[發明專利]一種換熱站供熱系統及方法

在審

• 申請號: 202210704760.5
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115111631A
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 劉明杰;耿如意;王鈺澤;高宇;王志強;劉耀翔;胡利輝;王磊;達布希拉圖;喬磊;尚海軍;蘇虹;郝宇丹;齊建芬;馬彥;賀凱;劉圣冠
• 申請（專利權）人: 北方聯合電力有限責任公司呼和浩特金橋熱電廠;西安熱工研究院有限公司;西安西熱節能技術有限公司
• 主分類號: F24D11/02
• 分類號: F24D11/02;F24D19/10;F24S20/40;C02F9/10
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發明公開了一種換熱站供熱系統及方法，供水母管分別連接板式換熱器、第二熱泵單元和第一吸收式熱泵單元水側入口，兩個吸收式熱泵單元水側出口均連接吸回水母管；回水母管分別連接兩個吸收式熱泵單元的熱側入口和板式換熱器的回水入口，兩個吸收式熱泵單元的熱側出口均連接供水母管，板式換熱器的回水出口連接回水母管；地熱能單元、風能單元和太陽能單元的出口均連接第一吸收式熱泵單元低溫側入口，第一吸收式熱泵單元低溫側出口分別連接地熱能單元、風能單元和太陽能單元的入口；污水能單元的入口和出口分別連接第二吸收式熱泵單元低溫側出口和入口。本發明實現清潔能源之間的高效互補，提高了供熱質量，解決了現有技術中能源利用率低、供熱成本與碳排放量過高的問題。

技術領域

本發明屬于供熱技術領域，涉及一種換熱站供熱系統及方法。

背景技術

部分地區的建筑熱負荷需求隨著城市建筑面積迅速擴張而逐年上升，而供熱行業熱源主要依賴熱電廠，隨著近年來煤炭價格持續上漲，中小型火電機組逐步關停使大型熱電廠的供熱壓力進一步升高，同時新能源裝機容量逐年上升，電網對熱電廠的調峰需求亦隨之增大，熱源供熱能力不足、靈活性不夠、供熱成本過高、熱負荷增長過快、碳排放量過大等問題沖突愈發凸顯，供熱行業面臨著前所未有的沖擊。

在此背景下，要求各供熱企業積極探索清潔能源采暖技術路線，目前已經成熟的清潔能源供熱方式較多，但在應用過程中依然存在諸多問題，如太陽能采暖受時間及地區環境影響較大，風能波動性較強供熱不穩定，地熱能提取隨年限增長導致形成凍土無法提熱，生活污水余熱利用導致換熱器堵塞，如何有效利用這些清潔能源，形成持續穩定的熱源實現對外供熱是目前所要解決的首要問題。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術中太陽能和風能的采暖受地區和環境的影響較大，波動性強，供能不穩定，地熱能的常年提取出現了凍土現象，降低了低溫能源的供能能力，能源利用率低，且新能源裝機容量逐年上升，調峰需求的增加對供能模式調節的靈活性提出了更高的要求，提供一種換熱站供熱系統及方法，利用水的飽和溫度隨壓力降低而降低的特性，建立負壓閃蒸罐使生活污水在負壓環境中蒸發成攜帶大量潛熱的水蒸氣，將這部分水蒸氣用作熱泵低溫熱源，達到回收污水中低品位余熱對外供熱的目的；系統將能源特性互補的風能、太陽能耦合，以集熱器利用太陽能制熱，建立風力制熱器利用風機帶動攪拌器攪拌水制熱，將“晝少夜多”的風能與“晝有夜無”的太陽能高效互補，以地熱井提取地熱能做低溫熱源的保障與補充，三者共同組成熱泵的清潔能源低溫熱源；利用集中供熱系統一次網供水驅動吸收式熱泵，提取清潔能源低溫熱源的低品位熱能，用于加熱二次網循環水實現對外供熱，同時增大換熱站供回水溫差，降低一次網循環水流量。本發明建立的深度余熱利用耦合清潔能源的換熱站供熱系統能夠使換熱站滿足更大的熱負荷需求，同時增大一次網供回水溫差、降低輸送能耗，降低了供熱成本與碳排放量，提高了能源利用率。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現：

一種換熱站供熱系統，包括第一吸收式熱泵單元、第二吸收式熱泵單元、太陽能單元、風能單元、地熱能單元、污水能單元、供水母管和回水母管；

所述供水母管分別連接板式換熱器的供水入口、第一吸收式熱泵單元的水側入口和第二熱泵單元的水側入口，第一吸收式熱泵單元和第二吸收式熱泵單元的水側出口均連接回水母管；

所述回水母管分別連接第一吸收式熱泵單元的熱側入口、第二吸收式熱泵單元的熱側入口和板式換熱器的回水入口，第一吸收式熱泵單元的熱側出口和第二吸收式熱泵單元的熱側出口均連接供水母管，板式換熱器的回水出口連接回水母管；

所述地熱能單元、風能單元和太陽能單元的出口均連接第一吸收式熱泵單元低溫側入口，第一吸收式熱泵單元低溫側出口分別連接地熱能單元、風能單元和太陽能單元的入口；

所述污水能單元的入口和出口分別連接第二吸收式熱泵單元低溫側出口和入口。

本發明的進一步改進在于：