CN220793320U - 能源供应系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种能源供应系统，所述能源供应系统包括热源总管、冷源总管、热源端设备、冷源端设备和用户端设备，其中，热源总管和冷源总管呈环状设备，热源端设备、冷源端设备和用户端设备都分别与热源总管和冷源总管连接，并且，热源端设备能够将冷源总管中的热转换媒介进行加热后提供给热源总管，冷源端设备能够将热源总管中的热转换媒介进行制冷后提供给冷源总管，用户端设备则能够对热源总管中的热量进行应用，以及对冷源总管中的冷量进行应用。由此，本实用新型中的能源供应系统能够同时向用户供热供冷，并且无需增加管网，极大地提高了用户的使用体验，保障人们生活和工作的稳定。

Description

能源供应系统

技术领域

本实用新型涉及能源供应技术领域，尤其涉及一种能源供应系统。

背景技术

能源供应是人们生活质量的保障，相关技术中一般采用集中式的能源站为用户提供能源，但是集中式的能源站只能实现夏季供冷、冬季供热这种单一的能源，满足不了工业项目等反季节负荷，同时容易对管网造成损坏。如果对集中式的能源站进行整改，使得能源站能够同时供热供冷，则需要额外增加输送管，提高了成本。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种能源供应系统，能够同时向用户供热供冷，并且无需增加管网，极大地提高了用户的使用体验，保障人们生活和工作的稳定。

为达上述目的，本实用新型第一方面实施例提出了一种能源供应系统，所述能源供应系统包括：热源总管；冷源总管，所述冷源总管和所述热源总管均呈环状设置；热源端设备，所述热源端设备分别与所述热源总管和所述冷源总管连接，用于获取所述冷源总管中的热转换媒介，并经过加热后提供给所述热源总管；冷源端设备，所述冷源端设备分别与所述热源总管和所述冷源总管连接，用于获取所述热源总管中的热转换媒介，并经过制冷后提供给所述冷源总管；用户端设备，所述用户端设备分别与所述热源总管和所述冷源总管连接，以使所述热源总管和/或所述冷源总管向所述用户端设备供应能源。

本实施例中的能源供应系统包括热源总管、冷源总管、热源端设备、冷源端设备和用户端设备，其中，热源总管和冷源总管呈环状设备，热源端设备、冷源端设备和用户端设备都分别与热源总管和冷源总管连接，并且，热源端设备能够将冷源总管中的热转换媒介进行加热后提供给热源总管，冷源端设备能够将热源总管中的热转换媒介进行制冷后提供给冷源总管，用户端设备则能够对热源总管中的热量进行应用，以及对冷源总管中的冷量进行应用。由此，本实施例中的能源供应系统能够同时向用户供热供冷，并且无需增加管网，极大地提高了用户的使用体验，保障人们生活和工作的稳定。

在本实用新型的一些实施例中，所述热源总管和所述冷源总管之间的温度差大于预设温度阈值，以降低所述热转换媒介在运输过程中的能源损耗。

在本实用新型的一些实施例中，所述能源供应系统还包括：储能设备，所述储能设备分别与所述热源总管和所述冷源总管连接，用于存储所述热源总管和/或所述冷源总管的能源。

在本实用新型的一些实施例中，所述储能设备包括蓄水罐。

在本实用新型的一些实施例中，所述能源供应系统还包括：调温机组，所述调温机组设置在所述用户端设备与所述热源总管和/或所述冷源总管之间，和/或设置在所述热源端设备与所述热源总管和/或所述冷源总管之间，和/或设置在所述冷源端设备与所述热源总管和/或所述冷源总管之间。

在本实用新型的一些实施例中，所述调温机组包括制冷机组、热泵机组和板式换热器。

在本实用新型的一些实施例中，所述用户端设备还用于向所述热源总管或所述冷源总管供应能源。

在本实用新型的一些实施例中，所述用户端设备包括地板采暖设备、暖气片、冷却塔设备、数据中心冷却设备和/或风机盘管。

在本实用新型的一些实施例中，所述热源端设备包括地源热泵、污水源热泵和/或空气源热泵。

在本实用新型的一些实施例中，所述热源总管中热转换媒介的温度为35摄氏度，所述冷源总管中热转换媒介的温度为15摄氏度。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

