一种区域集中供能系统及方法与流程

本发明涉及区域供热/供冷系统技术领域，具体是一种区域集中供能系统及方法。

背景技术：

随着南方集中供冷供热的大面积推广，越来越多的地方利用可再生能源进行区域集中供冷供热系统，如图1所示，其主要特点是设置一座可再生能源集中供冷供热站房，在站房内设置多台设备机组，通过集中管道对外进行能源供应，主站1通过供水管和回水管与用户5连通。

这种系统可主要应该在容积率较高的地区，采用可再生能源或其他能效较高的技术，在一座能源站内设置多种能源，通过管网的集中供应，可以起到提高系统运行效率，降低投资的目的。但该系统还存在较大的问题，主要集中在：

1、当供能半径较远时，系统输送泵耗、热量损失均较大；

2、建设区域集中供能系统初期投资高，特别是供能输送管道投资高；

3、在区域集中供能系统建设开发的前期，供能站房、设备、管道等均应提前与使用用户接通，在前期使用的用户较少，收益比较低，系统经济性较差。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中采用一个主站给区域内集中供能初期投资高，系统经济性差的问题，而研究设计一种初期投资小，系统经济性好的区域集中供能系统及方法。

本发明采用的技术方案是：

一种区域集中供能系统，其特征在于，所述供能系统包括一个主站、至少一条主供能管道、多个用户侧供能设备和辅助供能管道，所述主站的能效大于所述用户侧供能设备的能效；所述主供能管道一端与主站连接，另一端连接到远端的用户；所述用户侧供能设备就近连接至少一个附近用户，所述辅助供能管道一端连接用户侧供能设备，另一端连接到所述主供能管道上。

进一步地，所述主供能管道包括主供水管和主回水管，所述辅助供能管道包括辅助供水管和辅助回水管，用户通过用户供水管和用户回水管连接到主供能管道。

进一步地，所述用户供水管近主供水管侧连接有主站供水泵单元，所述用户回水管近用户侧连接有用户回水泵单元，所述辅助供水管上连接有辅助水泵单元。

进一步地，所述辅助供水管和辅助回水管上分别对应连接有第一电子压力表和第二电子压力表，其读数分别为p1和p2，其中δp＝p1-p2，辅助水泵单元采用恒定压差变频控制水泵的流量，当设定用户侧的温度后，δp的值恒定。

进一步地，所述主站满足基础负荷的需求，为设计负荷的40％～50％，所述用户侧供能设备满足用户尖峰负荷的需求，为设计负荷的50％～60％。

更进一步地，所述主站采用可再生能源技术和/或冷热电三联供系统。

一种区域集中供能方法，其特征在于，包括以下步骤：

s1、在区域内用户较少时，先靠近用户的位置建设用户侧供能设备，用户就近接入用户侧供能设备，由用户侧供能设备满足用户的负荷需求；

s2、随着区域内用户的增多，建设主站，用户侧供能设备通过供能管道连接到主站的供能管路上，所述主站的能效大于用户侧供能设备的能效。

进一步地，当需要接入集中供能系统的用户超过区域内全部住户的50％时，主站开始投入使用。

进一步地，辅助水泵单元采用恒定压差变频调整水泵的流量；辅助水泵单元的恒定压差根据接入用户所需的负荷预先设定，随着接入用户的增多而使恒定压差的设定值逐渐增大。

更进一步地，当用户侧供能设备和主站均建设完成后，在用户负荷低的季节，仅运行主站；在负荷高的季节，主站不能满足用户的负荷需求时，开启用户侧供能设备进行调峰。

与现有技术相比，本发明显而易见地具有以下有益效果：

1、在区域内用户较少的初期，靠近用户投资建设系统较简单、投资低的用户侧供能设备，后期随着用户的增多再投资建设能效较高、系统复杂的主站，用户侧供能设备起调峰作用。

2、在用户负荷比较大的季节，主站承载40％～50％的负荷，用户侧供能设备承载50％～60％的负荷，起到调峰作用，有效减小主供能管道的管径，大大降低了投资，同时减小系统输送泵耗和热损失。

