一种能够降低一次网回水温度的供热系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种能够降低一次网回水温度的供热系统，其特征在于：它包括一次热水管路、二次热水供热管网、吸收式热泵、电驱动热泵和热源；一次热水管路包括一次供水管路和一次回水管路，二次热水供热管网包括第一股和第二股回水管路、第一股和第二股供水管路；吸收式热泵设置在近热源端，电驱动热泵设置在远热源端；热源出口端通过一次供水管路和管道与吸收式热泵连接，吸收式热泵通过管道与电驱动热泵连接，电驱动热泵通过管道和一次回水管路与热源入口端连接；吸收式热泵通过管道、第一股供水和回水管路与二次热水供热管网连接，电驱动热泵通过管道、第二股供水和回水管路二次热水供热管网连接。本实用新型可以广泛应用于余热回收中。
【专利说明】一种能够降低一次网回水温度的供热系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种集中供热系统，特别是关于一种能够降低一次网回水温度的供热系统。
【背景技术】
[0002]随着城市化进程的快速推进，城市集中供热面积不断增大，导致集中供热热源容量的不足。中小型燃煤锅炉房对大气造成的污染十分严重，发展受到很大限制，而新建区域性锅炉房投资高，建设周期长，且同样受到环境容量的制约；考虑到燃气、电力生产和供应的紧张现状，绝大多数城市也不适合采用燃气或电力的方式进行集中供热。供热热源紧缺已经成为诸多北方城市集中供热中最亟待解决的问题。
[0003]另一方面，城市建设和发展过程中有大量的低温余热产生，例如火力发电厂发电过程中汽轮机乏汽中产生的低温余热，冶金、石油化工和水泥制造等工业中诸多工艺生产线上产生的低温余热以及生活污水处理过程中产生的低温余热等。这些余热的热量巨大但品质(温度)不高，由于现有的余热回收系统热交换能力较低，大量城市余热并没有得到有效的利用。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种利用热泵机组能够降低一次网回水温度的供热系统。该系统不仅能够缓解城市集中供热热源紧缺的问题，提高城市余热利用率，同时还能够大幅度提高集中供热热网的输配能力。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种能够降低一次网回水温度的供热系统，其特征在于:它包括一次热水管路、二次热水供热管网、吸收式热泵、电驱动热泵和热源；所述一次热水管路包括一次供水管路和一次回水管路，所述二次热水供热管网包括第一股和第二股回水管路、第一股和第二股供水管路；所述吸收式热泵设置在近热源端，所述电驱动热泵设置在远所述热源端；所述热源出口端通过所述一次供水管路和管道与所述吸收式热泵的第一入口端连接，所述吸收式热泵的第一出口端通过管道与所述电驱动热泵的第一入口端连接，所述电驱动热泵的第一出口端通过管道和所述一次回水管路与所述热源入口端连接；所述吸收式热泵的第二入口端依次通过管道和所述第一股回水管路与所述二次热水供热管网的第一出口连接，所述吸收式热泵的第二出口端依次通过管道和所述第一股供水管路与所述二次热水供热管网的第一进口连接；所述电驱动热泵的第二入口端依次通过管道和所述第二股回水管路与所述二次热水供热管网的第二出口连接，所述电驱动热泵的第二出口端依次通过管道和所述第二股供水管路与所述二次热水供热管网的第二进口连接。
[0006]所述吸收式热泵包括吸收式热泵发生器、吸收式热泵蒸发器、吸收式热泵吸收器和吸收式热泵冷凝器；所述热泵发生器的进口通过管道与所述一次供水管路连接，所述热泵发生器的出口通过管道与所述吸收式热泵蒸发器的进口连接，所述吸收式热泵蒸发器的出口通过管道与所述电驱动热泵连接；所述吸收式热泵吸收器的进口通过管道和所述第一股回水管路与所述二次热水供热管网连接，所述吸收式热泵吸收器的出口通过管道与所述吸收式热泵冷凝器的进口连接，所述吸收式热泵冷凝器的出口通过管道和所述第一股供水管路与所述二次热水供热管网连接。