图1是相关技术中能源供应系统的示意图；

图2是根据本实用新型一个实施例中能源供应系统的示意图；

图3是根据本实用新型一个具体实施例中能源供应系统的示意图；

图4是相关技术中调温机组的连接示意图；

图5是根据本实用新型一个实施例中调温机组的连接示意图；

图6是根据本实用新型一个具体实施例中调温机组的连接示意图；

图7是根据本实用新型另一个具体实施例中调温机组的连接示意图；

图8是根据本实用新型另一个具体实施例中调温机组的连接示意图；

图9是根据本实用新型另一个具体实施例中调温机组的连接示意图；

图10是根据本实用新型另一个具体实施例中调温机组的连接示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面参考附图描述本实用新型实施例的能源供应系统。

如图1所示，传统的能源站为集中式的树状管网道结构，并分为供水管和回水管，只能实现供冷或者供热一种功能，并且给所有的用户的供水温度只有一个。集中式的能源站要实现同时供冷供热，则需要四根管，才可以实现同时供冷供热的功能，其中两根用于向冷用户供冷，两根用于向热用户供热，如果还要利用各种冷热源，则需要再布置两根源水管，将可再生能源送回能源站，这样总共就需要六根管，非常耗费材料。

本实用新型中采用分布式架构，用环状的能源总线代替原来的树状管网，能源总线将所有的用冷和用热单位和各种冷热源、蓄能装置等都集成在一条总管线上运行，实现冷热抵消，多能互补的运行机制，管网不再有供回水管的概念，只有冷源总管12和热源总管11，用两根管就能够实现供冷和供热两种需求，并且还可以接入各种冷热源，在能源总线上用户的冷热量可以先相互抵消，之后有多余的冷量或者热量，则可以用储能设备16进行暂存，再有多余的冷热量，则由各种冷热源进行补足，储能设备16可以是蓄水罐。以下参照附图对本实用新型的能源供应系统100进行详细描述。

图2是根据本实用新型一个实施例中能源供应系统的示意图。

如图2所示，本实用新型提出了一种能源供应系统100，该能源供应系统100包括热源总管11、冷源总管12、热源端设备13、冷源端设备14和用户端设备15。

其中，冷源总管12和热源总管11均呈环状设置；热源端设备13分别与热源总管11和冷源总管12连接，用于获取冷源总管12中的热转换媒介，并经过加热后提供给热源总管11；冷源端设备14分别与热源总管11和冷源总管12连接，用于获取热源总管11中的热转换媒介，并经过制冷后提供给冷源总管12；用户端设备15分别与热源总管11和冷源总管12连接，以使热源总管11和/或冷源总管12向用户端设备15供应能源。

具体地，以一个居民小区或者一个城镇为例，冷源总管12和热源总管11在呈环状设置的过程中，需要为居民住宅或者工业设备等预留接入口，以保证居民或者工人能够随时使用冷源总管12和热源总管11中的能源。在设置好冷源总管12和热源总管11之后，由于冷源总管12和热源总管11在应用过程中需要消耗能源，从而降低热源总管11中热转换媒介的温度，或者提高冷源总管12中热转换媒介的温度，所以需要设置热源端设备13和冷源端设备14，通过热源端设备13对热源总管11进行供热，通过冷源端设备14对冷源总管12进行供冷，以保证热源总管11和冷源总管12能够正常供热和供冷。

更具体地，热源端设备13分别与热源总管11和冷源总管12连接，热源端设备13能够获取冷源总管12中的热转换媒介，然后对所获取到的热转换媒介进行加热，并在加热完之后流向热源总管11，以向热源总管11提供热量；冷源端设备14也分别与热源总管11和冷源总管12连接，并且，冷源端设备14能够获取热源总管11中的热转换媒介，然后对所获取到的热转换媒介进行制冷，并在制冷完成之后流向冷源总管12，以向冷源总管12提供冷量。从而能够在维持热源总管11和冷源总管12中能源能量的同时，对热源总管11和冷源总管12中热转换媒介的量进行保持，防止出现其中一根总管的热转换媒介过多，而另一根总管的热转换媒介过少，影响用户使用体验的同时，降低了总管的使用寿命。需要说明的是，本实施例中的热源端设备13也可以从热源总管11中获取热转换媒介，经过加热后提供给冷源总管12；冷源端设备14也可以从冷源总管12中获取热转换媒介，经过制冷后提供给热源总管11，总之，热源端设备13和冷源端设备14均可以用于调整热源总管11和冷源总管12中热转换媒介的温度。

