專利名稱：一種利用熱泵技術(shù)提高集中供熱管網(wǎng)供熱能力的供熱系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集中供熱領(lǐng)域，具體涉及一種利用熱泵技術(shù)提高集中供熱管網(wǎng)供熱能力的供熱系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
中國城市化進程的飛速發(fā)展，城市集中供熱的規(guī)模不斷擴大，現(xiàn)有的集中供熱管網(wǎng)輻射范圍內(nèi)的供熱負(fù)荷在不斷增加，集中供熱管網(wǎng)已經(jīng)或即將面臨輸送能力不足的問題，解決的途徑有兩個一是重新鋪設(shè)大規(guī)格的熱網(wǎng)管路，二是進一步增大一次網(wǎng)熱水的供、回水溫差，提高現(xiàn)有供熱管網(wǎng)輸送熱量的能力。一方面，重新鋪設(shè)供熱管網(wǎng)建設(shè)周期長，需要破壞城市現(xiàn)有道路和市政設(shè)施，勢必影響城市交通和正常生活，并且新建供熱管網(wǎng)投資巨大，還造成原有管網(wǎng)設(shè)施的浪費等；另一方面，目前城市集中供熱一次網(wǎng)的供、回水溫度一般為120 65°C，一次網(wǎng)的供水溫度受到管道保溫、材料、安全、加熱熱源等因素的限制，無法繼續(xù)提高，利用常規(guī)的熱網(wǎng)換熱器， 一次網(wǎng)回水溫度要高于二次網(wǎng)的回水溫度，受到二次網(wǎng)用熱要求的限制，一次網(wǎng)回水溫度也無法繼續(xù)降低。

發(fā)明內(nèi)容
為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種利用熱泵技術(shù)提高集中供熱管網(wǎng)供熱能力的供熱系統(tǒng)，較常規(guī)的集中供熱方式，可以不受二次網(wǎng)回水溫度的限制，進一步降低一次網(wǎng)回水溫度，從而使得一次網(wǎng)的供、回水溫差進一步增大，提高供熱管網(wǎng)輸送熱量的能力。本發(fā)明的技術(shù)方案是在集中供熱一次網(wǎng)上設(shè)置吸收式熱泵機組，利用高溫的一次網(wǎng)供水作為驅(qū)動熱源，吸收低溫的一次網(wǎng)回水中的熱量，使得一次網(wǎng)回水溫度進一步降低， 同時，將這兩部分熱量用于加熱二次網(wǎng)熱水，供給熱用戶。一種利用熱泵技術(shù)提高集中供熱管網(wǎng)供熱能力的供熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括集中供熱管網(wǎng)，集中供熱管網(wǎng)分為一次網(wǎng)和二次網(wǎng)，該系統(tǒng)還包括吸收式熱泵機組，一次網(wǎng)供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的發(fā)生器相連，以一次網(wǎng)供水作為吸收式熱泵機組的驅(qū)動熱源；一次網(wǎng)回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器相連，以一次網(wǎng)回水作為吸收式熱泵機組的低溫?zé)嵩矗欢尉W(wǎng)回水依次經(jīng)過吸收式熱泵機組的吸收器和冷凝器被加熱升溫，作為二次網(wǎng)供水輸出。具體流程為一次網(wǎng)供水首先進入吸收式熱泵機組的發(fā)生器，作為驅(qū)動熱源，降溫后返回一次網(wǎng)供水管路，輸送到各個常規(guī)的換熱站中加熱二次網(wǎng)熱水，換熱后一次網(wǎng)熱水降溫，進入一次網(wǎng)回水管路，再進入吸收式熱泵的蒸發(fā)器，作為低溫?zé)嵩?，此時，一次網(wǎng)回水在熱泵的蒸發(fā)器中放熱，溫度進一步降低，更低溫度的一次網(wǎng)回水流出熱泵蒸發(fā)器后，作為一次網(wǎng)回水返回?zé)嵩醇訜帷Ｎ帐綗岜脵C組利用高溫的一次網(wǎng)供水作為驅(qū)動熱源，吸收低溫的一次網(wǎng)回水中的熱量，將這兩部分熱量用于加熱二次網(wǎng)熱水，供給熱用戶。
