一种可实现分区供热的楼宇式吸收式换热站的制作方法

本发明属于节能技术领域，具体为一种可实现分区供热的楼宇式吸收式换热站。

背景技术：

溴化锂吸收式换热器是一种全新的换热设备，目前被广泛应用于北方地区的集中供热系统当中，完成末端热力站一次网高温热水向二次网入户热水的换热过程，相比采用各类常规换热器的传统系统，采用吸收式换热器可将一次网回水温度大幅降低，提高管网供回水温差和供热能力，实现清洁供暖。楼宇式吸收式换热站是基于吸收式换热器发展的一种全新的分布式热力站(参见期刊文章：楼宇式吸收式换热器的研发及应用[j].区域供热,2019(05):1-10+59)，其内部集成了小型楼宇式吸收式换热器以及常规热力站的温度、压力、流量监测装置以及补水系统，占地仅1～3平米，可分布布置于每栋楼旁，为单栋建筑独立供热，实现独立调节，可有效降低传统集中热力站供热模式的冷热不均问题，还可支持分栋热计量模式，是一类很有前景的供热模式，已经在我国北方地区进行了一定规模的小区、办公建筑供热示范。

然而，现有供热示范大多针对楼层高度不超过7层的建筑进行，难以在较高层建筑中推行，其主要问题在于难以有效解决高层建筑的分高低区或高中低区分区供热问题。目前，若采用楼宇式吸收式换热站，如专利cn201610676397.5披露的技术，针对存在三个分区的建筑需要安装三台机组分别为三个分区供热，这使得楼宇式供热占地小的优势不复存在；也有做法采用单台机组带两栋楼的低区，而另一台机组带两栋楼的高区，但这样又延长了管线提高了供热成本，同时也难以进行分栋热计量，达不到楼宇式供热的初衷。若想更好地实现楼宇式吸收式供热模式，就需要使得一台楼宇式吸收式换热站可以同时为多个分区进行供热。这就需要采用一台换热站接入多个不同的二次管网，这些管网之间不能出现温度、压力、流量的相互影响，同时需要保证供暖初期，换热站可在不启动吸收式循环的条件下对各个二次管网进行预热以防止循环溶液后出现溶液结晶问题。

为此，本申请提出一种可实现分区供热的楼宇式吸收式换热站，其内部包括一个包含多级独立吸收式换热流程的楼宇式吸收式换热器、分区补水定压装置、多级独立的二次网循环泵、流量计、温度计、压力表、一次网管路以及多级二次网管路。设备对外仅有一次网进出口以及多级独立的二次网进出口。

本申请所述的楼宇式吸收式换热站设备通过内部独立的多级吸收式换热流程可实现多级二次网的相互独立，并可实现供暖初期采用各级内部水水板换对二次网余热防止结晶问题的功能。同时，设备内部采用分区补水定压装置，可同时提供多个不同的定压点，满足不同分区压力的需求。此外，设备内部集成了温度、压力、流量的监测功能，可实现常规换热站的数据监测和热量计量功能，配合分栋热计量的推行。本申请所述设备消除了目前单体建筑存在多个分区时需要多个楼宇式吸收式换热站设备的弊端，使得楼宇式吸收式换热模式不再受建筑分区数量的影响。

技术实现要素：

针对背景技术中存在的问题，本发明提供了一种可实现分区供热的楼宇式吸收式换热站，其特征在于，包括：对三个分区分别供热的吸收式换热器、分区补水定压装置、一次网增压泵、3级独立的二次网循环泵、流量计、一次网管路以及3级二次网管路，其中，一次网进口与楼宇式吸收式换热器的发生器热水管路进口相连，以此进入第一级的发生器；吸收式换热器的蒸发器热水管路出口分为两个支路，一路通过补水入口与分区补水定压装置相连，另一路依次连接流量计和一次网增压泵后接设备的一次网出口；

每个分区的二次网水进口与分区补水定压装置的一个补水出口汇合后与吸收式换热器中所对应分级的冷水管路进口相连，即二次网进口为各级二次网水的定压点；每一级冷水管路出口与对应的二次网水出口相连。

对三个分区分别供热的吸收式换热器包括：3级内部独立的吸收式换热流程、发生器热水管路、蒸发器热水管路、水水板换热水管路和3级独立的冷水管路，其中各级吸收式循环中的蒸发压力依次逐级升高；发生器热水管路正向与各级发生器相连，蒸发器热水管路反向与各级蒸发器相连；发生器热水管路出口与水水板换热水管路总进口相连，水水板换热水管路总出口与蒸发器热水管路进口相连；水水板换热水管路与各级水水板换热侧相连；各级冷水管路进口分两路，其中一路与冷凝器和吸收器相连，另一路与水水板换冷侧的相连。