附图说明

图1是现有技术区域集中供能系统示意图；

图2是本发明实施例1集中供能系统示意图；

图3是图2中a处用户换热站及用户侧供能设备详细结构示意图；

图4是本发明实施例1建设主站前结构示意图；

图5是本发明实施例2用户换热站及用户侧供能设备详细结构示意图。

图中，1、主站，2、主供能管道，21、主供水管，22、主回水管，3、用户侧供能设备，4、辅助供能管道、41、辅助供水管，42、辅助回水管，5、用户，6、用户回水泵单元，7、主站供水泵单元，8、辅助水泵单元，9、第一电子压力表，10、第二电子压力表，11、关断阀，12、板式换热器，13、用户换热站，14、用户供水管，15、用户回水管。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本发明中所述的用户基础负荷是指用户在过渡季节(一般为春秋季节)所需要的负荷；设计负荷是指整个区域集中供能系统所能满足用户的负荷；用户尖峰负荷是指用户实际所需负荷高于用户基础负荷的值。

实施例1

如图2-图4所示，在区域内用户5较少时，一般可设定区域内用户5小于等于整个区域内住户的50％时，采用用户侧供能设备3满足用户5的负荷需求，当用户5逐渐增多时，区域内用户5大于整个区域住户的50％时，开始投入使用能效较高的主站1。主站1可采用可再生能源和/或冷热电三联供系统等能效较高的技术。用户侧供能设备采用风冷热泵、燃气锅炉等能效相对低，单投资小、结构简单的设备。

本发明的区域集中供能方法包括以下步骤：

s1、在区域内用户5较少时，先靠近用户5的位置建设用户侧供能设备3，用户5就近接入用户侧供能设备3，由用户侧供能设备3满足用户5的负荷需求；如图4所示，一个用户侧供能设备3可同时连接多个用户5，一般可连接1～3户用户5。

s2、随着区域内用户5的增多，建设主站1，参见图2，用户侧供能设备3通过供能管道连接到主站的供能管路2上，所述主站1的能效大于用户侧供能设备3的能效，一般当需要集中供能的用户5超过区域内全部住户的50％时，主站1开始投入使用。

主站1满足用户的基础负荷，一般为设计负荷的40％～50％，用户侧设备3满足用户尖峰负荷，一般为设计负荷的50％～60％，起到调峰作用。具体地，在负荷较低的春秋季节，可仅运行主站1，由于主站1能效较高，最节省能源；在负荷较高的夏冬季节，满负荷运行主站1，同时开启用户侧供能设备3，作为调峰，满足主站1给用户5供能的不足。

如图2-图4所示的本发明实施例的区域集中供能系统，包括一个主站1、至少一条主供能管道2、多个用户侧供能设备3和辅助供能管道4，主站1的能效大于用户侧供能设备3的能效；主供能管道2一端与主站1连接，另一端连接到远端的用户5；用户侧供能设备3就近连接至少一个附近用户5，辅助供能管道4一端连接用户侧供能设备3，另一端连接到主供能管道2上。

主供能管道2包括主供水管21和主回水管22，辅助供能管道4包括辅助供水管41和辅助回水管42，用户5通过用户供水管14和用户回水管15连接到主供能管道2。

用户供水管14近主供水管21侧连接有主站供水泵单元7，用户回水管15近用户5侧连接有用户回水泵单元6，辅助供水管41上连接有辅助水泵单元8。

辅助供水管41和辅助回水管42上分别对应连接有第一电子压力表9和第二电子压力表10，其读数分别为p1和p2，其中δp＝p1-p2，辅助水泵单元8采用恒定压差变频控制水泵的流量，当设定用户5侧的温度后，δp的值恒定，在辅助水泵单元8的水泵的前端设置压差控制阀，通过压差控制阀实时检测末端的压力需求，恒定压差，调节水泵的频率，以满足用户5的负荷需求。

用户侧水泵单元的恒定压差值主要根据末端负荷建设的进度进行预先设定，当处于建设初期，用户侧水泵单元主要满足周边一个用户5，随着建设进度的推进，用户侧水泵单元通过增设压差值(增加附近用户5的管路损耗值)满足周边用户5的负荷需求。辅助水泵单元8的恒定压差根据接入用户5所需的负荷预先设定，随着接入用户5的增多而使恒定压差的设定值逐渐增大。

主站1采用可再生能源或其他能效较高的技术，投资高、建设时间长，收益慢，在区域集中供能建设的前期系统经济性能差，而用户侧供能设备5虽然能耗相对较高，但投资低、建设时间短、能够及时给满足用户5的负荷需求。

本实施例中，如图3所示，用户5与供能主站1直接连接，即在用户5供能管道接入用户5之前，连通用户供水管14和用户回水管15，并在连通的管道上设置一关断阀11，当用户5不需要供能时，只需要打开此关断阀11，供水管内的水直接流向回水管，而不用流向用户5。

实施例2

如图5所示，相对于实施例1的区别在于，用户5与供能主站1间接连接，用户5与供能主站1之间设置有板式换热器12。

上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。