述一次供热回水管靠近所述调峰锅炉的一端设置有所述一次供热泵；
所述一次供热回水管靠近所述一次供热泵的一端并联设置有所述软水定压补水装置。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过调峰锅炉来制取60-80℃的高温热水，通过软水定压补水装置的设置，实现对一次供热供水管和一次供热回水管进行补水定压。
进一步，所述供热用户包括串联设置的空调机组、风机盘管以及地板辐射采暖管道。
采用上述进一步方案的有益效果是：来自于调峰热站以及就近的分布式供热站来共同实现或者仅通过分布式供热站来单独实现供热用户内的空调机组、风机盘管以及地板辐射采暖管道的供热。
进一步，所述空气源热泵的出水端通过二次供热供水管连接所述供热用户，所述空气源热泵的进水端通过二次供热回水管连接所述供热用户。
采用上述进一步方案的有益效果是：空气源热泵中产生的热水直接供应于供热用户，同时分布式供热站中的空气源热泵距离供热用户的距离较近，可以减少热损耗，同时相较于调峰热站的加热方式，空气源热泵采用电加热，更加节约能源，同时保护环境。
进一步，所述板式换热器的一次侧包括：一次侧进水口和一次侧回水口，靠近所述板式换热器侧的所述一次供热供水管以及所述一次供热回水管上设置有通信连接的平衡阀；
位于所述板式换热器一次侧回水口的所述一次供热回水管上还设置有调节阀。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过采用自力式平衡阀，保障调峰热站输送至多个分布式供热站的压力平衡，避免水力失调；通过电动调节阀进行调峰热力的质调节和量调节，其中质调节即温度调节，量调节即进行水量的调节。
进一步，所述板式换热器的二次侧包括：二次侧进水口和二次侧回水口，所述板式换热器的所述二次侧进水口通过第一输水管路连接所述二次供热供水管，所述板式换热的所述二次侧回水口通过第二输水管路连接所述二次供热供水管。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过第一输水管路和第二输水管路的设置将板式换热器通过二次供热供水管与空气源热泵以及供热用户连接，使得来自于空气源热泵中产生的热水可以经二次供热供水管流经第一输水管路至板式换热器中进行热交换，再通过第二输水管路流经汇入二次供热供水管进而输送至供热用户。
进一步，所述第一输水管路和以及位于所述第一输水管路与所述第二输水管路之间的所述二次供热供水管上各设置有一调节阀。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过电动调节阀以及电动调节阀的设置，可以使得来自于空气源热泵中产生的热水可以选择是否进行板式换热器中进行热交换，当室外温度＜设定温度时，即可控制关闭电动调节阀，空气源热泵产生的热水经由板式换热器与来自于调峰热站的热水进行热交换后输送至供热用户；当室外温度≥设定温度时，关闭电动调节阀，空气源热泵产生的热水直接输送至供热用户。
进一步，位于所述调节阀下游端的所述二次供热供水管上还设置有温度传感器。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过温度传感器进行实时的温度反馈，电动调节阀通过温度传感器测得的实时温度，进行调峰热力的质调节和量调节。
进一步，所述二次供热回水管上设置有二次供热泵。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过二次供热泵的设置，使得来自于空气源热泵中的热水供给供热用户后回流至空气源热泵，完成循环使用。
进一步，位于所述二次供热泵上游端的所述二次供热回水管上还并联设置有软水定压补水装置。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过软水定压补水装置的设置，实现对二次供热供水管和二次供热回水管进行补水定压。
附图说明
图1为本实用新型的地铁车辆段的分布式耦合供热系统的示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、调峰热站，2、分布式供热站，3、供热用户，4、调峰锅炉，5、一次供热泵，6、软水定压补水装置，7、空气源热泵，8、自力式平衡阀，9、电动调节阀，10、板式换热器，11、电动调节阀，12、电动调节阀，13、温度传感器，14、二次供热泵，15、空调机组，16、风机盘管，17、地板辐射采暖管道，18、一次供热供水管，19、一次供热回水管，20、二次供热供水管，21、二次供热回水管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
