專利名稱：一種符合低碳能源政策的城市供暖系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明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)，是對現(xiàn)在城市集中供暖制冷系統(tǒng)的改進。
背景技術：
低碳經濟是一種正在興起的經濟形態(tài)和發(fā)展模式，包含有低碳產業(yè)、低碳能源技術、低碳城市和低碳生活等一系列新內容。現(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、地熱、 核能、熱泵、太陽能等。前五種屬于集中熱源，后兩種及燃氣爐、燃油爐等屬于獨立熱源。在集中熱源受到限制的區(qū)域，獨立熱源便顯示出自身的優(yōu)勢，比如地源熱泵系統(tǒng)優(yōu)勢更加明
Mo例如沈陽市每年有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，沈陽供熱建筑面積已達1. 96億平方米，每年需消耗實物煤約660萬噸。這種供暖方式對煤炭資源的依賴性強，也對環(huán)境造成嚴重的污染。地源熱泵是利用淺層地能進行供熱制冷的新型能源利用技術。沈陽地區(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，地源熱泵機組通過壓縮機和熱交換器從地下水中吸收熱量，制熱時出水溫度最高可達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。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。但是地源熱泵技術的供熱能力有限，只能在個別的住宅小區(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，經過污水源換熱器進行熱交換，以此來滿足溴化鋰吸收式熱泵的正常運行，溴化鋰吸收式熱泵產生60度 80度的熱源水可直接供熱制冷。必將對我國提倡發(fā)展低碳能源經濟和減少碳的排放量做出一定的貢獻。據本申請人檢索，目前尚未發(fā)現(xiàn)國內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)明內容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)在技術存在的上述不足，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，通過用蒸汽代替動力源吸收各種再生水源的溫差產生60度 80度的高溫供熱，可以達到節(jié)約燃煤0. 035噸/m2，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27. 20元/m2的節(jié)能減排的效果。本發(fā)明給出的技術解決方案是這種符合低碳能源政策的城市供暖系統(tǒng)，包括有蒸汽鍋爐，其特點是所述蒸汽鍋爐與溴化鋰吸收式熱泵之間通過管道構成了配套組合供暖結構，其中蒸汽鍋爐把進水經過加熱至150度 180度的水蒸汽后，通過管道進入溴化鋰吸收式熱泵，溴化鋰吸收式熱泵經過做功后，產生的90度 100度的乏汽通過管道進入到汽水換熱器中進行熱交換后，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管道回到蒸汽鍋爐。為更好的實現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述蒸汽鍋爐與溴化鋰吸收式熱泵之間通過管道構成的配套組合供暖結構為蒸汽鍋爐的進水口通過管道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管道11與溴化鋰吸收式熱泵中的進氣口相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的乏汽出口通過管道11與汽水換熱器中的乏汽進口相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的冷凝器的出水口還通過管道2與汽水換熱器中的溫水進口相連接，汽水換熱器中的混合水出口通過系統(tǒng)混水循環(huán)泵及管道13與采暖系統(tǒng)末端的散熱器進水管相連接，采暖系統(tǒng)末端的散熱器出水管通過系統(tǒng)回水循環(huán)泵及管道1與溴化鋰吸收式熱泵中的冷凝器的進水口相連接。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力來源則是采用蒸汽源。為更好的實現(xiàn)本發(fā)明的目的，降低二氧化碳的排放量，當溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器熱量供給為地源熱泵時，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的進水口通過管道3及管道7 與地源熱泵相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的出水口通過管道4及管道8與地源熱井相連接，或溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的出水口通過管道4、管道8、管道10、管道9和土壤源循環(huán)泵與管道7相通，再通過管道7及管道3與溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的進水口相連接。