专利名称：一种符合低碳能源政策的城市供暖系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种城市供暖系统，特别是涉及一种用于城市集中供热制冷且又符合低碳能源政策的城市供暖制冷系统，是对现在城市集中供暖制冷系统的改进。
背景技术：
低碳经济是一种正在兴起的经济形态和发展模式，包含有低碳产业、低碳能源技术、低碳城市和低碳生活等一系列新内容。现有城市的供暖形式大致分为几种热电厂、区域锅炉房、工业与城市余热、地热、 核能、热泵、太阳能等。前五种属于集中热源，后两种及燃气炉、燃油炉等属于独立热源。在集中热源受到限制的区域，独立热源便显示出自身的优势，比如地源热泵系统优势更加明
Mo例如沈阳市每年有150天的采暖期，取暖方式以高碳燃煤热水锅炉为主。截至目前，沈阳供热建筑面积已达1. 96亿平方米，每年需消耗实物煤约660万吨。这种供暖方式对煤炭资源的依赖性强，也对环境造成严重的污染。地源热泵是利用浅层地能进行供热制冷的新型能源利用技术。沈阳地区80米至 160米深处的地下水温度常年维持在12°C至14°C左右。冬季，地源热泵机组通过压缩机和热交换器从地下水中吸收热量，制热时出水温度最高可达60°C。与使用煤、气、电等常规供热制冷方式相比，地源热泵具有清洁、高效、节能等诸多优势。与空气源热泵相比，约可减少电力消耗30%以上；与电供暖相比，约可减少70%以上。但是地源热泵技术的供热能力有限，只能在个别的住宅小区使用。城市集中供热的大型热电厂仍采用高碳燃煤热水锅炉的方法供暖热。为降低二氧化碳的排放量，充分利用城市中丰富的水资源，如地下水、江河湖、原生污水、工业废水及中水等。特别是城市的污水资源，现城市中的地下暗渠的污水温度是 15 21°C，经过污水源换热器进行热交换，以此来满足溴化锂吸收式热泵的正常运行，溴化锂吸收式热泵产生60度 80度的热源水可直接供热制冷。必将对我国提倡发展低碳能源经济和减少碳的排放量做出一定的贡献。据本申请人检索，目前尚未发现国内有将蒸汽锅炉与溴化锂吸收式热泵组合使用的集中供热系统。
发明内容
本发明的目的在于克服现在技术存在的上述不足，给出一种用于城市集中供热且又符合低碳能源政策的城市供暖系统。该城市供暖系统采用了蒸汽锅炉和溴化锂吸收式热泵的配套组合，通过用蒸汽代替动力源吸收各种再生水源的温差产生60度 80度的高温供热，可以达到节约燃煤0. 035吨/m2，降低二氧化碳排放0. 085吨/m2，二氧化硫排放0. 002 吨/m2，节约电费27. 20元/m2的节能减排的效果。本发明给出的技术解决方案是这种符合低碳能源政策的城市供暖系统，包括有蒸汽锅炉，其特点是所述蒸汽锅炉与溴化锂吸收式热泵之间通过管道构成了配套组合供暖结构，其中蒸汽锅炉把进水经过加热至150度 180度的水蒸汽后，通过管道进入溴化锂吸收式热泵，溴化锂吸收式热泵经过做功后，产生的90度 100度的乏汽通过管道进入到汽水换热器中进行热交换后，送出温度至少在65度的混合热水至采暖系统末端的散热器中供热，在采暖系统末端的散热器中散发热量后的40度 50度的混合热水再通过管道回到蒸汽锅炉。为更好的实现本发明的目的，所述蒸汽锅炉与溴化锂吸收式热泵之间通过管道构成的配套组合供暖结构为蒸汽锅炉的进水口通过管道2与溴化锂吸收式热泵中的冷凝器的出水口相连接，蒸汽锅炉的水蒸气出口通过管道11与溴化锂吸收式热泵中的进气口相连接，溴化锂吸收式热泵中的乏汽出口通过管道11与汽水换热器中的乏汽进口相连接，溴化锂吸收式热泵中的冷凝器的出水口还通过管道2与汽水换热器中的温水进口相连接，汽水换热器中的混合水出口通过系统混水循环泵及管道13与采暖系统末端的散热器进水管相连接，采暖系统末端的散热器出水管通过系统回水循环泵及管道1与溴化锂吸收式热泵中的冷凝器的进水口相连接。