本实施例中还设置有用户端设备15，用户端设备15分别与热源总管11和冷源总管12连接，以通过热源总管11和/或冷源总管12获取能源，具体可以根据用户端设备15的需求，从而确定从相应的总管中获取能源。在一些实施例中，如图3所示，用户端设备15可以包括地板采暖设备151、暖气片152、冷却塔设备153、数据中心冷却设备154和/或风机盘管155。

具体地，用户端设备15中包括有冷用户设备和热用户设备，其中，冷用户设备和热用户设备表示的仅仅是利用冷量或者热量，与当前季节之间的关系并不很大，例如，数据中心冷却设备154即使处于冬季，该设备也需要从冷源总管12中获取相应的冷量对数据中心的相关设备进行冷却，只不过可以减少冷量的使用。当然，也有一些用户端设备15可以与季节相关，像暖气片152、地板采暖设备151等。不同的用户端设备15可以从不同的总管中获取不同的能源，如冷用户设备可以从冷源总管12中获取冷量，然后冷源总管12中的热转换媒介在经过冷用户设备之后可以被加热升温，之后再回到热源总管11中；而热用户设备可以从热源总管11中获取热量，然后热源总管11中的热转换媒介在经过热用户设备之后可以被制冷降温，之后再回到冷源总管12中。可见，用户端设备15中的冷用户设备和热用户设备之间能够进行能源转换，以对冷用户设备和热用户设备所产生的能量进行充分利用。

在本实用新型的一些实施例中，参见图2可知，能源供应系统100还包括储能设备16，储能设备16分别与热源总管11和冷源总管12连接，用于存储热源总管11和/或冷源总管12的能源。在一些具体示例中，储能设备16可以是蓄水罐。

具体地，在热用户和/或冷源端设备14向冷源总管12所提供的冷量较多，已经够冷用户使用了，那么可以通过储能设备16进行存储，可选地，储能设备16可以为蓄水罐，具体可以通过冷源总管12或热源总管11对蓄水罐中的水温进行控制，进而实现通过蓄水罐中的水进行储能的过程。

在本实用新型的一些实施例中，参见图3可知，热源端设备13可以是地源热泵131、污水源热泵132和/或空气源热泵133。

具体地，本实施例中的热源端设备13可以包括多个，其种类也可以包括多种，具体可以包括地源热泵131、污水源热泵132、空气源热泵133等，也可以包括太阳热泵等设备，具体本实施例可以不进行限定。

在本实用新型的一些实施例中，能源供应系统100还包括：调温机组，调温机组设置在用户端设备15与热源总管11和/或冷源总管12之间，和/或设置在热源端设备13与热源总管11和/或冷源总管12之间，和/或设置在冷源端设备14与热源总管11和/或冷源总管12之间。在一些示例中，调温机组包括制冷机组、热泵机组和板式换热器。

具体地，参见图3，污水源热泵132可以由污水源和制冷机组/热泵机组组成，风机盘管155可以通过制冷机组与冷源总管12或热源总管11连接，当冷源总管12中的热转换媒介温度无法满足风机盘管155时，则可以通过制冷机组对冷源总管12中的热转换媒介进行制冷处理，之后再提供给风机盘管155，在风机盘管155使用完之后再返回到热源总管11中。具体在暖气片152与冷源总管12和热源总管11之间还可以设置热泵机组，但对于地板采暖设备151，则可以不设置调温机组，直接将地板采暖设备151与热源总管11和冷源总管12连接，因为地板采暖设备151所需的温度与热源总管11中热转换媒介的温度差不多，所以无需再设置多余的调温机组，而暖气片152所需的温度较高，热源总管11中的热转换媒介并不能满足相应的温度，所以需要设置调温机组对热源总管11中的热转换媒介进行升温处理，再将升温处理后的热转换媒介提供给暖气片152。也就是说，调温机组可以按需设置在用户端设备15与热源总管11和/或冷源总管12之间，和/或设置在热源端设备13与热源总管11和/或冷源总管12之间，和/或设置在冷源端设备14与热源总管11和/或冷源总管12之间，并不是一定需要设置的，从而可以节省成本。