所述水水板换热水管路与各级水水板换热侧相连的方式分为：全并联方式、正向串联方式和反向串联方式三种，其中：

全并联方式为：水水板换热水管路总进口分为3路，每路分别连接每一级水水板换热侧进口，每一级水水板换热侧出口再汇合，之后连接水水板换热水管路总出口；

正向串联方式为：水水板换热水管路总进口按照蒸发压力由低至高的顺序将各级水水板换顺序联通，之后连接水水板换热水管路总出口；

反向串联方式为：水水板换热水管路总进口按照蒸发压力由高至低的顺序将各级水水板换顺序联通，之后连接水水板换热水管路总出口。

冷水管路中与冷凝器和吸收器相连的一路的连接方式分为：并联方式、吸收器为入口的串联方式和冷凝器为入口的串联方式三种，其中：

并联方式为：分为并联的两支路，一支路连接该级冷凝器、另一支路连接该级吸收器，两路的出口汇合；

吸收器为入口的串联方式为：依次连接吸收器和冷凝器；

冷凝器为入口的串联方式为：依次连接冷凝器和吸收器。

所述分区补水定压装置包括：补水入口、一或三个开式水箱、补水泵、流量计、压力开关、压力罐、第一级二次网定压的补水出口、第二级二次网定压的补水出口和第三级二次网定压的补水出口，其中补水入口经过一个或三个开式水箱和3级补水管路分别与一个补水出口相连，每级补水管路上顺序设有补水泵、流量计、压力开关和压力罐。

当补水入口经过一个开式水箱和3级补水管路分别与一个补水出口相连时，补水入口通过经水箱补水阀门与开式水箱的入口相连，开式水箱的出口处分为并联的三级补水管路，且3级补水管路分别与第一级二次网定压的补水出口、第二级二次网定压的补水出口和第三级二次网定压的补水出口相连。

当补水入口经过三个开式水箱和3级补水管路分别与一个补水出口相连时，补水入口分为并联的三路，每路分别经一个水箱补水阀门与一个开式水箱的入口相连，开式水箱的出口与一级补水管路相连，且每级补水管路分别与第一级二次网定压的补水出口、第二级二次网定压的补水出口或第三级二次网定压的补水出口中的一根相连。

一次网进口与楼宇式吸收式换热器的发生器热水管路进口相连的管路上设有温度计和压力表；吸收式换热器的蒸发器热水管路出口中连接一次网出口的支路中，在流量计之前的管路上设有温度计，且在一次网增压泵的前后的管路上均设有压力表。

每个分区的二次网水进口与分区补水定压装置的一个补水出口汇合后的管路上，均设有压力表和温度计。

每一级冷水管路出口与对应的二次网水出口相连的管路上，依次设有温度计、流量计、压力表、二次网循环泵和压力表。

本发明的有益效果在于：

1.通过多级独立的吸收式换热流程和多级独立的冷水管路(用于供热系统时也就是独立的二次水管路)，实现了对多个独立二次水路加热的目的，并且多个二次水路均具备独立调节流量、温度、压力条件，不存在相互影响，避免了各个不同压力水路之间出现的串压情况。

2.通过内部集成分区补水定压装置提供了多个独立的定压点，对应多个不同分区的不同压力范围；

3.使单台楼宇式吸收式换热站可对存在多个分区的单体建筑供热，减少占地、降低投资、实现分栋热计量。

4.通过独立的吸收式换热流程，每级存在独立的水水板换，可在机器启动初期在不开启溶液循环和冷剂水循环的条件下，仅通过每级的水水板换实现对冷水的加热过程，换将二次水温度提升至30℃以上，以防止溶液循环后出现溶液结晶问题。