[0007]所述电驱动热泵包括电驱动热泵蒸发器和电驱动热泵冷凝器；所述电驱动热泵蒸发器的进口通过管道与所述吸收式热泵连接，所述电驱动热泵蒸发器的出口通过管道连接在所述一次回水管路上；所述电驱动热泵冷凝器的进口通过管道和所述第二股回水管路与所述二次热水供热管网连接，所述电驱动热泵冷凝器的出口通过管道和所述第二股供水管路与所述二次热水供热管网连接。
[0008]在所述二次热水供热管网侧设置分水器和集水器，所述分水器与所述第一股和第二股回水管路连接，所述集水器与所述第一股和第二股供水管路连接；在所述第一股和第二股回水管路以及所述第一股和第二股供水管路上分别设置调节阀。
[0009]在所述连接吸收式热泵发生器与吸收式热泵蒸发器之间的管道上设置板式换热器；所述板式换热器的一端串联在所述吸收式热泵发生器与吸收式热泵蒸发器之间，所述板式换热器的另一端通过管道和第三股回水管路与所述二次热水供热管网的第三出口连接，并通过管道和第三股供水管路与所述二次热水供热管网的第三进口连接。
[0010]在一次网供水侧远离所述热源端设置一台以上所述电驱动热泵，所述电驱动热泵包括电驱动热泵蒸发器和电驱动热泵冷凝器，各所述电驱动热泵蒸发器串联在一起，各所述电驱动热泵冷凝器分别连接在所述二次热水供热管网上；按照一次网供水的流动方向，所述吸收式热泵蒸发器的出口与第一台所述电驱动热泵蒸发器的进口连接，第一台所述电驱动热泵蒸发器的出口连接第二台所述电驱动热泵蒸发器的进口，直到最后一台所述电驱动热泵蒸发器的出口通过管道连接在所述一次回水管路上；各所述电驱动热泵冷凝器的进口均通过管道和所述回水管路连接在所述二次热水供热管网的各出口上，各所述电驱动热泵冷凝器的出口均通过管道和所述供水管路连接在所述二次热水供热管网的各进口上。
[0011]本实用新型由于采取以上技术方案，其具有以下优点:1、本实用新型由于采用来自热源的一次网供水作为驱动热源，经吸收式热泵和电驱动热泵构成的热泵机组对一次网供水进行放热降温后，以一次网回水的形式返回热源进行加热；因此本实用新型与常规集中供热方式相比，一次网供水和一次网回水之间的温差更大，从而能够降低一次网的输配能耗。2、本实用新型由于在连接吸收式热泵发生器与吸收式热泵蒸发器之间的管道上设置一板式换热器；从吸收式热泵发生器流出的一次网供水在进入吸收式热泵蒸发器之前，先进入板式换热器中与第三股二次网回水进行换热，因此本实用新型不仅能够减小吸收式热泵蒸发器的额定制冷量，也能够减小电驱动热泵的蒸发器的额定制冷量，从而显著减少投资成本。3、本实用新型由于在一次网供水侧远离热源端设置一台以上电驱动热泵，各电驱动热泵蒸发器串联在一起，各电驱动热泵冷凝器分别连接在二次热水供热管网上；因此本实用新型的一次网回水温度能够得到大幅度降低，从而有利于城市及周边的低品位余热的回收，缓解城市供热热源紧缺的问题。基于以上优点，本实用新型可以广泛应用于余热回收中。
【专利附图】
【附图说明】[0012]图1是本实用新型利用热泵机组降低一次网回水温度并加热二次网热水的供热系统结构示意图
[0013]图2是本实用新型在吸收式热泵发生器与吸收式热泵蒸发器之间设置板式换热器的供热系统结构示意图