在本实用新型的一种实施例中，如图1所示中，一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，包括：调峰热站1以及并联设置的多个分布式供热站2，其中调峰热站1通过一次供热供水管18连接多个分布式供热站2的进水端，调峰热站1通过一次供热回水管19连接多个分布式供热站2的出水端；其中每个分布式供热站2的下游端各连接一供热用户3；通过调峰热站1以及分布式供热站2共同配合实现多个供热用户3的基础供热负荷。
具体的，在分布式供热站2内设置有空气源热泵7以及板式换热器10，一次供热供水管18和一次供热回水管19背离调峰热站1的一端均与板式换热器10的一次侧连接，板式换热器10的二次侧与空气源热泵7连接。
在具体的工作过程中，当室外温度＜设定温度时，空气源热泵7产生的热水经由板式换热器10与来自于调峰热站1的热水进行热交换后输送至供热用户3；
当室外温度≥设定温度时，空气源热泵7产生的热水直接输送至供热用户3。
其中，设定温度可根据实际按需选取；在本实施例中，预设设定温度为3℃，即当室外温度较低时，采用调峰热站1产生的热水与空气源热泵7产生的热水换热方式进行供热；当室外温度较高时，直接通过空气源热泵7产生的热水即可满足供热用户3的供热所需。
上述方案中应用于地铁车辆的供热，通过在车辆段设置多处分布式供热站2，分布式供热站2中采用空气源热泵7作为热源，承担1个或就近多个供热用户3的基础供热负荷，空气源热泵7采用电加热，节约能源的同时起到保护环境的作用。同时配合设置在车辆段处设置的调峰热站1，在调峰热站1内采用调峰锅炉4(或市政热力)作为调峰热源，当供热用户负荷超过基础供热负荷时，基础供热负荷设定为尖峰供热负荷的45-65％，尖峰供热负荷即为最寒冷时期凌晨1-2时供热用户的总负荷，通过一次供热回水管19和一次供热供水管18将热水输送至分布式供热站2进行调峰，满足供热用户3的供热需求。
如图1所示，优选的方案中，调峰热站1内部设置有调峰锅炉4、一次供热泵5和软水定压补水装置6，调峰锅炉4的出水端连接一次供热供水管18，调峰热站1的进水端连接一次供热回水管19；具体的，一次供热回水管19靠近调峰热站1的进水端处设置有一次供热泵5，一次供热回水管19靠近一次供热泵5的一端并联设置有软水定压补水装置6，且软水定压补水装置6设置在一次供热泵5的上游端，具体的，软水定压装置6连接在一次供热泵5的入口处。在本实施例中，一次供热泵5选用的输送热水的水泵。
在本实施例中，按照一次供热回水管19以及一次供热供水管18中水流动的方向定义上游端和下游端，其中水先流经处为上游端，后流经处为下游端。
上述方案中，通过调峰锅炉4来制取60-80℃的高温热水，通过软水定压补水装置6的设置，实现对一次供热供水管18和一次供热回水管19进行补水定压。
如图1所示，优选的方案中，供热用户3包括串联设置的空调机组15、风机盘管16以及地板辐射采暖管道17等，其中空调机组15、风机盘管16以及地板辐射采暖管道17为常用所需供热设备。
上述方案中，来自于调峰热站1以及就近的分布式供热站2来共同实现或者仅通过分布式供热站2来单独实现供热用户3内的空调机组15、风机盘管16以及地板辐射采暖管道17的供热。
如图1所示，优选的方案中，空气源热泵7的出水端通过二次供热供水管20连接所述供热用户，空气源热泵7的进水端通过二次供热回水管21连接供热用户3。
当室外温度高于设定温度时，通过分布式供热站2中的空气源热泵7即可满足下级供热用户3的供热需求，因此可将空气源热泵7产生的热水直接输送至供热用户3，满足用户所需。
上述方案中，空气源热泵7中产生的热水直接供应于供热用户3，同时分布式供热站2中的空气源热泵7距离供热用户3的距离较近，可以减少热损耗，同时相较于调峰热站1的加热方式，空气源热泵7采用电加热，更加节约能源，同时保护环境。
如图1所示，优选的方案中，板式换热器10的一次侧包括：一次侧进水口和一次侧回水口，靠近板式换热器10侧的一次供热供水管18以及一次供热回水管19上设置有通信连接的平衡阀；位于板式换热器10一次侧回水口的一次供热回水管19上还设置有调节阀。在本实施例中，调节阀采用电动调节阀9，平衡阀采用自力式平衡阀8，其中自力式平衡阀8中的电动压差调节阀设置在一侧供热供水管18上，自力式平衡阀8中的平衡阀设置在一次供热回水管19上，且位于电动调节阀9的下游侧，电动压差调节阀与平衡阀之间通过通信线连接。
上述方案中，通过采用自力式平衡阀8，保障调峰热站1输送至多个分布式供热站2的压力平衡，避免水力失调；通过电动调节阀9进行调峰热力的质调节和量调节，其中质调节即温度调节，量调节即进行水量的调节。
如图1所示，优选的方案中，板式换热器10的二次侧包括：二次侧进水口和二次侧回水口，二次侧进水口通过第一输水管路连接第二供热供水管20，二次侧回水口通过第二输水管路连接第二供热供水管20。
