一种基于可再生能源的大温差高效供热系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，属于能源利用技术领域。该系统由热源站、热力站及连接管路组成。其中，热源站设置烟气余热回收器和可再生能源回收器；热力站设置大温差换热机组；连接管路由工质系统管路和水系统管路组成，其中，水系统管路分为一次侧管路和二次侧管路。该系统可大幅度降低一次热网回水温度，大幅度提高一次热网的输热能力。并且，有利于回收、利用排烟余热和可再生能源(如地热能、太阳能)的热能。本实用新型的烟气余热回收器可将排烟温度降至35℃，减少锅炉排烟热损失；可再生能源回收器不仅可高效利用可再生能源，有效降低锅炉负荷，大幅度减少化石燃料消耗，降低污染物排放量，而且可提高供热系统的经济性。
【专利说明】
一种基于可再生能源的大温差高效供热系统
技术领域
[0001]本实用新型属于能源技术领域，具体涉及一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，即充分利用可再生能源和烟气余热使一次侧回水预热，能够用于可再生能源回收、余热利用系统和热力站换热系统。
【背景技术】
[0002]随着城市化进程的快速发展，中国建筑能耗也快速增长，其中供热能耗在建筑总能耗中占很大比例，随之也就给人类带来了严重的空气质量问题。北方供暖导致越来越严重的雾霾问题，使得我们不得不寻找常规能源的替代品、合理的运行系统及方式。介于中国现阶段的能源状况及环境问题，尽可能多的回收烟气余热、开发利用可再生能源等是节能减排的主要措施，也是中国经济可持续发展的基础。因此，采用何种供热系统及设备以高效回收利用烟气余热、可再生能源等是目前亟待解决的技术问题。
【实用新型内容】
[0003]针对目前锅炉烟气余热和可再生能源利用现状及存在的问题，本实用新型提供了一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，可高效回收锅炉烟气余热和可再生能源的热量(如地热、太阳辐射热)，从而使一次侧回水在进入锅炉前温度大幅度提升，可有效降低锅炉负荷，进而大幅降低一次能源的消耗。除此之外，本系统有效地利用大温差换热机组可大幅度降低一次侧回水温度，可提升管网输热能力。
[0004]本实用新型采用的技术方案为:所述系统由锅炉、烟气余热回收器、可再生能源回收器、大温差换热机组、水栗、连接管路及若干个阀门构成。
[0005]所述一种基于可再生能源的大温差高效供热系统的水系统管路分为一次侧管路和二次侧管路，分别为:
[0006]—次侧管路:锅炉热媒出口与一次侧供水管连接，一次侧供水支管在热力站与大温差换热机组一次侧热媒入口连接，大温差换热机组一次侧热媒出口与一次侧回水管路连接，一次侧回水管路在热源站分两路:一路管道与可再生能源回收器的一次循环水入口连接，另一路管道与烟气余热回收器的一次侧循环水入口连接，烟气余热回收器和可再生能源回收器的一次侧水出口连接，然后再与锅炉一次水入口连接，在烟气余热回收器一次侧水出口和可再生能源回收器一次侧水入口连接一条管，并且安装阀门。
[0007]二次侧管路:二次侧供水支路与大温差换热机组的二次水出口连接，大温差换热机组的二次水进口与二次侧回水支路连接。
[0008]所述锅炉可为燃煤锅炉、燃气锅炉;烟气余热回收器可为间壁式烟气换热器、直接接触喷淋式换热器;可再生能源回收器可为地埋式换热管、太阳能集热器、沉浸式换热管；大温差换热机组可为喷射式换热机组、吸收式换热机组、压缩式换热机组;水栗可为定频或变频水栗。
[0009]冬季供热时，一次循环水离开锅炉后，经一次侧供水管路进入大温差换热机组降温;一次侧回水在进入热源站后有两种流程:
[0010]并联形式:一次侧回水进入热源站入口分为两路:一路进入烟气余热回收器回收锅炉烟气余热；另一路进入可再生能源回收器回收可再生能源的热量，升温后的两路热媒在锅炉的一次循环水入口前汇合，然后进入锅炉进一步加热。