溴化锂吸收式热泵的蒸发器热量供给可以是采用城市原生污水、地下水、江河湖海水、土壤源中的一种，溴化锂吸收式热泵的动力来源则是采用蒸汽源。为更好的实现本发明的目的，降低二氧化碳的排放量，当溴化锂吸收式热泵的蒸发器热量供给为地源热泵时，溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的进水口通过管道3及管道7 与地源热泵相连接，溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的出水口通过管道4及管道8与地源热井相连接，或溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的出水口通过管道4、管道8、管道10、管道9和土壤源循环泵与管道7相通，再通过管道7及管道3与溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的进水口相连接。为更好的实现本发明的目的，降低二氧化碳的排放量，充分利用城市中丰富的原生污水、工业废水及中水等，溴化锂吸收式热泵的蒸发器热量供给也可以通过增设污水源换热器来进行热交换，从城市暗渠中提取15 18度的污水、工业废水、中水，进入污水源换热器的污水流道提取2 3度的温差后，回水再回灌至城市暗渠的下游，污水源换热器与地源热泵之间流动的中介水进入污水源换热器的夹层宽流道进行换热，再返回至地源热泵的蒸发器，来满足地源热泵的正常运行。当溴化锂吸收式热泵的蒸发器热量供给为原生污水、 工业废水、中水时，溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的进水口通过管道3、中介水循环泵与污水源换热器中的中介水出口相连接，溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的出水口通过管道4与污水源换热器中的中介水进口相连接，污水源换热器中的污水进口通过污水源提升泵、管道5与污水渠相连接，污水源换热器中的污水出口通过管道6与污水渠相连接。与现在技术相比，本发明的有益效果是由于采用蒸汽锅炉和溴化锂吸收式热泵的配套组合供热制冷，可以获得节约燃煤0. 035吨/m2，降低二氧化碳排放0. 085吨/m2，二氧化硫排放0. 002吨/m2，节约电费27. 20元/m2的节能减排的效果。
附图是本发明的城市供暖系统设备连接示意图。图中标记1 13为管道，A F为阀门，1号泵为系统回水循环泵，2号泵为中介水循环泵，3号泵为污水源提升泵，4号泵为土壤源循环泵，5号泵为地源热泵，6号泵为系统混水循环泵。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明的具体技术方案做进一步说明现就供暖面积500万平方米的供热中心，蒸汽锅炉采用五台35吨(每小时燃煤8 吨)锅炉+溴化锂吸收式热泵制热量为4万KW的机组8台每天用煤(20小时)800吨， 每吨煤按600元计算，每天耗用煤800吨/天X600元/吨=480000元/天，其中蒸汽损耗量50%用于溴化锂吸收式热泵做功480000元/天X50%= M0000元/天，余下来的乏汽80度 100度经过汽水交换器换热后，供给采暖系统末端采暖，蒸汽节能480000元/ 天 X 50%= 240000 元 / 天，(150 天供暖期)240000 元 / 天 X 150 天=3060000 元。用电情况500万平方米的燃煤锅炉供暖中心用电负荷为6000KW/h，设备运转一天用电6000KW/hXMh = 144000KW/ 天，每度电价按 0. 85 元 /KW，一天用电 144000KW/ 天X0. 