一种集中供热二次网电热泵调峰系统的制作方法

本实用新型属于供热领域，具体涉及热电联产集中供热系统的二次网调峰。

背景技术：

热电联产集中供热系统，在供暖初、末期，由于二次网热用户热需求小，对一次网和二次网的供水温度要求都不高，二次网供、回水温差维持在5℃左右，即能满足二次网热用户的供热需求。而在供暖严寒期，随着二次网热用户热需求的增加，需要提高二次网的供水温度，且二次网的供、回水温差维持在10℃左右，因此，只有大幅提高一次网供热初始端的供水温度，才能满足二次网热用户的调峰供热需求。

热电联产集中供热系统，采用提高一次网供水温度为二次网调峰的方式，存在以下问题。一是采用这种方式调峰，由于一次网供水温度要比二次网回水温度高40℃-60℃左右，采用温度较高的一次网供水直接加热温度较低的二次网回水，需要消耗大量的一次网高品质热能。二是这种调峰方法灵活性差。通常，在一次网的辖内有上百个换热站。接入二次网的各组热用户的用热时段、对二次网的供水温度，以及二次网的供回水温差都存在较大的差异，仅采用提高一次网供水温度为二次网的调峰方式，难免出现大马拉小车的现象。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种集中供热二次网电热泵调峰系统，克服现有的集中供热系统用大幅提升一次网供水温度为二次网调峰存在的上述不足。

本实用新型的集中供热二次网电热泵调峰系统，包括设置在换热站内的一次网供水管路、一次网回水管路、二次网供水管路、二次网回水管路、一次网和二次网间的板式换热器、二次网循环泵，所作的改进是：增设利用一次网回水热量对二次网回水升温的电热泵调峰机组，所述的电热泵调峰机组包括：调峰换热器、电热泵、连接调峰换热器电热泵一侧和电热泵蒸发器的内循环水管、安装在内循环水管上的内循环泵，其中，电热泵调峰机组中调峰换热器的热源水进口经水管或接头连接板式换热器一次网侧的出口，调峰换热器的热源水出口连接一次网回水管，电热泵冷凝器的出水口经水管或接头连接板式换热器二次网侧的回水进口，电热泵冷凝器的进水口接二次网回水管。

以上为本实用新型的基本技术方案。

本实用新型中，调峰换热器选用管壳换热器，并且在管壳换热器的壳程中部增加一个或一个以上壳程中段出口，管壳换热器的管程进口经水管或接头连接板式换热器一次网侧的出口，管壳换热器的管程出口连接一次网回水管，管壳换热器上的壳程中段出口与壳程末端的出口连接水管并汇集到一个多通电动流量调节阀上，壳程进口、多通电动流量调节阀出口，与电热泵蒸发器的出、进水口之间连接水管形成循环循环通道，循环通道内充低温循环水，循环通道中的水管上安装有内循环泵。

本实用新型中的管壳换热器的壳程中部增加一个壳程中段出口，所增加的壳程中段出口与壳程末端的出口连接输水管并汇集到三通电动流量调节阀，三通电动流量调节阀出口经水管或接头连接电热泵蒸发器进水口。

所述多通流量调节阀用电控制器调节，所述的电控制器包括安装在多通流量调节阀各个入口及出口的温度传感器，连接温度传感器和电动阀的控制模块。

本实用新型的工作过程是：首先，一次网高温水沿一次网供水管路被送入换热站内的一次网流量调节阀进水口，通过一次网流量调节阀控制器测定板式换热器一次网侧进、出水口和二次网侧进、出水口的温度，以此调节一次网流量调节阀的开度比例，将一次网高温水流量控制到与二次网换热的最佳比例后，再由一次网流量调节阀出口流出，经由连接管路进入板式换热器的一次网侧进水口，将一次网高温水的热量传递给板式换热器二次网侧已被电热泵调峰机组升温后的二次网回水，由此一次网高温水的温度降低，成为一次网中温水，并从板式换热器的一次网侧出水口流出，经由连接板式换热器和电热泵调峰机组一次网侧进水口的管路，被送入电热泵调峰机组的一次网侧进水口，通过设置在电热泵调峰机组内部的电压缩机做工，将电热泵调峰机组一次网侧吸收的中温热能，转变成电热泵调峰机组二次网侧的高温热能导入二次网回水中，由此一次网中温水的温度降低，成为一次网低温水，并从电热泵调峰机组的一次网侧出水口流出，经由一次网回水管路送入换热站外的一次网回水主系统，完成一次网高温水与二次网回水的一次梯级换热。

与此同时，由设置在换热站内的二次网回水管路上的二次网循环泵提供管道循环动力，将温度较高的二次网供水送入换热站外的热用户进水口，与热用户完成热量交换后，由此降低温度的二次网供水，再经由热用户出水口流出，成为二次网回水，并沿二次网回水管路送入换热站内的电热泵调峰机组的二次网侧进水口，通过设置在电热泵调峰机组内部的电压缩机做工，将电热泵调峰机组一次网侧吸收的一次网中温水热能，转变成电热泵调峰机组的二次网侧高温热能导入二次网回水中，在电热泵调峰机组内部升温后的二次网回水，经由电热泵调峰机组的二次网侧出水口流出，并通过二次网回水管路送入板式换热器的二次网侧进水口，吸收板式换热器一次网侧的一次网高温水的热量后，成为温度较高的二次网供水，经由板式换热器的二次网侧出水口流出，再通过二次网供水管路送入换热站外的热用户的进水口，完成二次网供、回水管路的一次闭式循环，以及一次网经由换热站向热用户搬运热能的一次过程。

