專利名稱：一種城市供暖系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種城市供暖系統(tǒng)，特別是涉及一種用于城市集中供熱制冷且又 符合低碳能源政策的城市供暖制冷系統(tǒng)，是對(duì)現(xiàn)在城市集中供暖制冷系統(tǒng)的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
低碳經(jīng)濟(jì)是一種正在興起的經(jīng)濟(jì)形態(tài)和發(fā)展模式，包含有低碳產(chǎn)業(yè)、低碳能源 技術(shù)、低碳城市和低碳生活等一系列新內(nèi)容?，F(xiàn)有城市的供暖形式大致分為幾種熱電廠、區(qū)域鍋爐房、工業(yè)與城市余熱、地?zé)帷?核能、熱泵、太陽(yáng)能等。前五種屬于集中熱源，后兩種及燃?xì)鉅t、燃油爐等屬于獨(dú)立熱源。在 集中熱源受到限制的區(qū)域，獨(dú)立熱源便顯示出自身的優(yōu)勢(shì)，比如地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)更加明顯。例如沈陽(yáng)市每年有150天的采暖期，取暖方式以高碳燃煤熱水鍋爐為主。截至目 前，沈陽(yáng)供熱建筑面積已達(dá)1. 96億平方米，每年需消耗實(shí)物煤約660萬(wàn)噸。這種供暖方式 對(duì)煤炭資源的依賴性強(qiáng)，也對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。地源熱泵是利用淺層地能進(jìn)行供熱制冷的新型能源利用技術(shù)。沈陽(yáng)地區(qū)80米至 160米深處的地下水溫度常年維持在12°C至14°C左右。冬季，地源熱泵機(jī)組通過(guò)壓縮機(jī)和 熱交換器從地下水中吸收熱量，制熱時(shí)出水溫度最高可達(dá)60°C。與使用煤、氣、電等常規(guī)供 熱制冷方式相比，地源熱泵具有清潔、高效、節(jié)能等諸多優(yōu)勢(shì)。與空氣源熱泵相比，約可減少 電力消耗30%以上；與電供暖相比，約可減少70%以上。但是地源熱泵技術(shù)的供熱能力有 限，只能在個(gè)別的住宅小區(qū)使用。城市集中供熱的大型熱電廠仍采用高碳燃煤熱水鍋爐的 方法供暖熱。為降低二氧化碳的排放量，充分利用城市中豐富的水資源，如地下水、江河湖、原 生污水、工業(yè)廢水及中水等。特別是城市的污水資源，現(xiàn)城市中的地下暗渠的污水溫度是 15 21°C，經(jīng)過(guò)污水源換熱器進(jìn)行熱交換，以此來(lái)滿足溴化鋰吸收式熱泵的正常運(yùn)行，溴 化鋰吸收式熱泵產(chǎn)生60度 80度的熱源水可直接供熱制冷。必將對(duì)我國(guó)提倡發(fā)展低碳能 源經(jīng)濟(jì)和減少碳的排放量做出一定的貢獻(xiàn)。據(jù)本申請(qǐng)人檢索，目前尚未發(fā)現(xiàn)國(guó)內(nèi)有將蒸汽 鍋爐與溴化鋰吸收式熱泵組合使用的集中供熱系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)在技術(shù)存在的上述不足，給出一種用于城市集中供 熱且又符合低碳能源政策的城市供暖系統(tǒng)。該城市供暖系統(tǒng)采用了蒸汽鍋爐和溴化鋰吸收 式熱泵的配套組合，通過(guò)用蒸汽代替動(dòng)力源吸收各種再生水源的溫差產(chǎn)生60度 80度的 高溫供熱，可以達(dá)到節(jié)約燃煤0. 035噸/ m%降低二氧化碳排放0. 085噸/ m% 二氧化硫排 放0. 002噸/ m2，節(jié)約電費(fèi)27. 20元/ m2的節(jié)能減排的效果。本實(shí)用新型給出的技術(shù)解決方案是這種城市供暖系統(tǒng)，包括有蒸汽鍋爐，其特點(diǎn) 是所述蒸汽鍋爐與溴化鋰吸收式熱泵之間通過(guò)管道構(gòu)成了配套組合供暖結(jié)構(gòu)，其中蒸汽鍋爐把進(jìn)水經(jīng)過(guò)加熱至150度 180度的水蒸汽后，通過(guò)管道進(jìn)入溴化鋰吸收式熱泵，溴化鋰 吸收式熱泵經(jīng)過(guò)做功后，產(chǎn)生的90度 100度的乏汽通過(guò)管道進(jìn)入到汽水換熱器中進(jìn)行熱 交換后，送出溫度至少在65度的混合熱水至采暖系統(tǒng)末端的散熱器中供熱，在采暖系統(tǒng)末 端的散熱器中散發(fā)熱量后的40度 50度的混合熱水再通過(guò)管道回到蒸汽鍋爐。