[0014]图3是本实用新型采用多台电驱动热泵串联方式的供热系统结构示意图【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0016]如图1所示，本实用新型包括一次热水管路1、二次热水供热管网2、吸收式热泵3、电驱动热泵4和热源5。其中，一次热水管路I包括一次供水管路11和一次回水管路12，二次热水供热管网2包括第一股和第二股回水管路21、第一股和第二股供水管路22，吸收式热泵3设置在近热源5端，电驱动热泵4设置在远热源5端。热源5出口端通过一次供水管路11和管道与吸收式热泵3的第一入口端连接，吸收式热泵3的第一出口端通过管道与电驱动热泵4的第一入口端连接，电驱动热泵4的第一出口端通过管道和一次回水管路12与热源5入口端连接。吸收式热泵3的第二入口端依次通过管道和第一股回水管路21与二次热水供热管网2的第一出口连接，吸收式热泵3的第二出口端依次通过管道和第一股供水管路22与二次热水供热管网2的第一进口连接。电驱动热泵4的第二入口端依次通过管道和第二股回水管路21与二次热水供热管网2的第二出口连接，电驱动热泵4的第二出口端依次通过管道和第二股供水管路22与二次热水供热管网2的第二进口连接。
[0017]来自热源5的一次网供水作为驱动热源，通过一次供水管路11和管道流入吸收式热泵3中进行放热，一次网供水经放热降温后流入电驱动热泵4中再次进行放热，一次网供水经电驱动热泵4放热降温后以一次网回水的形式通过一次回水管路12返回热源5。来自二次热水供热管网2的第一股二次网水通过第一股回水管路21流入吸收式热泵3中，吸收一次网供水在吸收式热泵3中放出的热量后，通过第一股供水管路22返回二次热水供热管网2中。来自二次热水供热管网2的第二股二次网水通过第二股回水管路21流入电驱动热泵4中，吸收一次网供水在电驱动热泵4中放出的热量后，通过第二股供水管路22返回二次热水供热管网2中。通过上述过程，一次网供水的热量输送至二次网水，使得一次网回水的温度显著低于二次网回水的温度，从而有利于热源5处更充分地回收低温余热。
[0018]上述实施例中，吸收式热泵3包括吸收式热泵发生器31、吸收式热泵蒸发器32、吸收式热泵吸收器33和吸收式热泵冷凝器34。热泵发生器31的进口通过管道与一次供水管路11连接，热泵发生器31的出口通过管道与吸收式热泵蒸发器32的进口连接，吸收式热泵蒸发器32的出口通过管道与电驱动热泵4连接；吸收式热泵吸收器33的进口通过管道和第一股回水管路21与二次热水供热管网2连接，吸收式热泵吸收器33的出口通过管道与吸收式热泵冷凝器34的进口连接，吸收式热泵冷凝器34的出口通过管道和第一股供水管路22与二次热水供热管网2连接。
[0019]流入吸收式热泵3的一次网供水首先进入吸收式热泵发生器31中进行第一次降温，经第一次降温后作为低温热源通过管道流入吸收式热泵蒸发器32，在吸收式热泵蒸发器32中经第二次降温后作为低温热源通过管道流入电驱动热泵4。二次热水供热管网2的第一股二次网回水通过第一股回水管路21和管道依次进入吸收式热泵吸收器33和吸收式热泵冷凝器34中，并经两次加热升温后，作为第一股二次网供水依次通过管道和第一股供水管路22输出给二次热水供热管网2。
[0020]上述实施例中，电驱动热泵4包括电驱动热泵蒸发器41和电驱动热泵冷凝器42。电驱动热泵蒸发器41的进口通过管道与吸收式热泵3连接，电驱动热泵蒸发器41的出口通过管道连接在一次回水管路12上；电驱动热泵冷凝器42的进口通过管道和第二股回水管路21与二次热水供热管网2连接，电驱动热泵冷凝器42的出口通过管道和第二股供水管路22与二次热水供热管网2连接。
[0021]在吸收式热泵3中放热后的一次网供水通过管道流入电驱动热泵蒸发器41中，在电驱动热泵蒸发器41中经第三次降温后，依次通过管道和一次回水管路12返回热源5并进行加热。二次热水供热管网2的第二股二次网回水依次通过第二股回水管路21和管道流入电驱动热泵冷凝器42中，并经加热升温后，作为第二股二次网供水依次通过管道和第二股供水管路22输出给二次热水供热管网2。一次网供水提供的热量与电驱动热泵4由电功转换而来的热量均用于加热二次网回水，加热后的二次网回水以二次网供水的形式提供给用户。