本發(fā)明為供熱管網(wǎng)低溫?zé)嵊脩艄釙r，一次網(wǎng)回水在進入吸收式熱泵的蒸發(fā)器之前，可以先與二次網(wǎng)回水進行換熱，預(yù)熱二次網(wǎng)回水后，再進入吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器中放熱，可以更進一步降低一次網(wǎng)回水的溫度，提高供熱管網(wǎng)輸送熱量的能力。對于枝狀熱網(wǎng)，吸收式熱泵機組一般設(shè)置在供熱管網(wǎng)的靠近熱源端，也可以設(shè)置在供熱管網(wǎng)的中間區(qū)段，但不宜設(shè)置在供熱管網(wǎng)最遠(yuǎn)端；對于環(huán)狀熱網(wǎng)，吸收式熱泵機組一般設(shè)置在供熱管網(wǎng)靠近各個熱源端，也可以設(shè)置在供熱管網(wǎng)的任何環(huán)段。一次網(wǎng)供水管路與吸收式熱泵機組的連接管道上設(shè)置有水泵，或在一次網(wǎng)供水管路上一次網(wǎng)供水進、出吸收式熱泵機組的管道之間設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，以平衡機組高溫水路的阻力損失；一次網(wǎng)回水管路與吸收式熱泵機組的連接管道上設(shè)置有水泵，或在一次網(wǎng)回水管路上一次網(wǎng)回水進、出吸收式熱泵機組的管道之間設(shè)置有調(diào)節(jié)閥，以平衡機組低溫水路的阻力損失。本發(fā)明的有益效果為第一，利用高溫的一次網(wǎng)供水驅(qū)動吸收式熱泵機組，回收低溫的一次網(wǎng)回水中的熱量，較常規(guī)集中供熱方式，一次網(wǎng)回水溫度進一步降低，使得一次網(wǎng)的供、回水溫差進一步增大；第二，吸收式熱泵機組將這兩部分高溫?zé)崃亢偷蜏責(zé)崃坑糜诩訜岫尉W(wǎng)熱水，產(chǎn)生出滿足要求的熱水供給熱用戶，實現(xiàn)供熱。


圖1為吸收式熱泵機組設(shè)置在供熱管網(wǎng)靠近熱源端的流程示意圖；圖2為吸收式熱泵機組設(shè)置在供熱管網(wǎng)中間區(qū)段的流程示意圖；圖3為本發(fā)明增加回水輔助換熱器的流程示意圖；圖中符號1-G-吸收式熱泵機組的發(fā)生器；I-E-吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器； I-C-吸收式熱泵機組的冷凝器；I-A-吸收式熱泵機組的吸收器；2-熱網(wǎng)換熱器；3-調(diào)節(jié)閥；4-水泵；5-輔助換熱器。
具體實施例方式下面的實施例可以使本專業(yè)技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。實施例1 如圖1所示，在集中供熱管網(wǎng)的一次網(wǎng)靠近熱源端設(shè)置吸收式熱泵機組，供熱管網(wǎng)為枝狀熱網(wǎng)，一次網(wǎng)供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的發(fā)生器I-G相連， 以一次網(wǎng)供水作為熱泵的驅(qū)動熱源；一次網(wǎng)回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器 I-E相連，以一次網(wǎng)回水作為低溫?zé)嵩矗欢尉W(wǎng)回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的吸收器I-A的熱水輸入端相連，二次網(wǎng)供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的冷凝器I-C的熱水輸出端相連，二次網(wǎng)回水依次進入吸收式熱泵機組的吸收器I-A和冷凝器I-C被加熱升溫，作為二次網(wǎng)供水輸出。一次網(wǎng)供水管路上，一次網(wǎng)供水進、出吸收式熱泵機組的管路之間設(shè)置有調(diào)節(jié)閥 3，以平衡機組高溫水路的阻力損失；一次網(wǎng)回水管路上，一次網(wǎng)回水進、出吸收式熱泵機組的管路之間也設(shè)置有調(diào)節(jié)閥3，以平衡機組低溫水路的阻力損失。