[發明專利]雙回路三級閉式循環區域能源站系統

在審

• 申請號: 201210233686.X
• 申請日: 2012-07-06
• 公開（公告）號: CN103528266A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 楊帆
• 申請（專利權）人: 楊帆
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F24D15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種低碳型區域集中能源供應設施和方法。

背景技術：

區域集中能源供應是一種經濟、高效和環保的能源供應方式，是將來城市發展過程中基礎設施建設的必然趨勢，目前的區域集中能源供應方式有蒸汽或熱水區域集中供熱系統、單回路單級或雙級開式循環區域集中能源站系統、單回路單級或雙級閉式循環區域集中能源站系統。

蒸汽或熱水區域集中供熱系統能源來自集中鍋爐房或熱電廠，以枝狀或環狀管網向用戶供應蒸汽或熱水，其缺點是：熱源點單一，供熱安全性差；熱媒介質單一，熱媒參數固定，不能滿足不同客戶對能源多樣性的要求；能源通過燃煤或燃氣取得，熱效率很低，而且不屬于清潔能源；高溫管網，熱損失大；系統運行及維護費用高；能源綜合成本高，用戶負擔重。

單回路單級或雙級開式循環區域集中能源站系統能源來自地表水或地下水，系統通過水循環從表水或地下水中取得或向水中釋放能量，地表水直接從水體中抽取和返還，地下水通過抽水井一回灌井循環方式取得，系統采用單回路循環，使用同一介質供熱和供冷，其缺點是：需要有可以采集和應用的地下或地表水源，但地下水和地表水都會隨季節變化，政府對抽取地下水和地表水的政策也有可能隨時變化，能源供應安全性差；熱源點單一，隨著使用年限的增加，地下抽水井和回灌井有可能越變越差甚至失效，地表水也有可能干枯或被污染；熱媒介質單一，使用同一介質供熱和供冷，不能避免冷熱沖突的發生，換熱效率降低；無法將余熱源及太陽能納入系統；水質較差，換熱設備易贓污結垢，系統清洗要求高，設備使用壽命短；負荷變化時，系統調整不靈活，運行成本較高；能源綜合成本較高，用戶負擔較重。

單回路單級或雙級閉式循環區域集中能源站系統能源來自地層土壤，系統通過水循環從地層中取得或向地層釋放能量，采用單回路循環，使用同一介質供熱和供冷，其缺點是：熱源點單一，能源供應安全性差；熱媒介質單一，使用同一介質供熱和供冷，不能避免發生冷熱沖突，換熱效率降低；不太容易將余熱源及太陽能納入系統；負荷變化時，系統調整不靈活，運行成本較高；能源綜合成本較高，用戶負擔較重。

發明內容：

本發明的目的是提供一種低投資、低能耗、高可靠性、無污染、低運轉費用、適用面廣、調度調節靈活、運行管理方便的低碳型區域集中能源供應設施和方法。

雙回路三級閉式循環區域能源站系統，顧名思義，整個系統為封閉式水循環，系統通過熱源水和冷源水雙回路向用戶提供冷/熱能源，熱源水回路向用戶提供熱量，冷源水回路向用戶提供冷量。系統通過初級循環、次級循環和第三級循環三個級次的水循環完成能源收集、轉輸、使用和棄置過程。初級循環又稱熱源站循環，其作用是將外界能源如地熱、太陽能及工業與民用余熱等納入系統，并且將系統中多余的熱量釋放到地層土壤中；次級循環又稱中間轉輸循環，其作用是將熱源站的能量轉輸到用戶，或者將用戶棄置的能量轉輸給其他用戶或者轉輸到地熱源站；第三級循環又稱用戶循環，其作用是將系統的能量輸送到用戶的耗能點，同時將用戶棄置的能量接收到系統中。

從構成方面看，系統的初級循環由各類能源站組成，包括地熱源站、太陽能站和余熱源站，實際應用時系統可以根據具體情況設置一個或多個、一類或多類熱源站，地熱源站由埋地換熱管組、循環水泵和管道組成，太陽能站由太陽能集熱板、循環水泵和管道組成，余熱源站由余熱/冷回收裝置、循環水泵和管道組成。系統的次級循環由循環水泵和管網組成，循環水泵可以是一組或多組，管網結構為環狀加枝狀管網。系統的第三級循環由用戶的用能裝置、循環水泵和管道組成，用戶的用能裝置可以是冷水機組、熱水機組、冷/熱水機組及熱交換器等。監測控制與計量系統由溫度、壓力、流量、能量等傳感計量儀器儀表，調節閥、控制閥、變頻器等執行機構，以及計算機軟件硬件等組成，監測控制和計量系統作為獨立技術已經另行申請專利。