宽带区域加热和冷却系统技术方案

描述了一种允许在不同温度水平下将热能供应给消费装置(宽带区域加热和冷却)的方法和系统，其中每当需要时，每个消费装置被提供其所希望的温度。本发明专利技术描述了用来向消费装置供应热能或者冷却能量的方法和系统，包括：一组三个或更多个管道，其用来运送传热流体，每个管道运送三种或更多种不同温度或温度范围之一的流体；沿着管道长度分布的多个加热和/或冷却消费器具，每个消费器具联结到多个成对管道之一，以使得：消费器具在高温侧联结到一对管道之一，以接收流体并提取热能，并且在较低温侧连接到成对管道中的另一管道，以将流体排放到管道中的另一管道内；或者消费器具在低温侧联结到一对管道之一，以接收流体用于冷却，并且在较高温侧连接到管道中的另一管道以将流体排放到管道中的另一管道内；多个热或冷发生器，每对管道连接到发生器中的至少一个，以将成对管道中较低温管道中的流体温度升高到成对管道中较高温管道中的温度；或者，将成对管道中较高温管道中的流体温度降低到成对管道中较低温管道的较低温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供一种利用传递介质来向消费装置供应热能和/或冷却能量的系统和方法，其具有多个加热能量源和/或冷却能量源。这些能量源的输出管线是在不同温度水平下对区域加热和冷却系统进行输入。
技术介绍
常规的区域加热系统具有流出和流入管道，并且加热能量或冷却能量的消费装置从供应管线取得加热或冷却流体并且经由返回管线使之返回到该能量源。通常，热/冷的消费装置以并联配置连接于供应管线与返回管线之间。当消费装置需要热/冷时，打开阀，由此从供应管线取得传递流体并且将传递流体喷射到返回管线内。然而，如果需要在不同温度水平下的热/冷，消费装置的串联也是可能的。可选地，消费装置中任一个所不需要的加热能量或冷却能量可以储存在热能储存器中。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种用来向消费装置供应加热能量和/或冷却能量的替代的系统和方法。本专利技术的实施例提供一种允许向消费装置供应不同温度水平的热能(宽带区域加热和冷却)的方法和系统，由此，在需要时，每个消费装置能被提供其所希望的温度。根据本专利技术的实施例，提供一种用来向消费装置供应加热能量或冷却能量的方法或系统，包括：一组三个或更多个管道，其用来运送传热流体，每个管道运送在三种或更多种不同温度或温度范围中的一个之下的流体；沿着管道长度分布的多个加热和/或冷却消费器具，每个消费器具联结到多个成对管道之一，以使得：消费器具在高温侧联结到一对管道之一，以接收流体并且提取加热能量，并且在较低温侧联结到管道中的另一管道，以将流体排放到所述另一管道内；或者，消费器具在低温侧联结到一对管道之一，以接收流体用于冷却，并且在较高温侧连接到管道中的另一管道以将流体排放到所述另一管道内；多个热或冷发生器，每对管道连接到发生器中的至少一个，从而：将成对的较低温管道中的流体温度升高到成对管道中的较高温管道中的温度；或者，将成对的较高温管道中的流体温度降低到成对管道中较低温管道中的较低温度。可选地，消费器具和发生器可以是一种物理装置，其中，在特定时段期间，该装置充当消费器具，而在另一时段期间，该装置充当热和/或冷发生器。每对管道可以与热能储存器端接和/或在沿着管道的任何中间位置连接到热能储存器。替代地，任何或所有管路可以成环路。所有管道可以在相同压力或者在它们之间可以存在较小压差，这种较小压差不足以使流体持续地循环通过该系统。热能储存器和/或能量发生器可以位于沿着管道的任何位置，特别地以将传递流体的温度维持在其规定温度或者在其规定的温度范围或者维持在不同管道之间的液压平衡。处于第一温度或温度范围的能量消费器具并联成组，而第二温度或温度范围的能量消费器具在某些情形下可以与处于第一温度或温度范围的能量消费器具串联。每一个管道可以允许双向流动。在根据本专利技术的系统的实施例中所使用的控制器和/或阀和/或泵优选地被布置和配置成允许每一个管道支持双向流动。在本专利技术的实施例中，不需要专用的返回管线，每个管道可以并且的确充当流入或流出管线，充当供应或返回管道。