5.通过多级独立的吸收式换热流程，使热水在多级发生器、多级蒸发器实现水温多级梯级降低，可有效提高吸收式换热器性能。

6.实现了仅通过一台设备即可为多分区独立供热，减少设备数量，降低初投资及采用吸收式换热器供热所需的占地面积。

7.在供暖期间如果机组真空侧溶液及冷剂水循环需要故障检修，可采用每级独立的水水板换对各级冷水加热，保证机组连续供暖的可靠性。

8.通过设置于一次网进口与出口的温度计、进口的流量计实现楼宇分栋热量计量。

附图说明

图1为本发明一种可实现分区供热的楼宇式吸收式换热站实施例1中独立的吸收式换热流程(溶液循环、冷剂水循环)及冷水管路(采用吸收器为入口的串联方式)的结构示意图；

图2为本发明实施例1中吸收式换热器的示意图；

图3为本发明实施例1中水水板换热水管路与各级水水板换热侧相连(采用全并联方式)的示意图；

图4为本发明实施例1中实现3个分区供热的楼宇式吸收式换热站的示意图；

图5为本发明实施例1中包含一个开式水箱的分区补水定压装置示意图；

图6为本发明实施例2中包含多个开式水箱的分区补水定压装置示意图；

图7为本发明实施例3中水水板换热水管路与各级水水板换热侧相连(采用正向串联方式)的示意图；

图8为本发明实施例4中水水板换热水管路与各级水水板换热侧相连(反向串联方式)的示意图；

图9为本发明实施例5中独立吸收式换热流程及独立冷水管路(采用并联方式)的示意图；

图10为本发明实施例6中独立吸收式换热流程及独立冷水管路(采用冷凝器为入口的串联方式)的示意图。

其中：

1-发生器，2-冷凝器，3-吸收器，4-蒸发器，5-溶液换热器，6-水水板换，7-发生器热水管路出口，8-水水板换热水管路进口，9-水水板换热水管路出口，10-蒸发器热水管路进口，13-一次网进口，14-一次网出口，15-吸收式换热器，16-分区补水定压装置，17-补水入口，18-可实现分区供热的楼宇式吸收式换热站整体，19-开式水箱，20-一次网增压泵，21-二次网循环泵，22-流量计，23-温度计，24-压力表，25-补水泵，26-压力罐，27-水箱补水阀门，28-压力开关，101-第一级发生器，102-第二级发生器，103-第三级发生器，401-第一级蒸发器，402-第二级蒸发器，403-第三级蒸发器，601-第一级水水板换，602-第二级水水板换，603-第三级水水板换，1101-第一级二次网进口，1102-第二级二次网进口，1103-第三级二次网进口，1201-第一级二次网出口，1202-第二级二次网出口，1203-第三级二次网出口，1801-第一级二次网定压的补水出口，1802-第二级二次网定压的补水出口，1803-第三级二次网定压的补水出口。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

如图1～图5所示的本发明一种可实现3个分区供热的楼宇式吸收式换热站实施例1，根据最常见的使用情况分别为建筑的低、中、高区供热，包括：对三个分区分别供热的吸收式换热器15、分区补水定压装置16、一次网增压泵20、3级独立的二次网循环泵21、流量计22、温度计23、压力表24、一次网管路以及3级二次网管路；一次网进口13通过温度计23和压力表24与楼宇式吸收式换热器15的发生器热水管路进口相连，以此进入第一级的发生器1；吸收式换热器15的蒸发器热水管路出口分为两个支路，一路通过补水入口17与分区补水定压装置16相连，另一路依次连接温度计23、流量计22、压力表24、一次网增压泵20和压力表24后接设备的一次网出口14离开楼宇式吸收式换热站。

楼宇式吸收式换热站为单栋建筑供热，分布于每栋楼旁，单个建筑中不同分区的二次网热水分别接入该换热站的各级二次网管路。每个分区的二次网水进口与分区补水定压装置16的一个补水出口汇合后经过压力表24和温度计23再与吸收式换热器15中所对应分级的冷水管路进口相连，即二次网进口为各级二次网水的定压点；每一级冷水管路出口依次连接温度计23、流量计22、压力表24、二次网循环泵21和压力表24后再与对应的二次网水出口相连。

如图5所示的分区补水定压装置16，包括补水入口17、开式水箱19、补水泵25、流量计22、压力表24、压力开关28、压力罐26、第一级二次网定压的补水出口1801、第二级二次网定压的补水出口1802和第三级二次网定压的补水出口1803，其中补水入口17经过一个或三个开式水箱19和3级补水管路分别与一个补水出口相连，每级补水管路上顺序设有压力表24、补水泵25、压力表24、流量计22、压力开关28和压力罐26。

本实施例中具体的，包括一个开式水箱19，补水入口17通过经水箱补水阀门27与开式水箱19的入口相连，开式水箱19的出口处分为并联的三级补水管路，且3级补水管路分别与第一级二次网定压的补水出口1801、第二级二次网定压的补水出口1802和第三级二次网定压的补水出口1803相连。