[0011]串联形式:一次侧回水进入热源站入口后，先进入烟气余热回收器回收锅炉烟气余热升温，接着进入可再生能源回收器回收可再生能源的热量继续升温，然后进入锅炉进一步加热。
[0012]根据热网供热半径及负荷，一、二次热网均采用质调节模式。
[0013]根据实际负荷和热力参数的需求，热力站中的大温差换热机组的水-水换热器可单独运行，也可与热栗系统耦合运行。
[0014]根据实际负荷和热力参数的需求，热源站中的烟气余热回收器和可再生能源回收器可单独运行，也可联合运行。
[0015]本实用新型的有益效果为:
[0016]基于可再生能源的大温差高效供热系统可用于锅炉烟气余热、可再生能源回收利用系统实现制热目的，也可用于热力站实现一、二次热网热能转移，并大幅降低一次热网回水温度以增大一次热网供回水温差，大幅提升热网输热能力，这有助于降低系统一次能源消耗，从而实现节能减排。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型实施例1所述系统的组成及管路连接方式。
[0018]图2为本实用新型实施例2所述系统的组成及管路连接方式。
[0019]图3为本实用新型实施例3所述系统的组成及管路连接方式。
[0020]图中标号:
[0021 ]BOI—锅炉;GWHR—烟气余热回收器;RER—可再生能源回收器；
[0022]LTDHE—大温差换热机组;Vl?V4—阀门；Pw—水栗；
[0023]Wlout—一次侧水出口 ；Wlin—一次侧水进口 ；
[0024]W2out—二次侧水出口 ；W2in—二次侧水进口 ；
【具体实施方式】
[0025]本实用新型提供了一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明。
[0026]实施例1
[0027]如图1所示，本实用新型的一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，由锅炉、烟气余热回收器、可再生能源回收器、大温差换热机组、水栗、连接管路及若干个阀门构成。
[0028]所述一种基于可再生能源的大温差高效供热系统的水系统管路分为一次侧管路和二次侧管路，分别为:
[0029]—次侧管路:锅炉热媒出口与一次侧供水管连接，一次侧供水支管在热力站与大温差换热机组一次侧热媒入口连接，大温差换热机组一次侧热媒出口与一次侧回水管路连接，一次侧回水管路在热源站分两路:一路管道与可再生能源回收器的一次循环水入口连接，另一路管道与烟气余热回收器的一次循环水入口连接，烟气余热回收器和可再生能源回收器的一次水出口连接，然后再与锅炉一次水入口连接，在烟气余热回收器一次侧水出口和可再生能源回收器一次侧水入口连接一条管，并且安装阀门。
[0030]二次侧管路:二次侧供水支路与大温差换热机组的二次水出口连接，大温差换热机组的二次水进口与二次侧回水支路连接。
[0031]所述锅炉可为燃煤锅炉、燃气锅炉;烟气余热回收器可为间壁式烟气换热器、直接接触喷淋式换热器;可再生能源回收器可为地埋式换热管、太阳能集热器、沉浸式换热管；大温差换热机组可为喷射式换热机组、吸收式换热机组、压缩式换热机组;水栗可为定频或变频水栗。
[0032]冬季供热时，阀门1、2、3打开，阀门4关闭，一次循环水离开锅炉后，经一次侧供水管路进入大温差换热机组降温;一次侧回水进入热源站入口分为两路:一路进入烟气余热回收器回收锅炉烟气余热；另一路进入可再生能源回收器回收可再生能源的热量，升温后的两路热媒在锅炉的一次循环水入口前汇合，然后进入锅炉进一步加热。
[0033]根据热网供热半径及负荷，一、二次热网均采用质调节模式。
[0034]根据实际负荷和热力参数的需求，当用户热负荷不低于设计值或室外温度不高于设计温度时，热源站同时开启烟气余热回收器和可再生能源回收器(如图1)分别回收烟气余热和可再生能源热能，从而提高一次侧回水温度，进而减少一次能源的消耗。