本专利技术的分布式系统和方法可以描述为闭合系统和方法。在常规系统中，每个温度需要两个管道(供应和返回)。而对于三个温度水平，需要六个管道。本专利技术的实施例需要仅三个管道。对于四种温度，常规系统将需要八个管道，而本专利技术将仅需要四个。因此，本专利技术在材料使用方面是高效的并降低了安装成本。在常规系统中，利用一个或多个循环泵来维持在供应管线与返回管线之间的压差。通过打开阀并且移除热能传递流体而从供应管线提取热/冷。在供应管路与返回管路之间的压差激发在供应管线与返回管线之间的流率。在本专利技术的实施例中，在管道之间有可能没有压差或者这种较小的差异不足以维持通过供应管路和返回管路的连续循环流动。每个热/冷的消费装置或发生器优选地具有其专用循环泵。当由消费装置或发生器使用或产生能量时，启动特定循环泵。本专利技术的实施例在特定情形下允许在管道之间的压差，但是连接到管道的所有装置必须额定为所用压力。在另一方面，本专利技术提供一种用于操作本专利技术的实施例中任何实施例的系统或方法的热或冷分布及发生控制器。这种控制器可以从温度和/或流量控制器接收输入，并且可以具有输出以控制加热能源或冷却能源和泵和阀中的任一个。热能储存器可以在管道中两个之间与多个消费装置并联。连接到两个管道的每个热能储存装置将以适合于其所附连的管道的温度来储存加热或冷却能量，即，热能储存器将处于不同的温度水平。提供热能储存器，并且其被配置成以给定温度水平储存过量热或冷却能量，以及向消费装置供应其中所包含的在给定温度水平下的加热能量或冷却能量含量。此外，热能储存器能辅助维持在系统中管道之间的液压平衡，以例如充当缓冲器。热能储存器可以是下列中的任一个：显热储存系统；热水热储存方案；冷冻水系统；地下热能储存；潜热储存系统，其依靠诸如在盘管系统上的外融冰、在盘管系统上的内融冰之类的相变；制冰机；冰浆系统；冰乙二醇系统；相变材料系统；热化学储存装置；吸着储存装置等或者不同储存系统的组合。根据本专利技术的实施例的方法和系统，由加热能源或冷却能源输出并且消费装置所不需要的热能被输出到与特定温度水平或温度范围的消费装置并联的热储存系统中至少一个，并且储存在所述储存系统中。随着需求的增加，从储存系统移出热能并且供应给消费装置。可选地，过量的热量可以简单地流失到大气，然而，这并非优选的，因为这导致浪费。尽管并未详细描述，本领域技术人员将意识到合适可控制阀和泵可以用来使系统的任何部件连接或断开连接。在附属权利要求中陈述了本专利技术的其它特征，这些权利要求中的每一个权利要求限定本专利技术的实施例。定义供应“加热能量”和供应“冷却能量”将分别被理解为提供或移除热能。“热能储存装置”可能不仅包括用于储存加热能量或冷却能量的装置，而且也可以包括帮助稳定系统中压力的压力缓冲器。“区域加热”(不太通常地被称作远程加热(teleheating))是用于分布热和或冷以用于住宅和/或商业和工业加热和/或冷却要求的任何目的的任何系统。“发生器”，即用于加热或冷却能量的源可以包括锅炉、热泵、深层和浅层地热设备、太阳能板或收集器(即，太阳能加热诸如水的流体，所谓的太阳能热水系统)、热电联供(CHP)系统、冷热电联产(CCHP)、冷冻机、压缩冷却机、吸附/吸收冷却机或热泵、(有机)朗肯循环(ORC)、干或湿冷却塔、使用至少一个环境收集器和热泵的系统、废热或冷系统等。可以例如从焚烧化石燃料或生物质的热电联产设备获得热，可以使用供热专用锅炉站、地热加热、热泵和中央太阳能加热以及核电站。根据本专利技术的实施例，能并且应当选择热源使得它们在它们将递送的温度高效地操作。因此，与常规系统中通常使用的热源相比，本专利技术的实施例具有显著地更多地使用可用热源的优点。附图说明附图是根据本专利技术的一实施例的系统的示意图。每个消费器具或发生器具有分配给它的循环泵并且可以提供有可控制阀。这些并未示出。在附图中，箭头指示传递流体通过热交换器流动的方向。具体实施方式现将关于某些实施例、例如用来向消费装置供应加热能量或冷却能量的系统或方法来示出和描述本专利技术。本专利技术未必限于图示的细节，因为本领域技术人员会认识到，在不偏离本专利技术的精神的情况下并且在权利要求的等效物的范围和范畴内能做出各种修改和结构变化。