[發明專利]一種利用城市熱網驅動的供冷方式

無效

• 申請號: 201010265598.9
• 申請日: 2010-08-27
• 公開（公告）號: CN101949612A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 付林;馮麗潔;張世鋼;趙璽玲;孫方田;江億;羅勇
• 申請（專利權）人: 清華大學;北京華清泰盟科技發展有限公司
• 主分類號: F25B27/02
• 分類號: F25B27/02;F25B29/00;F01K17/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 童曉琳

技術領域

本發明屬于供冷方式技術領域，特別涉及一種利用城市熱網驅動的供冷方式。

背景技術

隨著經濟發展和城市規模的快速擴張，夏季炎熱天氣下的制冷用電高峰給城市電網調峰帶來較大困難。在夏季炎熱時期，華北、華中地區曾出現拉閘限電現象，嚴重影響了居民的正常生活，不利于建設和諧社會。同時，熱電聯產機組的夏季純發電工況下的能源利用率較低、經濟性差。如何降低夏季制冷用電負荷峰值、提高熱電廠的能源利用率和保證夏季居民正常生活的需求是當地政府急需解決的一項重要課題。

一種在夏季利用電廠供熱能力提供制冷的方式是在電廠處設置蒸汽驅動吸收式制冷機產生低溫冷水，再通過冷水管道輸送至用戶處。這種方式冷水的供回水溫差小，輸送冷水量大，管網的投資和泵耗大。另一種方式是將電廠蒸汽通過蒸汽管網輸送至用戶處，驅動用戶處的蒸汽吸收式制冷機，或者將熱水通過熱水網送至用戶熱力站，驅動熱水吸收式制冷機。對于蒸汽輸送而言，沿途損失較大，供應半徑有限。對于熱水網而言，制冷效率較低。

發明內容

根據上述問題，本發明提出了一種利用城市熱網驅動的供冷方式，其特征在于：在電廠內部采用凝汽器、蒸汽吸收式熱泵機組和汽-水換熱器組合的方式回收電廠余熱并逐級加熱大熱網的供熱熱水；

汽輪機末級排汽進入所述凝汽器中加熱循環水，被冷卻凝結后再返回鍋爐加熱，循環冷卻水進入所述凝汽器中，被所述汽輪機排汽加熱后送出，作為低位熱源進入所述蒸汽吸收式熱泵機組，放熱降溫后再返回凝汽器，完成循環；由汽輪機抽出的蒸汽分為兩路，一路作為驅動熱源進入所述蒸汽吸收式熱泵機組，回收所述循環水余熱，并加熱大熱網，另一路進入所述汽-水換熱器，直接加熱大熱網，兩路的蒸汽凝水返回鍋爐加熱；大熱網低溫回水返回電廠，進入所述蒸汽吸收式熱泵機組被加熱后送出，再進入所述汽-水換熱器中被加熱，加熱到大熱網供水溫度后送出電廠；

大熱網高溫供水被輸送到末端制冷站，在末端制冷站用戶側設有熱水吸收式制冷機，大熱網高溫供水作為驅動熱源進入熱水吸收式制冷機，制取冷水承擔建筑物的冷負荷，冷卻方式可采用冷卻塔，也可利用土壤地埋管或地下水、污水等冷卻，熱水降溫后由回水管返回電廠。

在用戶側，可設置熱水吸收式制冷機和溶液除濕機，大熱網高溫供水被輸送到末端制冷站，首先作為驅動熱源進入熱水吸收式制冷機，制取高溫冷水用于去除建筑顯熱負荷，從吸收式熱泵發生器出來的熱水可繼續作為溶液除濕空調的驅動熱源用于除濕，承擔建筑潛熱負荷和部分顯熱負荷，熱網熱水依次經過熱水吸收式制冷機和溶液除濕機后返回電廠。

在用戶側，可在上述設置的基礎上增設生活熱水預熱器，使從溶液除濕機出來的熱水進入生活熱水預熱器，用于預熱生活熱水，熱網熱水依次經過熱水吸收式制冷機、溶液除濕機和生活熱水預熱器后返回電廠。

在用戶側，可在上述設置的基礎上設置地埋管，使從生活熱水出來的熱水進入地埋管，回灌部分熱量，進一步降低熱網回水溫度，這部分進入地下的熱量可以下個冬季再提取出來供熱。熱網熱水依次經過熱水吸收式制冷機、溶液除濕機、生活熱水預熱器和地埋管后進入回水管，返回電廠。

蒸汽吸收式熱泵機組可以采用多級熱泵設備相互串聯的方式，多級串聯的蒸汽吸收式熱泵設備可以選用相同型號的，也可以根據運行參數選用不同型號、不同形式的蒸汽型吸收式熱泵，如分別選用雙效吸收式熱泵、單效吸收式熱泵、雙級吸收式熱泵串聯加熱、逐級提升熱水溫度的方式。由汽輪機抽出的蒸汽作為驅動熱源，凝汽器出口循環水作為低位熱源分別進入各級蒸汽吸收式熱泵設備；大熱網回水被凝汽器預熱升溫后，依次順序通過各級蒸汽吸收式熱泵設備被逐級加熱后，再進入汽-水換熱器中加熱或直接作為大熱網供水送出電廠。

凝汽器進出口管道之間增加旁通管，由調節閥調節旁通水量，可以控制凝汽器進口的循環水溫度，使電廠發電生產不會受到大熱網參數變化的影響。

在用戶側，當熱源側提供的高溫熱水驅動能力不足無法滿足用戶制冷負荷需求時，可采取三種調峰方式，一是在吸收式制冷機處采用燃氣補燃，二是吸收式制冷機采用蓄溶液的方式，三是在用戶處利用電制冷機調峰。

本發明的特征主要體現在三個方面：第一，熱網供回水溫差大，遠大于區域直接供冷水的溫差，從而可以減少循環水量，降低泵耗和管網投資；第二，利用循環冷卻水作為吸收式熱泵的低位熱源，優點是盡可能大限度地回收了電廠發電過程中產生的余熱；第三，在末端采用熱水吸收式制冷機、溶液除濕機實現制冷除濕，熱網水還可預熱生活熱水及回灌至地下，從而實現熱水能量的梯級利用，降低回水溫度。