专利名称：一种城市供暖系统的制作方法
技术领域：
本实用新型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显。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。
发明内容本实用新型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/ m%降低二氧化碳排放0. 085吨/ m% 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。本实用新型给出的技术解决方案是这种城市供暖系统，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。为更好的实现本实用新型的目的，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第二管道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第十一管道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第十一管道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第二管道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第十三管道 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 环泵及第一管道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。为更好的实现本实用新型的目的，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第三管道3 及第七管道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第四管道4 及第八管道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第四管道 4、第八管道8、第十管道10、第九管道9和土壤源循环泵与第七管道7相通，再通过第七管 道7及第三管道3与溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的进水口相连接。为更好的实现本实用新型的目的，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第三管道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 第四管道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、第五管道5与污水渠相连接，污水源换热器中的污水出口通过第六管道6与污水 渠相连接。与现在技术相比，本实用新型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/ m%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。
附图是本实用新型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。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型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。附图为本实用新型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/ IIf，降低二氧化碳排放0. 085吨/ IIf，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)由第三管 道3进入溴化锂吸收式热泵的蒸发器腔体后由第四管道4或第八管道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第十一管道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，由第十二管道 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)由第十三管道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)的末端回水第一管道1至溴化锂吸收式热泵的冷凝器中来吸收高温能量，由第二管道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，此时通过第十一管 道11进入吸收式热泵，再通过第十二管道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)、第七管道7、2号泵(中介水循 环泵)、第三管道3进入溴化锂吸收式热泵的蒸发器，再由第八管道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)、第七管道7、2号泵 (中介水循环泵)、第三管道3进入溴化锂吸收式热泵的蒸发器，由第八管道8及第十管道10 返回进入土壤源循环换热，再经第九管道9及4号泵(土壤源循环泵)进入第七管道7、2号 泵(中介水循环泵)、第三管道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，由第五管道5进入污水源换热器的污 水流道提取温差，回水再由第六管道6回灌至暗渠的下游；中介水由第四管道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，再由第三管道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，其中蒸汽锅炉的进水口 通过第二管道(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 口通过第十一管道(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 汽出口通过第十一管道(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第二管道(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第十三管道(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第一管道(1)与溴化锂吸收式热泵中 的冷凝器的进水口相连接。
2.根据权利要求1所述的城市供暖系统，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第三管道(3)及第七 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第四管道(4)及 第八管道(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第四管道 (4)、第八管道(8)、第十管道(10)、第九管道(9)和土壤源循环泵与第七管道(7)相通，再通 过第七管道(7)及第三管道(3)与溴化锂吸收式热泵中的蒸发器的进水口相连接。
3.根据权利要求1所述的城市供暖系统，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第三管 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 器的出水口通过第四管道(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、第五管道(5)与污水渠相连接，污水源换热器中的污水出口通 过第六管道(6)与污水渠相连接。
专利摘要一种城市供暖系统，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。本实用新型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F24D3/18GK201926005SQ20102058440
公开日2011年8月10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