為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，所述蒸汽鍋爐與溴化鋰吸收式熱泵之間通過(guò)管 道構(gòu)成的配套組合供暖結(jié)構(gòu)為蒸汽鍋爐的進(jìn)水口通過(guò)第二管道2與溴化鋰吸收式熱泵中 的冷凝器的出水口相連接，蒸汽鍋爐的水蒸氣出口通過(guò)第十一管道11與溴化鋰吸收式熱 泵中的進(jìn)氣口相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的乏汽出口通過(guò)第十一管道11與汽水換熱器 中的乏汽進(jìn)口相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的冷凝器的出水口還通過(guò)第二管道2與汽水換 熱器中的溫水進(jìn)口相連接，汽水換熱器中的混合水出口通過(guò)系統(tǒng)混水循環(huán)泵及第十三管道 13與采暖系統(tǒng)末端的散熱器進(jìn)水管相連接，采暖系統(tǒng)末端的散熱器出水管通過(guò)系統(tǒng)回水循 環(huán)泵及第一管道1與溴化鋰吸收式熱泵中的冷凝器的進(jìn)水口相連接。溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器熱量供給可以是采用城市原生污水、地下水、江河湖 海水、土壤源中的一種，溴化鋰吸收式熱泵的動(dòng)力來(lái)源則是采用蒸汽源。為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，降低二氧化碳的排放量，當(dāng)溴化鋰吸收式熱泵 的蒸發(fā)器熱量供給為地源熱泵時(shí)，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的進(jìn)水口通過(guò)第三管道3 及第七管道7與地源熱泵相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的出水口通過(guò)第四管道4 及第八管道8與地源熱井相連接，或溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的出水口通過(guò)第四管道 4、第八管道8、第十管道10、第九管道9和土壤源循環(huán)泵與第七管道7相通，再通過(guò)第七管 道7及第三管道3與溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的進(jìn)水口相連接。為更好的實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的，降低二氧化碳的排放量，充分利用城市中豐富 的原生污水、工業(yè)廢水及中水等，溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器熱量供給也可以通過(guò)增設(shè)污 水源換熱器來(lái)進(jìn)行熱交換，從城市暗渠中提取15 18度的污水、工業(yè)廢水、中水，進(jìn)入污水 源換熱器的污水流道提取2 3度的溫差后，回水再回灌至城市暗渠的下游，污水源換熱器 與地源熱泵之間流動(dòng)的中介水進(jìn)入污水源換熱器的夾層寬流道進(jìn)行換熱，再返回至地源熱 泵的蒸發(fā)器，來(lái)滿足地源熱泵的正常運(yùn)行。當(dāng)溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器熱量供給為原生 污水、工業(yè)廢水、中水時(shí)，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的進(jìn)水口通過(guò)第三管道3、中介水循 環(huán)泵與污水源換熱器中的中介水出口相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的出水口通過(guò) 第四管道4與污水源換熱器中的中介水進(jìn)口相連接，污水源換熱器中的污水進(jìn)口通過(guò)污水 源提升泵、第五管道5與污水渠相連接，污水源換熱器中的污水出口通過(guò)第六管道6與污水 渠相連接。與現(xiàn)在技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是由于采用蒸汽鍋爐和溴化鋰吸收式 熱泵的配套組合供熱制冷，可以獲得節(jié)約燃煤0. 035噸/ m%降低二氧化碳排放0. 085噸/ m2，二氧化硫排放0. 002噸/ m2，節(jié)約電費(fèi)27. 20元/ m2的節(jié)能減排的效果。