具體流程為先將一次網(wǎng)高溫供水引入吸收式熱泵機組的發(fā)生器1-G，作為驅(qū)動熱源，降溫后再返回一次網(wǎng)供水管路中，輸送到各個常規(guī)熱力站的熱網(wǎng)換熱器2中，加熱供給熱用戶的二次網(wǎng)熱水，換熱后一次網(wǎng)熱水降溫，進入一次網(wǎng)回水管路，低溫的一次網(wǎng)回水再引入到吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器I-E中，在高溫驅(qū)動熱源的驅(qū)動下，一次網(wǎng)回水在吸收式熱泵機組中繼續(xù)放熱，使得一次網(wǎng)回水溫度進一步降低，更低的一次網(wǎng)回水流出吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器I-E后，作為一次網(wǎng)回水返回?zé)嵩醇訜帷Ｍ瑫r，在吸收式熱泵機組中，通過吸收器I-A和冷凝器I-C將一次網(wǎng)供水高溫?zé)嵩春鸵淮尉W(wǎng)回水低溫?zé)嵩吹倪@兩部分放出熱量用來加熱二次網(wǎng)熱水，供給熱用戶。實施例2 如圖2所示，在集中供熱的一次網(wǎng)的中間某區(qū)段設(shè)置吸收式熱泵機組， 供熱管網(wǎng)為枝狀熱網(wǎng)，一次網(wǎng)供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的發(fā)生器I-G相連，以一次網(wǎng)供水作為熱泵的驅(qū)動熱源；一次網(wǎng)回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器 I-E相連，以一次網(wǎng)回水作為低溫?zé)嵩?；二次網(wǎng)回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的吸收器I-A的熱水輸入端相連，二次網(wǎng)供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的冷凝器I-C的熱水輸出端相連，二次網(wǎng)回水依次進入吸收式熱泵機組的吸收器I-A和冷凝器I-C被加熱升溫，作為二次網(wǎng)供水輸出。一次網(wǎng)供水進入吸收式熱泵機組的管路上設(shè)置有水泵4，以平衡機組高溫水路的阻力損失；一次網(wǎng)回水進入吸收式熱泵機組的管路上也設(shè)置有水泵4，以平衡機組低溫水路的阻力損失。具體流程為將一次網(wǎng)高溫供水引入吸收式熱泵機組的發(fā)生器1-G，作為驅(qū)動熱源，降溫后返回到一次網(wǎng)供水管路中，再輸送到后端的各個常規(guī)熱力站的熱網(wǎng)換熱器2中， 加熱供給熱用戶的二次網(wǎng)熱水，換熱后一次網(wǎng)熱水降溫，進入一次網(wǎng)回水管路；后端熱網(wǎng)換熱器2出口的低溫一次網(wǎng)回水再引入到吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器I-E中，在高溫驅(qū)動熱源的驅(qū)動下，一次網(wǎng)回水在吸收式熱泵機組中繼續(xù)放熱，使得一次網(wǎng)回水溫度進一步降低，更低的一次網(wǎng)回水流出吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器I-E后，與前端熱網(wǎng)換熱器2出口的一次網(wǎng)回水摻混，作為一次網(wǎng)回水返回?zé)嵩醇訜?。在吸收式熱泵機組中，通過吸收器I-A和冷凝器I-C將一次網(wǎng)供水高溫?zé)嵩春鸵淮尉W(wǎng)回水低溫?zé)嵩吹倪@兩部分放出的熱量用來加熱二次網(wǎng)熱水，供給熱用戶。與實施例1相比，本實施例是將吸收式熱泵機組設(shè)置在一次網(wǎng)中間某區(qū)段，其出口的一次網(wǎng)回水與前端的熱網(wǎng)換熱器2出口的一次網(wǎng)回水摻混，因此，返回?zé)嵩吹囊淮尉W(wǎng)回水溫度會有所提高，但要比常規(guī)供熱模式的一次網(wǎng)回水溫度低，吸收式熱泵機組的設(shè)置位置距離熱源越近，一次網(wǎng)的回水溫度就越低，一次網(wǎng)的供回水溫差就越大，一次網(wǎng)輸送熱量的能力就越大。