工作时，来自蒸发器热水管路出口的热水接入补水入口17，之后经水箱补水阀门27连接至开式水箱19，水箱补水阀门27的开关由开式水箱19的水位控制；开式水箱19的出水分为3个管路，每个管路依次连接补水泵25、流量计22、压力开关28和压力罐26，由压力开关28控制补水泵25的补水频率，由压力罐26稳定管路压力。每个补水管路经压力罐26后由第一级二次网定压的补水出口1801、第二级二次网定压的补水出口1802或第三级二次网定压的补水出口1803流出并分别连接各级冷水管路进口(第一级二次网进口1101、第二级二次网进口1102和第三级二次网进口1103)对进口定压。

如图1～图3所示的吸收式换热器15包括：3级内部独立的吸收式换热流程、发生器热水管路、蒸发器热水管路、水水板换热水管路和3级独立的冷水管路，即包括3级的发生器1，3级的冷凝器2，3级的吸收器3，3级蒸发器4，3级的溶液换热器5和3级水水板换6；各级吸收式循环中的蒸发压力依次逐级升高(三级最高)；即各级蒸发器4的蒸发温度(即腔体内的饱和水温度)依次增加；发生器热水管路正向与各级发生器1相连，蒸发器热水管路反向与各级蒸发器4相连，其中按蒸发压力逐级提高的方向进行的连接为正向，反之为反向；发生器热水管路出口7与水水板换热水管路总进口8相连，水水板换热水管路总出口9与蒸发器热水管路进口10相连；水水板换热水管路与各级水水板换6热侧相连；各级的分区冷水管路进口分两路，其中一路与冷凝器2和吸收器3相连，另一路与水水板换6冷侧的相连，两路汇合至各级的分区冷水管路出口。

由于每级的冷水管路与其它级冷水管路间相对独立，因此可实现温度、流量、压力独立可调。同时，由于每级独立的吸收式换热流程包含独立的水水板换6，在启机过程可在不启动溶液和冷剂水循环的条件下，仅通过每级的水水板换6为该级的冷水加热并使其温度升高，从而可防止溶液循环后出现结晶问题。在供暖期间机组真空侧溶液及冷剂水循环需要检修时，可采用各级的水水板换6独立对各级冷水进行加热，满足机组检修时各级的供热需求。

水水板换热水管路与各级水水板换6热侧相连的方式分为：全并联方式、正向串联方式和反向串联方式三种，其中：

全并联方式为：水水板换热水管路总进口8分为3路，每路分别连接每一级水水板换6热侧进口，每一级水水板换6热侧出口再汇合，之后连接水水板换热水管路总出口9；

正向串联方式为：水水板换热水管路总进口8按照蒸发压力由低至高的顺序将各级水水板换6顺序联通，之后连接水水板换热水管路总出口9；

反向串联方式为：水水板换热水管路总进口8按照蒸发压力由高至低的顺序将各级水水板换6顺序联通，之后连接水水板换热水管路总出口9。

冷水管路中与冷凝器2和吸收器3相连的一路的连接方式分为：并联方式、吸收器为入口的串联方式和冷凝器为入口的串联方式三种，其中：

并联方式为：分为并联的两支路，一支路连接该级冷凝器2、另一支路连接该级吸收器3，两路的出口汇合后再与水水板换6冷侧的出口汇合至各级的分区冷水管路出口；

吸收器为入口的串联方式为：依次连接吸收器3和冷凝器2，出口与水水板换6冷侧的出口汇合至各级的分区冷水管路出口；

冷凝器为入口的串联方式为：依次连接冷凝器2和吸收器3，出口与水水板换6冷侧的出口汇合至各级的分区冷水管路出口。

在实施例1中，水水板换热水管路与各级水水板换6热侧相连的方式分为：全并联方式。

在实施例1中，经水水板换热水管路通过各级水水板换6热侧吸热的流程为：由水水板换热水管路总进口8进入的热水分为3路，分别与第一级水水板换601、第二级水水板换602和第三级水水板换603的热侧进口相连，随后各水水板换热侧出口流出再汇合至水水板换热水管路总出口9并排出；

在实施例1中，冷水管路中与冷凝器2和吸收器3相连的一路的连接方式分为：冷凝器为入口的串联方式；

工作时，发生器热水管路内流动的高温热水依次经过第1级的第一级发生器101、第2级的第二级发生器102和第3级的第三级发生器103放热后由发生器热水管路出口7流至水水板换热水管路总进口8；随后经水水板换热水管路通过各级水水板换6热侧吸热，吸热后的热由水水板换热水管路总出口9流至蒸发器热水管路进口10；蒸发器热水管路进口10内流动的低温热水依次经过第3级的第三级蒸发器403、第2级的第二级蒸发器402和第1级的第一级蒸发器401放热后排出；冷却水管路内流动的冷却水先由各级的分区冷水管路进口(第一级二次网进口1101、第二级二次网进口1102和第三级二次网进口1103进)进入每一级吸收式换热流程后，在各级的吸收器3的入口之前分一路进入水水板换6的冷侧进水口，另一路顺序经过吸收器3和冷凝器2吸热，随后在冷凝器2的出口与水水板换6的冷侧出水口汇合至各级的分区冷水出口(第一级二次网出口1201、第二级二次网出口1202和第三级二次网出口1203)并排出。