附圖是本實(shí)用新型的城市供暖系統(tǒng)設(shè)備連接示意圖。圖中標(biāo)記1 13為管道，A F為閥門(mén)，1號(hào)泵為系統(tǒng)回水循環(huán)泵，2號(hào)泵為中介 水循環(huán)泵，3號(hào)泵為污水源提升泵，4號(hào)泵為土壤源循環(huán)泵，5號(hào)泵為地源熱泵，6號(hào)泵為系統(tǒng)混水循環(huán)泵。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體技術(shù)方案做進(jìn)一步說(shuō)明?，F(xiàn)就供暖面積500萬(wàn)平方米的供熱中心，蒸汽鍋爐采用五臺(tái)35噸(每小時(shí)燃煤8 噸)鍋爐+溴化鋰吸收式熱泵制熱量為4萬(wàn)KW的機(jī)組8臺(tái)每天用煤(20小時(shí))800噸， 每噸煤按600元計(jì)算，每天耗用煤800噸/天X600元/噸=480000元/天，其中蒸汽損 耗量50%用于溴化鋰吸收式熱泵做功480000元/天X50%=M0000元/天，余下來(lái)的乏 汽80度 100度經(jīng)過(guò)汽水交換器換熱后，供給采暖系統(tǒng)末端采暖，蒸汽節(jié)能480000元/ 天 X 50%=240000 元 / 天，(150 天供暖期)240000 元 / 天 X 150 天=3060000 元。用電情況500萬(wàn)平方米的燃煤鍋爐供暖中心用電負(fù)荷為6000KW/h，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn) 一天用電6000KW/hXMh=144000KW/ 天，每度電價(jià)按 0. 85 元 /KW，一天用電 144000KW/ 天X0. 85元/KW=12M00元/天，如果用做動(dòng)力源的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備采用蒸汽拖動(dòng)溴化鋰吸收式 熱泵機(jī)組的蒸汽為動(dòng)力源用電為5000KW，可節(jié)約用電20400元/天，其它配套設(shè)備做功損耗 10%，實(shí)際節(jié)能(150天供暖節(jié)電):20400元/天X 150天=3060000元。附圖為本實(shí)用新型的城市供暖系統(tǒng)設(shè)備連接示意圖，這種城市供暖系統(tǒng)包括有蒸 汽鍋爐與溴化鋰吸收式熱泵機(jī)組構(gòu)成的配套組合供暖，其中蒸汽鍋爐的燃料采用煤或天然 氣，溴化鋰吸收式熱泵是由蒸發(fā)器、冷凝器、溴化鋰吸收蒸汽效應(yīng)倉(cāng)、電子膨脹閥、控制器等 組成，溴化鋰吸收式熱泵蒸發(fā)器的熱量供給，即可采用城市原生污水、工業(yè)廢水、中水，也可 采用地下水、江河湖海水、土壤源。蒸汽鍋爐把進(jìn)水經(jīng)過(guò)加熱至150度 180度的水蒸汽后，再經(jīng)管道進(jìn)入溴化鋰吸 收式熱泵機(jī)組，機(jī)組經(jīng)過(guò)做功后，蒸汽下來(lái)的80度 90度乏汽，經(jīng)管道進(jìn)入到汽水換熱器 中進(jìn)行熱交換后送出溫度至少在65度的混合熱水，經(jīng)熱水泵及管道送至采暖系統(tǒng)末端的 散熱器中供熱。可以節(jié)約燃煤0. 035噸/ IIf，降低二氧化碳排放0. 085噸/ IIf，二氧化硫排放0. 002 噸/ m2，節(jié)約電費(fèi)27. 20元/ m2。