實施例3 如圖3所示，在集中供熱的一次網(wǎng)中設(shè)置吸收式熱泵機組，一次網(wǎng)供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的發(fā)生器I-G相連，以一次網(wǎng)供水作為熱泵的驅(qū)動熱源； 一次網(wǎng)回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器I-E相連，以一次網(wǎng)回水作為低溫?zé)嵩?；二次網(wǎng)回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的吸收器I-A的熱水輸入端相連，二次網(wǎng)供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的冷凝器I-C的熱水輸出端相連，二次網(wǎng)回水依次進入吸收式熱泵機組的吸收器I-A和冷凝器I-C被加熱升溫，作為二次網(wǎng)供水輸出?！尉W(wǎng)供水管路上，一次網(wǎng)供水進、出吸收式熱泵機組的管路之間設(shè)置有調(diào)節(jié)閥 3，以平衡機組高溫水路的阻力損失；一次網(wǎng)回水管路上，一次網(wǎng)回水進、出吸收式熱泵機組的管路之間也設(shè)置有調(diào)節(jié)閥3，以平衡機組低溫水路的阻力損失。
一次網(wǎng)回水進入吸收式熱泵機組蒸發(fā)器的管道及二次網(wǎng)回水進入吸收式熱泵機組吸收器的管道要經(jīng)過輔助換熱器5。具體流程為先將一次網(wǎng)的高溫供水引入吸收式熱泵機組的發(fā)生器1-G，作為驅(qū)動熱源，降溫后再返回一次網(wǎng)供水管路中，輸送到各個常規(guī)熱力站的熱網(wǎng)換熱器2中，加熱供給熱用戶的二次網(wǎng)熱水，換熱后一次網(wǎng)熱水降溫，進入一次網(wǎng)回水管路，一次網(wǎng)回水再經(jīng)過輔助換熱器5，預(yù)熱二次網(wǎng)回水后，引入到吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器I-E中，在高溫驅(qū)動熱源的驅(qū)動下，一次網(wǎng)回水在吸收式熱泵機組中繼續(xù)放熱，使得一次網(wǎng)回水溫度進一步降低，更低的一次網(wǎng)回水流出吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器I-E后，作為一次網(wǎng)回水返回?zé)嵩醇訜帷Ｍ瑫r，在吸收式熱泵機組中，通過吸收器I-A和冷凝器I-C將一次網(wǎng)供水高溫?zé)嵩春鸵淮尉W(wǎng)回水低溫?zé)嵩吹倪@兩部分放熱量用來加熱二次網(wǎng)熱水，供給熱用戶。與實施例1相比，本實施例中增加了回水輔助換熱器5，一次網(wǎng)回水在進入吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器I-E之前，先與二次網(wǎng)回水進行換熱，預(yù)熱二次網(wǎng)回水后，再進入吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器1-E，這樣可以更進一步降低一次網(wǎng)回水溫度，更大幅度地提高供熱管網(wǎng)輸送熱量的能力，本實施例適用于為供熱管網(wǎng)低溫?zé)嵊脩艄岬膱龊稀Ｒ陨纤?，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種利用熱泵技術(shù)提高集中供熱管網(wǎng)供熱能力的供熱系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括集中供熱管網(wǎng)，集中供熱管網(wǎng)分為一次網(wǎng)和二次網(wǎng)，其特征在于該系統(tǒng)還包括吸收式熱泵機組，一次網(wǎng)供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的發(fā)生器(I-G)相連，以一次網(wǎng)供水作為吸收式熱泵機組的驅(qū)動熱源；一次網(wǎng)回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器(I-E)相連，以一次網(wǎng)回水作為吸收式熱泵機組的低溫?zé)嵩?