上述方案中，通过第一输水管路和第二输水管路的设置将板式换热器10通过二次供热供水管20与空气源热泵7以及供热用户3连接，使得来自于空气源热泵7中产生的热水可以经二次供热供水管20流经第一输水管路至板式换热器10中进行热交换，再通过第二输水管路流经汇入二次供热供水管20进而输送至供热用户3。
如图1所示，优选的方案中，在第一输水管路以及位于第一输水管路与第二输水管路之间的二次供热供水管20上各设置有一调节阀，其中，第一输水管路靠近板式换热器10的一端设置有电动调节阀11，第一输水管路与第二输水管路之间的二次供热供水管20上设置有电动调节阀12。
上述方案中，通过电动调节阀11以及电动调节阀12的设置，可以使得来自于空气源热泵7中产生的热水可以选择是否进行板式换热器10中进行热交换，当室外温度＜设定温度时，即可控制关闭电动调节阀12，空气源热泵7产生的热水经由板式换热器10与来自于调峰热站1的热水进行热交换后输送至供热用户3；当室外温度≥设定温度时，关闭电动调节阀11，空气源热泵7产生的热水直接输送至供热用户3。
如图1所示，优选的方案中，二次供热供水管20靠近调节阀的一端还设置有温度传感器13。
上述方案中，通过温度传感器13进行实时的温度反馈，电动调节阀9通过温度传感器13测得的实时温度，进行调峰热力的质调节和量调节。
如图1所示，优选的方案中，二次供热回水管21上设置有二次供热泵14，其中二次供热泵14同样采用选用的输送热水的水泵。
上述方案中，通过二次供热泵14的设置，使得来自于空气源热泵7中的热水供给供热用户3后回流至空气源热泵7，完成循环使用。
如图1所示，优选的方案中，位于二次供热泵14上游端的二次供热回水管21上还并联设置有软水定压补水装置6。
上述方案中，通过软水定压补水装置6的设置，实现对二次供热供水管20和二次供热回水管21进行补水定压。
本实用新型的工作过程为：
1.获得详细的车辆段冬季热负荷资料；
2.根据获得的车辆段冬季热负荷资料，确定分布式供热站2的数量和负荷以及确定调峰热站1的负荷。
3.对比分布式供热站2的负荷和用户总负荷，控制分布式供热站负荷相较于用户总负荷占比大于40％。
4.当冬季室外温度≥设定温度时，在本实施例中，设置设定温度为3℃，分布式供热站2的空气源热泵7提供40-60℃热水，通过二次供热泵14，将热水通过二次供热供水管20输送至用户内的空调机组15、风机盘管16及地板辐射采暖管道17。可以想到的，设定温度可以根据实际情况所需进行适应性调整。
具体的，二次供热供水管20上关闭电动调节阀11，打开电动调节阀12。同时将软水定压补水装置6定压在二次供热泵14的入口处。
5.当冬季室外温度＜设定温度时，在本实施例中，设置设定温度为3℃，分布式供热站2的空气源热泵7提供40-60℃左右的热水，二次供热供水管20上关闭电动调节阀12，打开电动调节阀11，并将软水定压补水装置6设置在二次供热泵14的入口处，通过板式换热器10，与调峰热站1内部的调峰锅炉4制取的高温热水，通过板式换热器10进行热交换后，通过二次供热泵14，将热水通过二次供热供水管21和二次供热回水管20输送至供热用户3内的空调机组15、风机盘管16以及地板辐射采暖管道17。可以想到的，设定温度可以根据实际情况所需进行适应性调整。
在上述步骤4和5的工作过程中，通过自力式压差控制阀8来保障调峰热站1输送至多个分布式供热站2的压力平衡，避免水力失调；电动调节阀9通过温度传感器13的实时温度，进行调峰热力的质调节和量调节。软水定压补水装置分别对一次供热供水管18和一次供热回水管19和二次供热供水管20和二次供热回水管21进行补水定压。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，其特征在于，包括：调峰热站(1)以及并联设置的多个分布式供热站(2)，所述调峰热站(1)通过一次供热供水管(18)连接多个所述分布式供热站(2)的进水端，所述调峰热站(1)通过一次供热回水管(19)连接多个所述分布式供热站(2)的出水端；所述分布式供热站(2)的下游端连接供热用户(3)；
所述分布式供热站(2)内设置有空气源热泵(7)以及板式换热器(10)，所述一次供热供水管(18)和所述一次供热回水管(19)背离所述调峰热站(1)的一端均与所述板式换热器(10)的一次侧连接，所述空气源热泵(7)与所述板式换热器(10)的二次侧连接；
当室外温度＜设定温度时，所述空气源热泵(7)产生的热水经由所述板式换热器(10)与来自于所述调峰热站(1)的热水进行热交换后输送至所述供热用户(3)；
当室外温度≥设定温度时，所述空气源热泵(7)产生的热水直接输送至所述供热用户(3)。