[0022]上述实施例中，在二次热水供热管网2侧还设置分水器和集水器，分水器与第一股和第二股回水管路21连接，集水器与第一股和第二股供水管路22连接；并在第一股和第二股回水管路21以及第一股和第二股供水管路22上分别设置调节阀，使得二次网回水在分水器内分成两股，按照适当的流量配比，二次网回水通过第一股和第二股回水管路21分别流入吸收式热泵吸收器33和电驱动热泵冷凝器42中进行加热，并分别通过第一股和第二股供水管路22流入集水器内，在集水器内汇集后输送至用户。
[0023]上述实施例中，如图2所示，为减少吸收式热泵3和电驱动热泵4的安装容量，在连接吸收式热泵发生器31与吸收式热泵蒸发器32之间的管道上设置板式换热器6 ;板式换热器6的一侧串联在吸收式热泵发生器31与吸收式热泵蒸发器32之间，板式换热器6的另一侧通过管道和第三股回水管路21与二次热水供热管网2的第三出口连接，并通过管道和第三股供水管路22与二次热水供热管网2的第三进口连接。
[0024]一次网供水在吸收式热泵发生器31中经第一次放热降温后作为低温热源流入板式换热器6中，在板式换热器6中与第三股二次网回水进行换热，一次网供水经第二次降温后流入吸收式热泵蒸发器32，在吸收式热泵蒸发器32中经第三次降温后流入电驱动热泵蒸发器41中，在电驱动热泵蒸发器41中经第四次降温后依次经管道和一次回水管路12后返回热源5加热。从吸收式热泵发生器31流出的一次网供水在进入吸收式热泵蒸发器32之前，先进入板式换热器6中与第三股二次网回水进行换热，这样不仅能够减小吸收式热泵蒸发器32的额定制冷量，也能够减小电驱动热泵的蒸发器41的额定制冷量，从而显著减少投资成本。
[0025]上述实施例中，如图3所示，基于图2所示的供热系统结构，在一次网供水侧远离热源5端设置一台以上电驱动热泵4，其中，各电驱动热泵蒸发器41串联在一起，各电驱动热泵冷凝器42分别连接在二次热水供热管网2上。按照一次网供水的流动方向，吸收式热泵蒸发器32的出口与第一台电驱动热泵蒸发器41的进口连接，第一台电驱动热泵蒸发器41的出口连接第二台电驱动热泵蒸发器41的进口，直到最后一台电驱动热泵蒸发器41的出口通过管道连接在一次回水管路12上。各电驱动热泵冷凝器42的进口均通过管道和回水管路21连接在二次热水供热管网2的各出口上，各电驱动热泵冷凝器42的出口均通过管道和供水管路22连接在二次热水供热管网2的各进口上。
[0026]来自热源5的一次网供水作为驱动热源，通过一次供水管路11和管道，依次流经吸收式热泵3和板式换热器6时被放热降温后，再依次流入各电驱动热泵蒸发器41中，在各电驱动热泵蒸发器41中降温后依次经管道和一次回水管路12后返回热源5中进行加热。二次热水供热管网2的多股回水依次通过多股回水管路21和管道流入各电驱动热泵冷凝器42中，并经加热升温后，作为二次网供水依次通过管道和多股供水管路22输出给二次热水供热管网2。
[0027]上述实施例中，根据一次网供水的流动方向，一次网供水先进入的电驱动热泵蒸发器41的蒸发温度设计值最高；根据二次网热水温度需求设定电驱动热泵冷凝器42的冷凝温度。
[0028]上述各实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【权利要求】
1.一种能够降低一次网回水温度的供热系统，其特征在于:它包括一次热水管路、二次热水供热管网、吸收式热泵、电驱动热泵和热源；所述一次热水管路包括一次供水管路和一次回水管路，所述二次热水供热管网包括第一股和第二股回水管路、第一股和第二股供水管路；所述吸收式热泵设置在近热源端，所述电驱动热泵设置在远所述热源端；所述热源出口端通过所述一次供水管路和管道与所述吸收式热泵的第一入口端连接，所述吸收式热泵的第一出口端通过管道与所述电驱动热泵的第一入口端连接，所述电驱动热泵的第一出口端通过管道和所述一次回水管路与所述热源入口端连接；所述吸收式热泵的第二入口端依次通过管道和所述第一股回水管路与所述二次热水供热管网的第一出口连接，所述吸收式热泵的第二出口端依次通过管道和所述第一股供水管路与所述二次热水供热管网的第一进口连接；所述电驱动热泵的第二入口端依次通过管道和所述第二股回水管路与所述二次热水供热管网的第二出口连接，所述电驱动热泵的第二出口端依次通过管道和所述第二股供水管路与所述二次热水供热管网的第二进口连接。