如图6所示的本发明实施例2，未描述部分与实施例1相同，

在实施例2中，分区补水定压装置16包括三个开式水箱19，补水入口17分为并联的三路，分别经一个水箱补水阀门27与一个开式水箱19的入口相连，开式水箱19的出口与一级补水管路相连，且每级补水管路分别与第一级二次网定压的补水出口1801、第二级二次网定压的补水出口1802或第三级二次网定压的补水出口1803中的一根相连；

各个开式水箱19的出水管路依次连接补水泵25、流量计22、压力开关28和压力罐26，由压力开关28控制补水泵25的补水频率，由压力罐26稳定管路压力。每个补水管路经压力罐26后分别连接各级冷水管路进口11对进口定压。

工作时，来自蒸发器热水管路出口的热水接入补水入口17，之后分为3个管路经水箱补水阀门27连接至各自的开式水箱19，水箱补水阀门27的开关由开式水箱19的水位控制；各个开式水箱19出水的出水管路依次连接补水泵25、流量计22、压力开关28和压力罐26，由压力开关28控制补水泵25的补水频率，由压力罐26稳定管路压力。每个补水管路经压力罐26后由第一级二次网定压的补水出口1801、第二级二次网定压的补水出口1802或第三级二次网定压的补水出口1803流出并分别连接各级冷水管路进口(第一级二次网进口1101、第二级二次网进口1102和第三级二次网进口1103)对进口定压。

如图7所示的本发明实施例3，未描述部分与实施例1相同，

在实施例2中，水水板换热水管路与各级水水板换6热侧相连的方式分为：正向串联方式；

在实施例2中，经水水板换热水管路通过各级水水板换6热侧吸热的流程为：由水水板换热水管路总进口8进入的热水按照蒸发压力由低至高的顺序，依次进入第一级水水板换601、第二级水水板换602和第三级水水板换603的热侧进口并换热，随后由水水板换热水管路总出口9排出。

如图8所示的本发明实施例4，未描述部分与实施例1相同，

在实施例4中，水水板换热水管路与各级水水板换6热侧相连的方式分为：反向串联方式；

在实施例4中，经水水板换热水管路通过各级水水板换6热侧吸热的流程为：由水水板换热水管路总进口8进入的热水按照蒸发压力由高至低的顺序，依次进入第三级水水板换603、第二级水水板换602和第一级水水板换601的热侧进口并换热，随后由水水板换热水管路总出口9排出。

如图9所示的本发明实施例5，未描述部分与实施例1相同，

在实施例5中，冷水管路中与冷凝器2和吸收器3相连的一路的连接方式分为：并联方式；

在实施例6中，在冷水管路中进入吸收器3、冷凝器2和水水板换6放热的流程为：由第一级二次网进口1101、第二级二次网进口1102和第三级二次网进口1103进入后，在各级的吸收器3的入口之前分三路，一路进入该级的水水板换6的冷侧进水口吸热、一路进入该级的吸收器3吸热，最后一路进入该级的冷凝器2吸热；冷凝器2的出口、吸收器3的出口和水水板换6的冷侧出水口汇合至各级的分区冷水出口(第一级二次网出口1201、第二级二次网出口1202和第三级二次网出口1203)并排出。

如图10所示的本发明实施例6，未描述部分与实施例1相同，

在实施例6中，冷水管路中与冷凝器2和吸收器3相连的一路的连接方式分为：冷凝器为入口的串联方式；

在实施例5中，在冷水管路中进入吸收器3、冷凝器2和水水板换6放热的流程为：由第一级二次网进口1101、第二级二次网进口1102和第三级二次网进口1103进入后，在各级的吸收器3的入口之前分一路进入水水板换6的冷侧进水口，另一路顺序经过冷凝器2和吸收器3吸热，随后在吸收器3的出口与水水板换6的冷侧出水口汇合至各级的分区冷水出口(第一级二次网出口1201、第二级二次网出口1202和第三级二次网出口1203)并排出。