2.根据权利要求1所述一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，其特征在于，所述调峰热站(1)内部设置有调峰锅炉(4)、一次供热泵(5)和软水定压补水装置(6)，所述调峰锅炉(4)的出水端连接所述一次供热供水管(18)，所述调峰锅炉(4)的进水端连接所述一次供热回水管(19)；
所述一次供热回水管(19)靠近所述调峰锅炉(4)的一端设置有所述一次供热泵(5)；
所述一次供热回水管(19)靠近所述一次供热泵(5)的一端并联设置有所述软水定压补水装置(6)。
3.根据权利要求1所述一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，其特征在于，所述供热用户(3)包括串联设置的空调机组(15)、风机盘管(16)以及地板辐射采暖管道(17)。
4.根据权利要求1-3任一所述一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，其特征在于，所述空气源热泵(7)的出水端通过二次供热供水管(20)连接所述供热用户(3)，所述空气源热泵(7)的进水端通过二次供热回水管(21)连接所述供热用户(3)。
5.根据权利要求4所述一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，其特征在于，所述板式换热器(10)的一次侧包括：一次侧进水口和一次侧回水口，靠近所述板式换热器(10)侧的所述一次供热供水管以及所述一次供热回水管(19)上设置有通信连接的平衡阀；
位于所述板式换热器(10)一次侧回水口的所述一次供热回水管(19)上还设置有调节阀。
6.根据权利要求4所述一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，其特征在于，所述板式换热器(10)的二次侧包括：二次侧进水口和二次侧回水口，所述板式换热器(10)的所述二次侧进水口通过第一输水管路连接所述二次供热供水管(20)，所述板式换热的所述二次侧回水口通过第二输水管路连接所述二次供热供水管(20)。
7.根据权利要求6所述一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，其特征在于，所述第一输水管路和以及位于所述第一输水管路与所述第二输水管路之间的所述二次供热供水管(20)上各设置有一调节阀。
8.根据权利要求7所述一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，其特征在于，位于所述调节阀下游端的所述二次供热供水管(20)上还设置有温度传感器(13)。
9.根据权利要求8所述一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，其特征在于，所述二次供热回水管(21)上设置有二次供热泵(14)。
10.根据权利要求9所述一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统，其特征在于，位于所述二次供热泵(14)上游端的所述二次供热回水管(21)上还并联设置有软水定压补水装置(6)。
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| CN202321827512.6U CN220417442U (zh) | 2023-07-12 | 2023-07-12 | 一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统 |
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|---|---|
| CN220417442U true CN220417442U (zh) | 2024-01-30 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321827512.6U Active CN220417442U (zh) | 2023-07-12 | 2023-07-12 | 一种适用于地铁车辆段的分布式耦合供热系统 |
Country Status (1)
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-
2023
- 2023-07-12 CN CN202321827512.6U patent/CN220417442U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant | ||
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