；二次網(wǎng)回水依次進入吸收式熱泵機組的吸收器(I-A)和冷凝器(I-C)被加熱升溫，作為二次網(wǎng)供水輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于一次網(wǎng)回水進入吸收式熱泵機組蒸發(fā)器的管道及二次網(wǎng)回水進入吸收式熱泵機組吸收器的管道要經(jīng)過輔助換熱器(5)，一次網(wǎng)回水在輔助換熱器(5)中預(yù)熱二次網(wǎng)回水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于一次網(wǎng)供水首先進入吸收式熱泵機組的發(fā)生器(I-G)，作為驅(qū)動熱源，降溫后返回一次網(wǎng)供水管路，輸送到各個常規(guī)換熱站的熱網(wǎng)換熱器O)中，加熱二次網(wǎng)熱水，加熱后一次網(wǎng)熱水降溫，進入一次網(wǎng)回水管路，再進入吸收式熱泵的蒸發(fā)器(I-E)，作為低溫?zé)嵩丛谡舭l(fā)器(I-E)中放熱，溫度進一步降低，更低溫度的一次網(wǎng)回水流出熱泵蒸發(fā)器(I-E)后返回?zé)嵩醇訜帷?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于一次網(wǎng)回水管路與吸收式熱泵機組的連接管道上設(shè)置有水泵G)，或在一次網(wǎng)回水管路上一次網(wǎng)回水進、出吸收式熱泵機組的管道之間設(shè)置有調(diào)節(jié)閥(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于一次網(wǎng)供水管路與吸收式熱泵機組的連接管道上設(shè)置有水泵，或在一次網(wǎng)供水管路上一次網(wǎng)供水進、出吸收式熱泵機組的管道之間設(shè)置有調(diào)節(jié)閥(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于供熱管網(wǎng)為枝狀熱網(wǎng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于吸收式熱泵機組設(shè)置在供熱管網(wǎng)的靠近熱源端，或設(shè)置在供熱管網(wǎng)的中間區(qū)段。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于供熱管網(wǎng)為環(huán)狀熱網(wǎng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于吸收式熱泵機組設(shè)置在供熱管網(wǎng)的任何環(huán)段。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于集中供熱領(lǐng)域的一種利用熱泵技術(shù)提高集中供熱管網(wǎng)供熱能力的供熱系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括集中供熱管網(wǎng)，集中供熱管網(wǎng)分為一次網(wǎng)和二次網(wǎng)，該系統(tǒng)還包括吸收式熱泵機組，一次網(wǎng)供水管路通過管道與吸收式熱泵機組的發(fā)生器相連，以一次網(wǎng)供水作為吸收式熱泵機組的驅(qū)動熱源；一次網(wǎng)回水管路通過管道與吸收式熱泵機組的蒸發(fā)器相連，以一次網(wǎng)回水作為吸收式熱泵機組的低溫?zé)嵩?；二次網(wǎng)回水依次進入吸收式熱泵機組的吸收器和冷凝器被加熱升溫，作為二次網(wǎng)供水輸出。本發(fā)明可以使一次網(wǎng)的供、回水溫差進一步增大，提高供熱管網(wǎng)輸送熱量的能力。
文檔編號F24D3/02GK102269442SQ20111019546
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月13日
發(fā)明者付林, 姜云濤, 張世鋼, 羅勇, 肖常磊 申請人:北京華清泰盟科技發(fā)展有限公司, 清華大學(xué)