[發(fā)明專利]快速輸配能量的暖通空調(diào)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611111463.0
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106705187B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱杰
• 申請（專利權(quán)）人: 南京酷朗電子有限公司
• 主分類號: F24D11/00
• 分類號: F24D11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

快速輸配能量的暖通空調(diào)系統(tǒng)，包括冷/熱源系統(tǒng)(1)、換熱站(2)、終端供冷/供熱網(wǎng)絡(luò)(3)，其特征在于：通過快速運輸系統(tǒng)(4)連接冷/熱源系統(tǒng)(1)和換熱站(2)，以相變膠囊(5)為中間媒介進(jìn)行能量的快速傳遞，替代管道輸配系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種以相變膠囊為中間媒介、利用快速交通系統(tǒng)連接冷/熱源系統(tǒng)和換熱站、實現(xiàn)暖通空調(diào)的冷/熱量的快速輸送和分配，替代管道輸配系統(tǒng)、提升系統(tǒng)輸配能力、并擴(kuò)展系統(tǒng)適用范圍。屬于暖通空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計和控制的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

區(qū)域型的暖通空調(diào)系統(tǒng)，通常以管道將冷/熱量從冷/熱源處輸送給換熱站以及終端供冷/供熱網(wǎng)絡(luò)和末端系統(tǒng)，并且通常采用水為傳熱介質(zhì)。因此，為提高輸配系統(tǒng)的效率，需要盡可能的提高供回水溫差，這也限制了系統(tǒng)的適用范圍。隨著暖通空調(diào)系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)展、系統(tǒng)輻射范圍的增加，輸配系統(tǒng)的能耗大幅上升，并影響到整個系統(tǒng)的運行效率。

通常情況下，管道輸送的成本較低、可連續(xù)輸送，但其缺點是以輸送液體為主、流速較慢。介質(zhì)從源到達(dá)終端，可能需要耗時幾個小時甚至更久，系統(tǒng)慣性嚴(yán)重影響了系統(tǒng)的靈活性和可調(diào)節(jié)能力。

以下，介紹幾個典型的工程案例：

1、山西太古熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱項目：即古交興能電廠至太原集中供熱工程、總輸送距離達(dá)到50公里以上，總投資48億元，遠(yuǎn)期可實現(xiàn)集中供熱8000萬平方米。以清華大學(xué)付林教授為首的技術(shù)團(tuán)隊，研發(fā)出的大溫差輸送技術(shù)，突破了常規(guī)換熱器的換熱溫度極限，實現(xiàn)了對電廠更多余熱的收集以及其熱能的輸送。太古供熱管線的直徑，達(dá)到了1.4米，太古供熱管線采用“雙供雙回”模式，每根管線的流量達(dá)到每小時1.5萬噸，供水溫度設(shè)定為130℃、回水溫度設(shè)定為30℃。下游換熱站采用吸收式熱泵進(jìn)行大溫差換熱機(jī)組改造。

2、河北遷西鋼鐵廠工業(yè)余熱供熱項目：回收津西、萬通兩座鋼鐵廠余熱，為廠區(qū)和縣城提供集中供熱服務(wù)，津西廠區(qū)距離縣城約8公里、萬通廠區(qū)距離縣城約4公里。供水溫度設(shè)定為70-90℃、回水溫度設(shè)定為30℃。下游換熱站采用吸收式熱泵進(jìn)行大溫差換熱機(jī)組改造。

3、廣州大學(xué)城區(qū)域供冷系統(tǒng)（詳見參考資料2）：廣州大學(xué)城位于番禺區(qū)新造鎮(zhèn)小谷圍島及南岸地區(qū), 總體規(guī)劃面積43.3平方公里,可容納20～25萬學(xué)生,規(guī)劃總?cè)丝?5萬人。廣州大學(xué)城的空調(diào)負(fù)荷主要是10所高校及南北兩個商業(yè)中心區(qū), 需冷裝機(jī)容量為52萬千瓦。廣州大學(xué)城區(qū)域供冷系統(tǒng)共設(shè)4個區(qū)域供冷站，區(qū)域供冷系統(tǒng)制冷總裝機(jī)功率37.6萬千瓦,1號冷站采用溴化鋰和常規(guī)電制冷機(jī)組,2～4號冷站采用冰蓄冷系統(tǒng), 總蓄冰量達(dá)到94.9萬千瓦時。冷站設(shè)計采用制冷主機(jī)上游,外融冰冰蓄冷空調(diào)冷源系統(tǒng)。該冷源系統(tǒng)向校區(qū)冷水管網(wǎng)提供供水溫度2℃,回水溫度13℃的空調(diào)冷水。冷水采用二級泵系統(tǒng)輸送,二級冷水管網(wǎng)考慮管網(wǎng)沿途溫升后按10℃供回水溫差進(jìn)行設(shè)計。每個冷站的供冷半徑為2.5公里,4個冷站對應(yīng)的管網(wǎng)總長約110公里。

綜上所述，熱電聯(lián)產(chǎn)集中供熱項目的供回水溫差最大，因此可以輸送的距離較遠(yuǎn)；工業(yè)余熱供熱項目的供回水溫差較小，因此供熱半徑受到一些限制；區(qū)域供冷系統(tǒng)的供回水溫差只有5-10℃，因此供冷半徑最小。

在上述集中供熱項目中，為保證上游系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性，下游換熱站的改造工程量較大。并且，在上游熱源處為實現(xiàn)大溫差運行、需要提高供水溫度，傳輸距離越遠(yuǎn)，對大溫差運行的依賴性越強(qiáng)、同時也限制了低品位工業(yè)余熱的應(yīng)用范圍。而對供水溫度的提升通常要引入高品位能源作為驅(qū)動力、如電能或高品位熱能（蒸汽或熱水）。然而驅(qū)動末端供熱系統(tǒng)僅需要60℃的供水溫度即可、甚至可以更低，因此上游熱源處對供水溫度的過度提升也是存在浪費的。而且，大溫差運行模式會增加中間處理環(huán)節(jié)，并帶來一些損耗。