為更好的實現(xiàn)本發(fā)明的目的，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增設污水源換熱器來進行熱交換，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的中介水進入污水源換熱器的夾層寬流道進行換熱，再返回至地源熱泵的蒸發(fā)器，來滿足地源熱泵的正常運行。當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，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的進水口通過管道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)器的出水口通過管道4與污水源換熱器中的中介水進口相連接，污水源換熱器中的污水進口通過污水源提升泵、管道5與污水渠相連接，污水源換熱器中的污水出口通過管道6與污水渠相連接。與現(xiàn)在技術相比，本發(fā)明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/m2，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27. 20元/m2的節(jié)能減排的效果。


附圖是本發(fā)明的城市供暖系統(tǒng)設備連接示意圖。圖中標記1 13為管道，A F為閥門，1號泵為系統(tǒng)回水循環(huán)泵，2號泵為中介水循環(huán)泵，3號泵為污水源提升泵，4號泵為土壤源循環(huán)泵，5號泵為地源熱泵，6號泵為系統(tǒng)混水循環(huán)泵。
具體實施例方式下面結合實施例對本發(fā)明的具體技術方案做進一步說明現(xiàn)就供暖面積500萬平方米的供熱中心，蒸汽鍋爐采用五臺35噸(每小時燃煤8 噸)鍋爐+溴化鋰吸收式熱泵制熱量為4萬KW的機組8臺每天用煤(20小時)800噸， 每噸煤按600元計算，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，余下來的乏汽80度 100度經過汽水交換器換熱后，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500萬平方米的燃煤鍋爐供暖中心用電負荷為6000KW/h，設備運轉一天用電6000KW/hXMh = 144000KW/ 天，每度電價按 0. 85 元 /KW，一天用電 144000KW/ 天X0. 85元/KW= 12M00元/天，如果用做動力源的轉動設備采用蒸汽拖動溴化鋰吸收式熱泵機組的蒸汽為動力源用電為5000KW，可節(jié)約用電20400元/天，其它配套設備做功損耗10%，實際節(jié)能(150天供暖節(jié)電)20400元/天X 150天=3060000元。附圖為本發(fā)明的城市供暖系統(tǒng)設備連接示意圖，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組構成的配套組合供暖，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倉、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。蒸汽鍋爐把進水經過加熱至150度 180度的水蒸汽后，再經管道進入溴化鋰吸收式熱泵機組，機組經過做功后，蒸汽下來的80度 90度乏汽，經管道進入到汽水換熱器中進行熱交換后送出溫度至少在65度的混合熱水，經熱水泵及管道送至采暖系統(tǒng)末端的散熱器中供熱?？梢怨?jié)約燃煤0. 035噸/m2，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程，從低溫物質中吸收熱量釋放給高溫物質，來完成熱量的轉換過程，利用地下水、江河湖海水、原生污水源、 工業(yè)廢水、中水進行換熱，需要利用污水源換熱器來進行熱交換，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；中介水由管道進入污水源換熱器的夾層多流道進行換熱，來滿足溴化鋰吸收式熱泵機組的正常運行，再由管道返回至溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器，來實現(xiàn)熱泵機組與換熱器之間的熱交換。如圖所示，首先來自污水源換熱器的中介水通過2號泵(中介水循環(huán)泵)由管道3 進入溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器腔體后由管道4或管道8返出來，達到低溫汽體的蒸發(fā)后進入到冷凝器中，經過蒸汽鍋爐蒸汽由管道11進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，由管道12進入到汽水混合器中，混合后的水通過6號泵(系統(tǒng)混水循環(huán)泵)由管道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1號泵(系統(tǒng)回水循環(huán)泵)的末端回水管道1至溴化鋰吸收式