在本实用新型的一些实施例中，热源总管11和冷源总管12之间的温度差大于预设温度阈值，以降低热转换媒介在运输过程中的能源损耗。在一些具体示例中，热源总管11中热转换媒介的温度可以为35摄氏度，冷源总管12中热转换媒介的温度可以为15摄氏度，则该实施例中的预设温度阈值可以设置为20摄氏度。

具体地，设置了调温机组之后，能够实现热源总管11和冷源总管12大温差运输，从而能够降低运输过程中的能源损耗，并且能够使能源得到充分的利用。如图4所示，相关技术中用户在使用热源总管11中的热量之后，提供给回水管的水温还是非常大，即没有对热源总管11中的热量进行充分使用，具体能源站侧在通过热泵机组将热源从7-12度提高到47度之后，用户侧通过板式换热器47度的热水进行热转换，转换后以45度进行供暖，然而转换后的热水还具有40度，显然没有对47度中的热量进行充分利用。而本实用新型中，如图5所示，能源站侧利用热源并通过热泵机组将热源总管11中的水温从7-12度提高到35度，而用户侧可以再利用热泵机组对35度的热水进行升温，升到50-70度之后再进行供暖，之后将已经利用完热量的水引流到冷源总管12中，此时冷源总管12中的水温为15度。可见，本实施例中热源总管11中热转换媒介的温度(即本实施例中的水温)为35度，冷源总管12中热转换媒介的温度为15度，温差为20度，该温差明显比相关技术中冷热管网的温差大，所以能够降低热源总管11和冷源总管12中热转换媒介运输过程中的能耗。另外，图4和图5中能源站侧和用户侧的输入端都设置有风机，能够提高换热效率。

在一个具体实施例中，本实施例中用户端设备15可以根据冷热需求，选择用热源总管11中的热水还是用冷源总管12中的冷水，当水温度不能满足需求时，再由调温机组将温度调整到所需的温度。以供冷为例，数据中心冷却设备154和一些工业项目是完全可以接受15度的中温水供冷的，所以可以直接利用冷源总管12中的水，而常规的商业场所和办公场地，就需要用冷水机组将冷水温度降到7度后再使用。供热情况相同，采用地板采暖的用户，可以直接利用35度的热源总管11中的热水，如果35度水不能满足供热需求，就需要用热泵机组将温度提升到需要的温度，每个用户都可自由选择热水温度，暖气片152用户可采用70度供水，风机盘管155可选择45度供水。有生活热水需求的用户，还可以单独的设置一套制取生活热水的设备。

为了能够对热源总管11和冷源总管12中的能源进行充分的利用，如图6所示，本实用新型还可以将调温机组中接入用户侧的机组并联运行，而接入热源总管11和冷源总管12侧的机组则串联连接。具体地，本实施例中的调温机组可以包括冷凝器和蒸发器，在向用户进行供冷时，则冷源总管12可以向一个冷凝器输入，再从该冷凝器输出，之后再输入另一个冷凝器，以此方式将冷凝器进行串联，而用户侧则每个冷凝器对应的蒸发器都可以单独作为一个供冷端口，即蒸发器是并联方式。在向用户进行供热时，则冷凝器和蒸发器进行替换即可，其他不再赘述，具体参见图7所示。本示例中由于源侧的温差较大，所以采用串联方式进行连接，能够对源侧的能源进行充分的使用，降低能源浪费，同时还可以向不同的用户或者相同的用户提供不同温度的能源或者相同温度的能源。进一步地，本实施例中的还可以将调温机组更换为板式换热器，具体如图8所示，板式换热器能够适应温差较低的转换需求，并且其成本较低，可以满足部分用户的需求。

另外，需要说明的是，上述图6-图8中，无论是源侧还是用户侧，在输入端都设置有水泵，并且输入端和输出端之间还设置有旁通阀，通过调节旁通阀能够调整输入和输出之间的水量，进而对温度进行调节。