[0035]根据实际负荷和热力参数的需求，热力站中的大温差换热机组的水-水换热器可单独运行，也可与热栗系统耦合运行。
[0036]实施例2
[0037]如图2所示，本实用新型的一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，由锅炉、烟气余热回收器、可再生能源回收器、大温差换热机组、水栗、连接管路及若干个阀门构成。
[0038]所述一种基于可再生能源的大温差高效供热系统的水系统管路分为一次侧管路和二次侧管路，分别为:
[0039]—次侧管路:锅炉热媒出口与一次侧供水管连接，一次侧供水支管在热力站与大温差换热机组一次侧热媒入口连接，大温差换热机组一次侧热媒出口与一次侧回水管路连接，一次侧回水管路与烟气余热回收器的一次循环水入口连接，然后再与锅炉一次水入口连接，在烟气余热回收器一次侧水出口和可再生能源回收器一次侧水入口连接一条管，并且安装阀门。
[0040]二次侧管路:二次侧供水支路与大温差换热机组的二次水出口连接，大温差换热机组的二次水进口与二次侧回水支路连接。
[0041]所述锅炉可为燃煤锅炉、燃气锅炉;烟气余热回收器可为间壁式烟气换热器、直接接触喷淋式换热器;大温差换热机组可为喷射式换热机组、吸收式换热机组、压缩式换热机组;水栗可为定频或变频水栗。
[0042]冬季供热时，阀门1、4打开，阀门2、3关闭，一次循环水离开锅炉后，经一次侧供水管路进入大温差换热机组降温;一次侧回水进入热源站入口后，先进入烟气余热回收器回收锅炉烟气余热升温，接着进入可再生能源回收器回收可再生能源的热量继续升温，然后进入锅炉进一步加热。
[0043]根据热网供热半径及负荷，一、二次热网均采用质调节模式。
[0044]根据实际负荷和热力参数的需求，当用户热负荷不低于设计值或室外温度不高于设计温度时，热源站同时开启烟气余热回收器和可再生能源回收器(如图2)分别回收烟气余热和可再生能源热能，从而提高一次侧回水温度，进而减少一次能源的消耗。
[0045]根据实际负荷和热力参数的需求，热力站中的大温差换热机组的水-水换热器可单独运行，也可与热栗系统耦合运行。
[0046]实施例3
[0047]如图3所示，本实用新型的一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，由锅炉、烟气余热回收器、大温差换热机组、水栗、连接管路及若干个阀门构成。
[0048]所述一种基于可再生能源的大温差高效供热系统的水系统管路分为一次侧管路和二次侧管路，分别为:
[0049]—次侧管路:锅炉热媒出口与一次侧供水管连接，一次侧供水支管在热力站与大温差换热机组一次侧热媒入口连接，大温差换热机组一次侧热媒出口与一次侧回水管路连接，一次侧回水管路与烟气余热回收器的一次循环水入口连接，然后再与锅炉一次水入口连接。
[0050]二次侧管路:二次侧供水支路与大温差换热机组的二次水出口连接，大温差换热机组的二次水进口与二次侧回水支路连接。
[0051]所述锅炉可为燃煤锅炉、燃气锅炉;烟气余热回收器可为间壁式烟气换热器、直接接触喷淋式换热器;大温差换热机组可为喷射式换热机组、吸收式换热机组、压缩式换热机组;水栗可为定频或变频水栗。
[0052]冬季供热时，阀门2打开，阀门1、3、4关闭，一次循环水离开锅炉后，经一次侧供水管路进入大温差换热机组降温;一次侧回水进入烟气余热回收器回收锅炉烟气余热，升温后的热媒进入锅炉进一步加热。
[0053]根据热网供热半径及负荷，一、二次热网均采用质调节模式。
[0054]根据实际负荷和热力参数的需求，当用户热负荷降低或室外温度高于设计温度时，热源站只开启烟气余热回收器(如图3)通过充分利用烟气余热对一次侧回水进行预热，可减少一次能源的消耗；