本实用新型的积极效果是：

1、利用电热泵调峰机组提取一次网中温水的热量为二次网调峰，改变了只有提高一次网供热初始端供水温度，才能对二次网进行调峰的传统运行方式。这种调峰方式具有响应快、起停灵活的特点，可根据各热用户的实际需求，在一次网供水参数不变的情况下，能迅速提高二次网的供回水温度，满足一次网下二次网热用户不同的调峰需求；

2、与传统的采用提高一次网供水温度为二次网调峰的方式相比，这种调峰方式通过缩小一次网高温供水和二次网回水的换热温差，二次网回水首先被电热泵调峰机组升温后，再进入板式换热器与一次网高温水进行换热，即二次网60%的热量通过板式换热器从一次网高温水中换取，二次网40%的热量由电热泵调峰机组吸收一次网中温水热能予以补充，通过这种调峰方式，可减少40%左右的一次网高品质热能消耗；

3、本调峰系统实现了一次网和二次网的高、中、低温热能的梯度利用。一次网高温水与二次网被电热泵调峰机组加热后的二次网回水直接换热，一次网中温水与电热泵机组蒸发器低温循环水直接换热，电热泵机组冷凝器制取的高温热与温度较低的二次网回水直接换热；

4、调峰期，由于二次网回水比二次网供水温度低10℃左右，采用电热泵调峰机组优先加热二次网回水。一是相比较优先加热温度较高的二次网供水，可提升电热泵调峰机组的系统能效；二是相比较优先加热温度较高的二次网供水，由于降低电热泵调峰机组的冷凝温度，冷凝器内管壁结垢就会成大幅下降；

5、由于电热泵调峰机组需要串联在一次网中温回水管路上，对一次网阻力的影响关系到原有集中供热系统的水力平衡，由于电热泵调峰机组内置的管壳换热器的阻力比板式换热器低50%以上，因此，降低了对一次网水力平衡的影响；

6、所需调峰用的低温热量由一次网供热初始端集中补充，也可充分挖掘热源厂的低品位热源，更有利于对补充方式进行环保处理，此方法对于缓解北方城市冬季煤烟型大气污染具有重要意义。

附图说明

图1为涉及本实用新型的供热系统结构示意图。

图中：1为一次网供水管路、2为一次网回水管路、3为板式换热器、4为电热泵调峰机组、5为一次网回水管路、6为二次网供水管路、7为热用户、8为二次网回水管路、9为二次网循环泵。

图2为本实用新型中电热泵调峰机组结构示意图。

图中：4-1为管壳换热器、4-2为电热泵、4-2-1为电热泵蒸发器、4-2-2为电热泵冷凝器、4-3为电热泵调峰机组内循环水管、4-4为电热泵调峰机组内循环泵。

图3为本实用新型中使用的管壳换热器结构示意图。

其中：4-1-1为管壳换热器壳体、4-1-2为管程通道管组、4-1-3为壳程导流板、4-1-4为管程进水口、4-1-5为管程出水口、4-1-6为壳程进水口、4-1-7为壳程中段出水口、4-1-8为壳程末端出水口、4-1-9为三通流量调节阀。

图4为本实用新型中使用的多通电动流量调节阀电控制器框图。

具体实施方式

参阅图1，本实用新型的集中供热二次网电热泵调峰系统，包括：设置在换热站内的一次网供水管路1和回水管路2、二次网供水管路6和回水管路8、一次网和二次网间的板式换热器3、二次网循环泵9。所作的改进是：增设利用一次网回水热量对二次网回水升温的电热泵调峰机组4。

参阅图2，所述的电热泵调峰机组4包括管壳换热器4-1、电热泵4-2、连接管壳换热器和电热泵4-2的内循环水管4-3、注入内循环水管的低温循环水、安装在内循环水管上的内循环泵4-4，其中，电热泵调峰机组4中管壳换热器4-1的管程进口经水管连接板式换热器3的一次网侧出口端，管壳换热器4-1的管程出口连接一次网回水管路2，电热泵冷凝器4-2-2的出水口经水管连接板式换热器3的二次网回水进口，电热泵冷凝器4-2-2的进水口连接二次网回水管路8。

参阅图3，本实用新型中使用的管壳换热器4-1的壳程中部增加一个壳程中段出口4-1-7，所增加的壳程中段出口4-1-7与壳程末端的出口4-1-8连接输水管并汇集到三通流量调节阀4-1-9上，三通流量调节阀4-1-9的出口连接电热泵蒸发器4-2-1进水口。管程换热器管程进口4-1-4经水管连接板式换热器3的一次网出口。管壳换热器4-1的管程出口4-1-5连接一次网回水管路2。管壳换热器的壳程进口4-1-6经内循环管4-4接电热泵4-2中蒸发器4-2-1的出水口。在管壳换热器4-1的中段出口4-1-7或其与三通流量调节阀4-1-9间的输水管上设置温度传感器。壳程末端的出口4-1-8 或其与三通流量调节阀4-1-9间的水管上设置温度传感器。上述温度传感器接入控制模块。控制模块的控制输出接三通流量调节阀4-1-9。

三通流量调节阀控制器根据设定的出口的恒温，调整管壳换热器4-1壳程中段出口4-1-7和末端出口4-1-8进入流量调节阀的流量比例。