本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种区域加热和/或冷却系统，包括：一组三个或更多个管道，所述管道用来运送热能传递流体，每个管道运送处于不同温度下的流体；沿着所述管道长度分布的多个消费器具，每个消费器具在较高温侧上联结到具有不同温度的传热流体的至少两个管道中的第一管道，并且在较低温侧上联结到具有不同温度的传热流体的至少两个管道中的第二管道，并且所述第二管道不同于所述第一管道，所述消费器具适于：从所述管道中的第一管道接收流体并提取热能，并且将所述流体排放到所述第二管道内；或者从所述管道中的第二管道接收流体并吸收热能，并且将所述流体排放到所述第一管道内；还包括:多个发热设备，每对管道连接到所述设备中的至少一个，从而：将所述成对管道中的较低温管道中的流体温度升高到所述成对管道中的较高温管道中的流体温度；或者，将所述成对管道中的较高温管道中的流体温度降低到所述成对管道中较低温管道的流体温度，其中所述区域加热和/或冷却系统适于使得在所述管道中任一个中的流体流动是双向的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.22 EP 14165352.71.一种区域加热和/或冷却系统，包括：一组三个或更多个管道，所述管道用来运送热能传递流体，每个管道运送处于不同温度下的流体；沿着所述管道长度分布的多个消费器具，每个消费器具在较高温侧上联结到具有不同温度的传热流体的至少两个管道中的第一管道，并且在较低温侧上联结到具有不同温度的传热流体的至少两个管道中的第二管道，并且所述第二管道不同于所述第一管道，所述消费器具适于：从所述管道中的第一管道接收流体并提取热能，并且将所述流体排放到所述第二管道内；或者从所述管道中的第二管道接收流体并吸收热能，并且将所述流体排放到所述第一管道内；还包括:多个发热设备，每对管道连接到所述设备中的至少一个，从而：将所述成对管道中的较低温管道中的流体温度升高到所述成对管道中的较高温管道中的流体温度；或者，将所述成对管道中的较高温管道中的流体温度降低到所述成对管道中较低温管道的流体温度，其中所述区域加热和/或冷却系统适于使得在所述管道中任一个中的流体流动是双向的。2.根据权利要求1所述的区域加热和/或冷却系统，其特征在于，所述一组三个或更多个管道中的每个管道处于用于运送热能传递流体的相同压力下。3.根据权利要求1或2所述的区域加热和/或冷却系统，其特征在于，在所述管道中任何管道中的流体流动没有专用的返回管道。4.根据权利要求1、2或3所述的区域加热和/或冷却系统，其特征在于，所述多个发热设备是选自下列设备中任何设备的不同设备：锅炉、热泵、深层和浅层地热设备、太阳能板或收集器(即，太阳能加热诸如水的流体，所谓的太阳能热水系统)、热电联供(CHP)系统、冷热电联产(CCHP)、冷冻机、压缩冷却机、吸附/吸收冷却机或热泵、(有机)朗肯循环(ORC)、干或湿冷却塔、使用至少一个环境收集器和热泵的系统、废热或废冷系统、焚烧化石燃料或生物质的热电联产设备、供热专用锅炉站以及核能。5.根据前述权利要求中任一项所述的区域加热和/或冷却系统，其特征在于，多个使用者装置在较高温侧联结到具有处于不同温度的传热流体的至少两个管道中第一管道，以接收所述流体并且提取热能，并且在较低温侧联结到至少两个管道中的第二管道，以将所述流体排放到第二管道，所述第二管道具有不同温度的传热流体并且不同于第一管道，所述多个使用者装置流体地并联。6.根据前述权利要求中任一项所述的区域加热和/或冷却系统，其特征在于，所述管道连接成环路或者具有分支。7.根据前述权利要求中任一项所述的区域加热和/或冷却系统，其特征在于，还包括连接到成对管道的加热能量或者冷却能量储存系统。8.根据权利要求7所述的区域加热和...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·凡豪特，J·凡贝尔，
申请(专利权)人：威拓股份有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时;BE