溴化鋰吸收式熱泵工作條件是利用溴化鋰溶液的自身相變過(guò)程，從低溫物質(zhì)中 吸收熱量釋放給高溫物質(zhì)，來(lái)完成熱量的轉(zhuǎn)換過(guò)程，利用地下水、江河湖海水、原生污水源、 工業(yè)廢水、中水進(jìn)行換熱，需要利用污水源換熱器來(lái)進(jìn)行熱交換，從暗渠中提取15 18度 的污水、工業(yè)廢水、中水，由管道進(jìn)入污水源換熱器的污水流道提取溫差，回水再由管道回 灌至暗渠的下游；中介水由管道進(jìn)入污水源換熱器的夾層多流道進(jìn)行換熱，來(lái)滿足溴化鋰 吸收式熱泵機(jī)組的正常運(yùn)行，再由管道返回至溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器，來(lái)實(shí)現(xiàn)熱泵機(jī) 組與換熱器之間的熱交換。如圖所示，首先來(lái)自污水源換熱器的中介水通過(guò)2號(hào)泵(中介水循環(huán)泵)由第三管 道3進(jìn)入溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器腔體后由第四管道4或第八管道8返出來(lái)，達(dá)到低溫 汽體的蒸發(fā)后進(jìn)入到冷凝器中，經(jīng)過(guò)蒸汽鍋爐蒸汽由第十一管道11進(jìn)入溴化鋰吸收或熱 泵的冷凝腔體的管壁中，使溴化鋰溶液中的水分再次蒸發(fā)變成高溫汽體后，由第十二管道 12進(jìn)入到汽水混合器中，混合后的水通過(guò)6號(hào)泵(系統(tǒng)混水循環(huán)泵)由第十三管道13送至 采暖系統(tǒng)末端的散熱器中供熱；冷凝器中的高溫氣體能量通過(guò)1號(hào)泵(系統(tǒng)回水循環(huán)泵)的末端回水第一管道1至溴化鋰吸收式熱泵的冷凝器中來(lái)吸收高溫能量，由第二管道2可直 接進(jìn)入到汽水混合器中，也可進(jìn)入鍋爐的進(jìn)水口進(jìn)行二次加熱，通過(guò)溴化鋰吸收式熱泵換 熱后系統(tǒng)回水溫度提高了，對(duì)鍋爐和末端供熱起到了節(jié)約能源的作用(蒸汽鍋爐的供熱能 效比為1 :1，而采用吸收式熱泵供熱能效比則達(dá)到1 :1. 8 2)。蒸汽進(jìn)入吸收式熱泵后余下的乏汽還可以進(jìn)行二次熱能轉(zhuǎn)換，此時(shí)通過(guò)第十一管 道11進(jìn)入吸收式熱泵，再通過(guò)第十二管道12進(jìn)入汽水混合器，來(lái)完成熱能轉(zhuǎn)換。利用地下水、江河湖海水時(shí)，由此5號(hào)泵(地源熱泵)、第七管道7、2號(hào)泵(中介水循 環(huán)泵)、第三管道3進(jìn)入溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器，再由第八管道8回水至地下，此時(shí)A閥、 B閥關(guān)閉，如果使用土壤源時(shí)，F(xiàn)閥、E閥關(guān)閉，由4號(hào)泵(土壤源循環(huán)泵)、第七管道7、2號(hào)泵 (中介水循環(huán)泵)、第三管道3進(jìn)入溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器，由第八管道8及第十管道10 返回進(jìn)入土壤源循環(huán)換熱，再經(jīng)第九管道9及4號(hào)泵(土壤源循環(huán)泵)進(jìn)入第七管道7、2號(hào) 泵(中介水循環(huán)泵)、第三管道3進(jìn)入溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器。如果使用原生污水源、工業(yè)廢水、中水進(jìn)行換熱，需要利用污水源換熱器來(lái)進(jìn)行熱 交換，從暗渠中提取15-18度的污水、工業(yè)廢水、中水，由第五管道5進(jìn)入污水源換熱器的污 水流道提取溫差，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進(jìn)入污水源 換熱器的夾層寬流道進(jìn)行換熱，來(lái)滿足溴化鋰吸收式熱泵的正常運(yùn)行，再由第三管道3返 回至溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器，此是C閥、D閥關(guān)閉，封閉式循環(huán)，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)組與換熱器之 間的熱交換。