2.如权利要求1所述的一种 能够降低一次网回水温度的供热系统，其特征在于:所述吸收式热泵包括吸收式热泵发生器、吸收式热泵蒸发器、吸收式热泵吸收器和吸收式热泵冷凝器；所述热泵发生器的进口通过管道与所述一次供水管路连接，所述热泵发生器的出口通过管道与所述吸收式热泵蒸发器的进口连接，所述吸收式热泵蒸发器的出口通过管道与所述电驱动热泵连接；所述吸收式热泵吸收器的进口通过管道和所述第一股回水管路与所述二次热水供热管网连接，所述吸收式热泵吸收器的出口通过管道与所述吸收式热泵冷凝器的进口连接，所述吸收式热泵冷凝器的出口通过管道和所述第一股供水管路与所述二次热水供热管网连接。
3.如权利要求1所述的一种能够降低一次网回水温度的供热系统，其特征在于:所述电驱动热泵包括电驱动热泵蒸发器和电驱动热泵冷凝器；所述电驱动热泵蒸发器的进口通过管道与所述吸收式热泵连接，所述电驱动热泵蒸发器的出口通过管道连接在所述一次回水管路上；所述电驱动热泵冷凝器的进口通过管道和所述第二股回水管路与所述二次热水供热管网连接，所述电驱动热泵冷凝器的出口通过管道和所述第二股供水管路与所述二次热水供热管网连接。
4.如权利要求2所述的一种能够降低一次网回水温度的供热系统，其特征在于:所述电驱动热泵包括电驱动热泵蒸发器和电驱动热泵冷凝器；所述电驱动热泵蒸发器的进口通过管道与所述吸收式热泵连接，所述电驱动热泵蒸发器的出口通过管道连接在所述一次回水管路上；所述电驱动热泵冷凝器的进口通过管道和所述第二股回水管路与所述二次热水供热管网连接，所述电驱动热泵冷凝器的出口通过管道和所述第二股供水管路与所述二次热水供热管网连接。
5.如权利要求1或2或3或4所述的一种能够降低一次网回水温度的供热系统，其特征在于:在所述二次热水供热管网侧设置分水器和集水器，所述分水器与所述第一股和第二股回水管路连接，所述集水器与所述第一股和第二股供水管路连接；在所述第一股和第二股回水管路以及所述第一股和第二股供水管路上分别设置调节阀。
6.如权利要求2所述的一种能够降低一次网回水温度的供热系统，其特征在于:在所述连接吸收式热泵发生器与吸收式热泵蒸发器之间的管道上设置板式换热器；所述板式换热器的一端串联在所述吸收式热泵发生器与吸收式热泵蒸发器之间，所述板式换热器的另一端通过管道和第三股回水管路与所述二次热水供热管网的第三出口连接，并通过管道和第三股供水管路与所述二次热水供热管网的第三进口连接。
7.如权利要求2或4或6所述的一种能够降低一次网回水温度的供热系统，其特征在于:在一次网供水侧远离所述热源端设置一台以上所述电驱动热泵，所述电驱动热泵包括电驱动热泵蒸发器和电驱动热泵冷凝器，各所述电驱动热泵蒸发器串联在一起，各所述电驱动热泵冷凝器分别连接在所述二次热水供热管网上；按照一次网供水的流动方向，所述吸收式热泵蒸发器的出口与第一台所述电驱动热泵蒸发器的进口连接，第一台所述电驱动热泵蒸发器的出口连接第二台所述电驱动热泵蒸发器的进口，直到最后一台所述电驱动热泵蒸发器的出口通过管道连接在所述一次回水管路上；各所述电驱动热泵冷凝器的进口均通过管道和所述回水管路连接在所述二次热水供热管网的各出口上，各所述电驱动热泵冷凝器的出口均通过管 道和所述供水管路连接在所述二次热水供热管网的各进口上。
【文档编号】F24D3/18GK203757824SQ201420114234
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月13日 优先权日:2014年3月13日
【发明者】夏建军, 方豪, 宿颖波, 于峰, 江亿 申请人:清华大学, 赤峰和然节能技术服务有限责任公司