5熱泵的冷凝器中來吸收高溫能量，由管道2可直接進入到汽水混合器中，也可進入鍋爐的進水口進行二次加熱，通過溴化鋰吸收式熱泵換熱后系統(tǒng)回水溫度提高了，對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到1 1. 8 2)。蒸汽進入吸收式熱泵后余下的乏汽還可以進行二次熱能轉換，此時通過管道11 進入吸收式熱泵，再通過管道12進入汽水混合器，來完成熱能轉換。利用地下水、江河湖海水時，由此5號泵(地源熱泵)、管道7、2號泵(中介水循環(huán)泵)、管道3進入溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器，再由管道8回水至地下，此時A閥、B閥關閉， 如果使用土壤源時，F(xiàn)閥、E閥關閉，由4號泵(土壤源循環(huán)泵)、管道7、2號泵(中介水循環(huán)泵)、管道3進入溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器，由管道8及管道10返回進入土壤源循環(huán)換熱，再經管道9及4號泵(土壤源循環(huán)泵)進入管道7、2號泵(中介水循環(huán)泵)、管道3進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、中水進行換熱，需要利用污水源換熱器來進行熱交換，從暗渠中提取15-18度的污水、工業(yè)廢水、中水，由管道5進入污水源換熱器的污水流道提取溫差，回水再由管道6回灌至暗渠的下游；中介水由管道4進入污水源換熱器的夾層寬流道進行換熱，來滿足溴化鋰吸收式熱泵的正常運行，再由管道3返回至溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器，此是C閥、D閥關閉，封閉式循環(huán)，來實現(xiàn)機組與換熱器之間的熱交換。
權利要求
1.一種符合低碳能源政策的城市供暖系統(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管道構成了配套組合供暖結構，其中蒸汽鍋爐把進水經過加熱至150度 180度的水蒸汽后，通過管道進入溴化鋰吸收式熱泵， 溴化鋰吸收式熱泵經過做功后，產生的90度 100度的乏汽通過管道進入到汽水換熱器中進行熱交換后，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管道回到蒸汽鍋爐。
2.根據權利要求1所述的符合低碳能源政策的城市供暖系統(tǒng)，其特征在于所述蒸汽鍋爐與溴化鋰吸收式熱泵之間通過管道構成的配套組合供暖結構為蒸汽鍋爐的進水口通過管道( 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管道(11)與溴化鋰吸收式熱泵中的進氣口相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的乏汽出口通過管道(11)與汽水換熱器中的乏汽進口相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的冷凝器的出水口還通過管道( 與汽水換熱器中的溫水進口相連接，汽水換熱器中的混合水出口通過系統(tǒng)混水循環(huán)泵及管道(1 與采暖系統(tǒng)末端的散熱器進水管相連接，采暖系統(tǒng)末端的散熱器出水管通過系統(tǒng)回水循環(huán)泵及管道1與溴化鋰吸收式熱泵中的冷凝器的進水口相連接。
3.根據權利要求2所述的符合低碳能源政策的城市供暖系統(tǒng)，其特征在于當溴化鋰吸收式熱泵的蒸發(fā)器熱量供給為地源熱泵時，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的進水口通過管道(3)及管道(7)與地源熱泵相連接，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的出水口通過管道及管道(8)與地源熱井相連接，或溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的出水口通過管道、管道(8)、管道(10)、管道(9)和土壤源循環(huán)泵與管道(7)相通，再通過管道(7)及管道(3) 與溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的進水口相連接。
4.根據權利要求2所述的符合低碳能源政策的城市供暖系統(tǒng)，其特征在于當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，溴化鋰吸收式熱泵中的蒸發(fā)器的進水口通過管道(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)器的出水口通過管道(4)與污水源換熱器中的中介水進口相連接，污水源換熱器中的污水進口通過污水源提升泵、管道( 與污水渠相連接，污水源換熱器中的污水出口通過管道(6)與污水渠相連接。
全文摘要
一種符合低碳能源政策的城市供暖系統(tǒng)，包括有蒸汽鍋爐，其特點是蒸汽鍋爐與溴化鋰吸收式熱泵之間通過管道構成了配套組合供暖結構，其中蒸汽鍋爐把進水經過加熱至150度～180度的水蒸汽后，通過管道進入溴化鋰吸收式熱泵，溴化鋰吸收式熱泵經過做功后，產生的90度～100度的乏汽通過管道進入到汽水換熱器中進行熱交換后，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管道回到蒸汽鍋爐。本發(fā)明通過用蒸汽代替動力源吸收各種再生水源的溫差產生的高溫供熱，可以達到節(jié)約燃煤、降低二氧化碳排放的節(jié)能減排效果。
文檔編號F24D3/18GK102455011SQ20101052568
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月30日 優(yōu)先權日2010年10月30日
發(fā)明者楊鐵君 申請人:楊鐵君