85元/KW= 12M00元/天，如果用做动力源的转动设备采用蒸汽拖动溴化锂吸收式热泵机组的蒸汽为动力源用电为5000KW，可节约用电20400元/天，其它配套设备做功损耗10%，实际节能(150天供暖节电)20400元/天X 150天=3060000元。附图为本发明的城市供暖系统设备连接示意图，这种城市供暖系统包括有蒸汽锅炉与溴化锂吸收式热泵机组构成的配套组合供暖，其中蒸汽锅炉的燃料采用煤或天然气， 溴化锂吸收式热泵是由蒸发器、冷凝器、溴化锂吸收蒸汽效应仓、电子膨胀阀、控制器等组成，溴化锂吸收式热泵蒸发器的热量供给，即可采用城市原生污水、工业废水、中水，也可采用地下水、江河湖海水、土壤源。蒸汽锅炉把进水经过加热至150度 180度的水蒸汽后，再经管道进入溴化锂吸收式热泵机组，机组经过做功后，蒸汽下来的80度 90度乏汽，经管道进入到汽水换热器中进行热交换后送出温度至少在65度的混合热水，经热水泵及管道送至采暖系统末端的散热器中供热。可以节约燃煤0. 035吨/m2，降低二氧化碳排放0. 085吨/m2，二氧化硫排放0. 002 吨/m2，节约电费27. 20元/m2。溴化锂吸收式热泵工作条件是利用溴化锂溶液的自身相变过程，从低温物质中吸收热量释放给高温物质，来完成热量的转换过程，利用地下水、江河湖海水、原生污水源、 工业废水、中水进行换热，需要利用污水源换热器来进行热交换，从暗渠中提取15 18度的污水、工业废水、中水，由管道进入污水源换热器的污水流道提取温差，回水再由管道回灌至暗渠的下游；中介水由管道进入污水源换热器的夹层多流道进行换热，来满足溴化锂吸收式热泵机组的正常运行，再由管道返回至溴化锂吸收式热泵的蒸发器，来实现热泵机组与换热器之间的热交换。如图所示，首先来自污水源换热器的中介水通过2号泵(中介水循环泵)由管道3 进入溴化锂吸收式热泵的蒸发器腔体后由管道4或管道8返出来，达到低温汽体的蒸发后进入到冷凝器中，经过蒸汽锅炉蒸汽由管道11进入溴化锂吸收或热泵的冷凝腔体的管壁中，使溴化锂溶液中的水分再次蒸发变成高温汽体后，由管道12进入到汽水混合器中，混合后的水通过6号泵(系统混水循环泵)由管道13送至采暖系统末端的散热器中供热；冷凝器中的高温气体能量通过1号泵(系统回水循环泵)的末端回水管道1至溴化锂吸收式
5热泵的冷凝器中来吸收高温能量，由管道2可直接进入到汽水混合器中，也可进入锅炉的进水口进行二次加热，通过溴化锂吸收式热泵换热后系统回水温度提高了，对锅炉和末端供热起到了节约能源的作用(蒸汽锅炉的供热能效比为1 1，而采用吸收式热泵供热能效比则达到1 1. 8 2)。蒸汽进入吸收式热泵后余下的乏汽还可以进行二次热能转换，此时通过管道11 进入吸收式热泵，再通过管道12进入汽水混合器，来完成热能转换。利用地下水、江河湖海水时，由此5号泵(地源热泵)、管道7、2号泵(中介水循环泵)、管道3进入溴化锂吸收式热泵的蒸发器，再由管道8回水至地下，此时A阀、B阀关闭， 如果使用土壤源时，F阀、E阀关闭，由4号泵(土壤源循环泵)、管道7、2号泵(中介水循环泵)、管道3进入溴化锂吸收式热泵的蒸发器，由管道8及管道10返回进入土壤源循环换热，再经管道9及4号泵(土壤源循环泵)进入管道7、2号泵(中介水循环泵)、管道3进入溴化锂吸收式热泵的蒸发器。如果使用原生污水源、工业废水、中水进行换热，需要利用污水源换热器来进行热交换，从暗渠中提取15-18度的污水、工业废水、中水，由管道5进入污水源换热器的污水流道提取温差，回水再由管道6回灌至暗渠的下游；中介水由管道4进入污水源换热器的夹层宽流道进行换热，来满足溴化锂吸收式热泵的正常运行，再由管道3返回至溴化锂吸收式热泵的蒸发器，此是C阀、D阀关闭，封闭式循环，来实现机组与换热器之间的热交换。
权利要求