權(quán)利要求1.一種城市供暖系統(tǒng)，包括有蒸汽鍋爐和溴化鋰吸收式熱泵，其特征在于所述蒸汽鍋 爐與溴化鋰吸收式熱泵之間通過(guò)管道構(gòu)成了配套組合供暖結(jié)構(gòu)，其中蒸汽鍋爐的進(jìn)水口 通過(guò)第二管道(2)與溴化鋰吸收式熱泵中的冷凝器的出水口相連接，蒸汽鍋爐的水蒸氣出 口通過(guò)第十一管道(11)與溴化鋰吸收式熱泵中的進(jìn)氣口相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的乏 汽出口通過(guò)第十一管道(11)與汽水換熱器中的乏汽進(jìn)口相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的冷 凝器的出水口還通過(guò)第二管道(2)與汽水換熱器中的溫水進(jìn)口相連接，汽水換熱器中的混 合水出口通過(guò)系統(tǒng)混水循環(huán)泵及第十三管道(13)與采暖系統(tǒng)末端的散熱器進(jìn)水管相連接， 采暖系統(tǒng)末端的散熱器出水管通過(guò)系統(tǒng)回水循環(huán)泵及第一管道(1)與溴化鋰吸收式熱泵中 的冷凝器的進(jìn)水口相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市供暖系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器 熱量供給為地源熱泵時(shí)，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的進(jìn)水口通過(guò)第三管道(3)及第七 管道(7)與地源熱泵相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的出水口通過(guò)第四管道(4)及 第八管道(8)與地源熱井相連接，或溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的出水口通過(guò)第四管道 (4)、第八管道(8)、第十管道(10)、第九管道(9)和土壤源循環(huán)泵與第七管道(7)相通，再通 過(guò)第七管道(7)及第三管道(3)與溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的進(jìn)水口相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市供暖系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器熱 量供給為原生污水、工業(yè)廢水、中水時(shí)，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的進(jìn)水口通過(guò)第三管 道(3)、中介水循環(huán)泵與污水源換熱器中的中介水出口相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā) 器的出水口通過(guò)第四管道(4)與污水源換熱器中的中介水進(jìn)口相連接，污水源換熱器中的 污水進(jìn)口通過(guò)污水源提升泵、第五管道(5)與污水渠相連接，污水源換熱器中的污水出口通 過(guò)第六管道(6)與污水渠相連接。
專利摘要一種城市供暖系統(tǒng)，包括有蒸汽鍋爐，其特點(diǎn)是蒸汽鍋爐與溴化鋰吸收式熱泵之間通過(guò)管道構(gòu)成了配套組合供暖結(jié)構(gòu)，其中蒸汽鍋爐把進(jìn)水經(jīng)過(guò)加熱至150度～180度的水蒸汽后，通過(guò)管道進(jìn)入溴化鋰吸收式熱泵，溴化鋰吸收式熱泵經(jīng)過(guò)做功后，產(chǎn)生的90度～100度的乏汽通過(guò)管道進(jìn)入到汽水換熱器中進(jìn)行熱交換后，送出溫度至少在65度的混合熱水至采暖系統(tǒng)末端的散熱器中供熱，在采暖系統(tǒng)末端的散熱器中散發(fā)熱量后的40度～50度的混合熱水再通過(guò)管道回到蒸汽鍋爐。本實(shí)用新型通過(guò)用蒸汽代替動(dòng)力源吸收各種再生水源的溫差產(chǎn)生的高溫供熱，可以達(dá)到節(jié)約燃煤、降低二氧化碳排放的節(jié)能減排效果。
文檔編號(hào)F24D3/18GK201926005SQ20102058440
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月30日
發(fā)明者楊鐵君 申請(qǐng)人:楊鐵君