[0055]根据实际负荷和热力参数的需求，热力站中的大温差换热机组的水-水换热器可单独运行，也可与热栗系统耦合运行。
【主权项】
1.一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，其特征在于:所述系统由热源站、热力站、一次侧供回水连接管路，二次侧供回水连接管路及若干个阀门构成;其中，热源站设置烟气余热回收器和可再生能源回收器，热力站设置大温差换热机组。2.根据权利要求1所述的一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，其特征在于:所述热源站由锅炉、烟气余热回收器、可再生能源回收器、连接管路及若干个阀门构成，其中，锅炉可为燃煤锅炉或燃气锅炉。3.根据权利要求1所述的一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，其特征在于:所述热力站由大温差换热机组、一次侧供回水管路、二次侧供回水管路及若干个阀门构成，其中，大温差换热机组为喷射式换热机组、吸收式换热机组或压缩式换热机组;吸收式换热机组由吸收式热栗和水-水换热机组构成;喷射式换热机组由喷射式热栗和水-水换热机组构成;电动压缩式换热机组由电动压缩式热栗和水-水换热机组构成。4.根据权利要求2所述的一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，其特征在于:锅炉热媒出口与一次侧供水管连接，一次侧供水支管在热力站与大温差换热机组一次侧热媒入口连接，大温差换热机组一次侧热媒出口与一次侧回水管路连接，一次侧回水管路在热源站分两路:一路管道与可再生能源回收器的一次循环水入口连接，另一路管道与烟气余热回收器的一次循环水入口连接，烟气余热回收器的一次侧水出口和可再生能源回收器的一次侧水出口连接，然后再与锅炉一次侧水入口连接，在烟气余热回收器一次侧水出口和可再生能源回收器一次侧水入口连接一条管路，并且安装阀门；二次侧供水支路与大温差换热机组的二次侧水出口连接，大温差换热机组的二次侧水进口与二次侧回水支路连接。5.根据权利要求1所述的一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，其特征在于:所述烟气余热回收器为间壁式烟气换热器或直接接触喷淋式换热器。6.根据权利要求1所述的一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，其特征在于:所述可再生能源回收器可为地埋式换热管、太阳能集热器或沉浸式换热管，其中，地埋式换热管可根据地质条件采用水平式埋管或垂直式埋管。7.根据权利要求4所述的一种基于可再生能源的大温差高效供热系统，其特征在于:一次循环水离开锅炉后，经一次侧供水管路进入大温差换热机组降温;一次侧回水进入热源站后有两种流程: 并联形式:一次侧回水进入热源站入口分为两路:一路进入烟气余热回收器回收锅炉烟气余热；另一路进入可再生能源回收器回收可再生能源的热量，升温后的两路热媒在锅炉的一次循环水入口前汇合，然后进入锅炉进一步加热； 串联形式:一次侧回水进入热源站入口后，先进入烟气余热回收器回收锅炉烟气余热升温，然后进入可再生能源回收器回收可再生能源的热量继续升温，最后进入锅炉进一步加热； 根据热网供热半径及负荷，一、二次热网均采用质调节模式； 根据实际负荷和热力参数的需求，热力站中的大温差换热机组的水-水换热器可单独运行，也可与热栗系统耦合运行； 根据实际负荷和热力参数的需求，热源站中的烟气余热回收器和可再生能源回收器可单独运行，也可联合运行。
【文档编号】F24D3/10GK205560933SQ201620277112
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】孙方田, 程丽娇, 李万喜
【申请人】北京建筑大学, 上蔡县建筑工程质量监督站