1.一种符合低碳能源政策的城市供暖系统，包括有蒸汽锅炉和溴化锂吸收式热泵，其特征在于所述蒸汽锅炉与溴化锂吸收式热泵之间通过管道构成了配套组合供暖结构，其中蒸汽锅炉把进水经过加热至150度 180度的水蒸汽后，通过管道进入溴化锂吸收式热泵， 溴化锂吸收式热泵经过做功后，产生的90度 100度的乏汽通过管道进入到汽水换热器中进行热交换后，送出温度至少在65度的混合热水至采暖系统末端的散热器中供热，在采暖系统末端的散热器中散发热量后的40度 50度的混合热水再通过管道回到蒸汽锅炉。
2.根据权利要求1所述的符合低碳能源政策的城市供暖系统，其特征在于所述蒸汽锅炉与溴化锂吸收式热泵之间通过管道构成的配套组合供暖结构为蒸汽锅炉的进水口通过管道( 与溴化锂吸收式热泵中的冷凝器的出水口相连接，蒸汽锅炉的水蒸气出口通过管道(11)与溴化锂吸收式热泵中的进气口相连接，溴化锂吸收式热泵中的乏汽出口通过管道(11)与汽水换热器中的乏汽进口相连接，溴化锂吸收式热泵中的冷凝器的出水口还通过管道( 与汽水换热器中的温水进口相连接，汽水换热器中的混合水出口通过系统混水循环泵及管道(1 与采暖系统末端的散热器进水管相连接，采暖系统末端的散热器出水管通过系统回水循环泵及管道1与溴化锂吸收式热泵中的冷凝器的进水口相连接。
3.根据权利要求2所述的符合低碳能源政策的城市供暖系统，其特征在于当溴化锂吸收式热泵的蒸发器热量供给为地源热泵时，溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的进水口通过管道(3)及管道(7)与地源热泵相连接，溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的出水口通过管道及管道(8)与地源热井相连接，或溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的出水口通过管道、管道(8)、管道(10)、管道(9)和土壤源循环泵与管道(7)相通，再通过管道(7)及管道(3) 与溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的进水口相连接。
4.根据权利要求2所述的符合低碳能源政策的城市供暖系统，其特征在于当溴化锂吸收式热泵的蒸发器热量供给为原生污水、工业废水、中水时，溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的进水口通过管道(3)、中介水循环泵与污水源换热器中的中介水出口相连接，溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的出水口通过管道(4)与污水源换热器中的中介水进口相连接，污水源换热器中的污水进口通过污水源提升泵、管道( 与污水渠相连接，污水源换热器中的污水出口通过管道(6)与污水渠相连接。
全文摘要
一种符合低碳能源政策的城市供暖系统，包括有蒸汽锅炉，其特点是蒸汽锅炉与溴化锂吸收式热泵之间通过管道构成了配套组合供暖结构，其中蒸汽锅炉把进水经过加热至150度～180度的水蒸汽后，通过管道进入溴化锂吸收式热泵，溴化锂吸收式热泵经过做功后，产生的90度～100度的乏汽通过管道进入到汽水换热器中进行热交换后，送出温度至少在65度的混合热水至采暖系统末端的散热器中供热，在采暖系统末端的散热器中散发热量后的40度～50度的混合热水再通过管道回到蒸汽锅炉。本发明通过用蒸汽代替动力源吸收各种再生水源的温差产生的高温供热，可以达到节约燃煤、降低二氧化碳排放的节能减排效果。
文档编号F24D3/18GK102455011SQ20101052568
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月30日 优先权日2010年10月30日
发明者杨铁君 申请人:杨铁君