基于上述描述的能源供应系统100，对于大型源侧和用户侧，可以考虑采用多台机组串联的方式来提高机组的运行效率，如图9和图10所示，其中，可以在能源站侧采用自来水厂的水，当找到优质热源(如发电厂数据中心等)时，可以节省能源站，只在用户侧不止用户站，采用多台机组串联运行，以实现大温差和高效率的运行。综上，本实用新型实施例中通过设置环状的热源总管和冷源总管，能够向用户提供不同温度的能源，并且无需跟随时间变换能源，总管中能够一直使用15度或35度的是，从而防止水温变化以及热胀冷缩的原因对总管造成损坏，降低了总管使用寿命。另外，采用35度热水进行供热，还可以大幅提高热泵的安全性和机组的运行效率，相关技术中使用47度或者更高温度热水进行供热，对热泵的安全带来了非常大的隐患，热泵非常容易产生喘震，而且还影响用户的使用体验。可见，本实用新型中能源供应系统不仅有利于供应方节约成本、提高安全性能，还有利于提高使用方的使用体验等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，本实用新型实施例中所使用的“第一”、“第二”等术语，仅用于描述目的，而不可以理解为指示或者暗示相对重要性，或者隐含指明本实施例中所指示的技术特征数量。由此，本实用新型实施例中限定有“第一”、“第二”等术语的特征，可以明确或者隐含地表示该实施例中包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，词语“多个”的含义是至少两个或者两个及以上，例如两个、三个、四个等，除非实施例中另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非实施例中另有明确的相关规定或者限定，否则实施例中出现的术语“安装”、“相连”、“连接”和“固定”等应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以理解的，也可以是机械连接、电连接等；当然，还可以是直接相连，或者通过中间媒介进行间接连接，或者可以是两个元件内部的连通，或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，能够根据具体的实施情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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)

1.一种能源供应系统，其特征在于，所述能源供应系统包括：

热源总管；

冷源总管，所述冷源总管和所述热源总管均呈环状设置；

热源端设备，所述热源端设备分别与所述热源总管和所述冷源总管连接，用于获取所述冷源总管中的热转换媒介，并经过加热后提供给所述热源总管；

冷源端设备，所述冷源端设备分别与所述热源总管和所述冷源总管连接，用于获取所述热源总管中的热转换媒介，并经过制冷后提供给所述冷源总管；

用户端设备，所述用户端设备分别与所述热源总管和所述冷源总管连接，以使所述热源总管和/或所述冷源总管向所述用户端设备供应能源。

2.根据权利要求1所述的能源供应系统，其特征在于，所述热源总管和所述冷源总管之间的温度差大于预设温度阈值，以降低所述热转换媒介在运输过程中的能源损耗。

3.根据权利要求1所述的能源供应系统，其特征在于，所述能源供应系统还包括：

储能设备，所述储能设备分别与所述热源总管和所述冷源总管连接，用于存储所述热源总管和/或所述冷源总管的能源。

4.根据权利要求3所述的能源供应系统，其特征在于，所述储能设备包括蓄水罐。

5.根据权利要求1所述的能源供应系统，其特征在于，所述能源供应系统还包括：

调温机组，所述调温机组设置在所述用户端设备与所述热源总管和/或所述冷源总管之间，和/或设置在所述热源端设备与所述热源总管和/或所述冷源总管之间，和/或设置在所述冷源端设备与所述热源总管和/或所述冷源总管之间。

6.根据权利要求5所述的能源供应系统，其特征在于，所述调温机组包括制冷机组、热泵机组和板式换热器。

7.根据权利要求1所述的能源供应系统，其特征在于，所述用户端设备还用于向所述热源总管或所述冷源总管供应能源。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的能源供应系统，其特征在于，所述用户端设备包括地板采暖设备、暖气片、冷却塔设备、数据中心冷却设备和/或风机盘管。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的能源供应系统，其特征在于，所述热源端设备包括地源热泵、污水源热泵和/或空气源热泵。

10.根据权利要求1所述的能源供应系统，其特征在于，所述热源总管中热转换媒介的温度为35摄氏度，所述冷源总管中热转换媒介的温度为15摄氏度。