一种基于低温废热的高效供热系统及其新型压缩式换热机组技术方案

本发明专利技术涉及一种基于低温废热的高效供热系统及其新型压缩式换热机组，包括废热源、热源站、一次热网管线系统、二次热网管线系统、三次热网管线系统和热力站，根据热源特征在热源站合理配置防腐型换热器、热泵机组、水‑水换热器和锅炉、根据热用户特征在热力站合理配置新型压缩式换热机组。旨在大幅度降低一次热网回水温度，以大幅度提升工业废热利用效率和增加经济输热距离。本发明专利技术的基于低温废热的高效供热系统可大幅度提升集中热源供热能力，降低化石能源消耗量及其污染物的排放量。

【技术实现步骤摘要】
一种基于低温废热的高效供热系统及其新型压缩式换热机组
本专利技术属于能量高效传递与转换领域，特别地，涉及一种基于低温废热的高效供热系统及用于所述供热系统的新型压缩式换热机组。
技术介绍
随着城市化进程的快速发展，我国北方地区供热能耗逐年俱增，2015年供热总能耗达1.78亿标准煤。供热热源所排放的大气污染物在很大程度上加剧了我国北方地区冬季大气环境污染，同时鉴于中国能源消耗严重的现状，高效利用低温工业废热可有效降低供热系统的化石能源消耗，有助于降尘消霾。目前，我国低温工业废热总量约占社会能耗总量的25％，可挖掘潜力巨大，低温工业余热供热技术是将回收的低温工业余热用于建筑采暖，是实现工业节能与建筑节能高效对接的关键技术之一，也是降低北方地区的供热化石能源消耗的关键技术。然而，采用何种技术及装备以高效回收利用低温工业废热是目前亟待解决的技术难题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于低温废热的高效供热系统，具体技术方案如下：一种基于低温废热的高效供热系统，包括废热源、热源站、一次热网管线系统、热力站和二次热网管线系统，所述热力站包括新型压缩式换热机组或水-水换热机组或热驱动大温差换热机组；所述一次热网管线系统为：一次热网供水干管一端与热源站的一次热网供水出口相连，另一端与热力站的一次热网供水入口相连，一次热网回水干管一端与热源站的一次热网回水入口相连，另一端与热力站的一次热网回水出口相连；所述二次热网管线系统为：二次热网供水干管与热力站的二次热网供水出口相连，二次网回水干管与热力站的二次热网回水入口相连。进一步地，所述热源站包括防腐型换热器，热力站包括新型压缩式换热机组；所述一次热网管线系统为：一次热网供水干管一端与热源站的防腐型换热器的一次热网供水出口相连，另一端与热力站的新型压缩式换热机组的一次热网供水入口相连，一次热网回水干管一端与热源站的防腐型换热器的一次热网回水入口相连，另一端与热力站的新型压缩式换热机组的一次热网回水出口相连；所述二次热网管线系统为：二次热网供水干管与热力站的新型压缩式换热机组的二次热网供水出口相连，二次网回水干管与热力站的新型压缩式换热机组的二次热网回水入口相连。进一步地，所述热源站包括防腐型换热器、水-水换热器和热泵机组，热力站包括新型压缩式换热机组或水-水换热器；所述一次网管线系统为：一次热网供水干管一端与热源站的热泵机组的一次热网供水出口相连，另一端与热力站的新型压缩式换热机组或水-水换热器的一次热网供水入口相连；热源站的水-水换热器的一次热网循环水出口与热泵机组的一次热网循环水入口相连，热泵机组的一次热网循环水进出口之间连接一个带阀门的旁通管；一次热网回水干管一端与热源站的水-水换热器的一次热网回水入口相连，另一端与热力站的新型压缩式换热机组或水-水换热器的一次热网回水出口相连；三次热网回水干管分别与热源站的水-水换热器的三次热网循环水出口、热泵机组的三次热网循环水出口和防腐型换热器的三次热网循环水入口相连；三次热网供水干管分别与热源站的水-水换热器三次热网循环水入口、热泵机组的三次热网循环水入口和防腐型换热器的三次热网循环水出口相连；所述二次热网管线系统为：二次热网供水干管与热力站的新型压缩式换热机组或水-水换热器的二次热网供水出口相连，二次热网的回水干管与热力站的新型压缩式换热机组或水-水换热器的二次热网回水入口相连。进一步地，所述热源站包括防腐型换热器、水-水换热器、热泵机组和锅炉，热力站包括热驱动大温差换热机组；所述一次热网管线系统为：一次热网供水干管一端与热源站的锅炉的一次热网供水出口相连，另一端与热力站的热驱动大温差换热机组的一次热网供水入口相连，热源站的水-水换热器的一次热网循环水出口与热泵机组的一次热网循环水入口相连，热泵机组的一次热网循环水出口与锅炉的一次热网循环水入口相连，另外，热泵机组和锅炉的一次热网循环水进出口分别连接一根带有阀门的旁通管；一次热网回水干管一端与热源站的水-水换热器的一次热网回水入口相连，另一端与热力站的热驱动大温差换热机组的一次热网回水出口相连；三次热网回水干管分别与水-水换热器的三次热网循环水出口、热泵机组的三次热网循环水出口和防腐型换热器的三次热网循环水入口相连，三次热网供水干管分别与水-水换热器的三次热网循环水入口、热泵机组的三次热网循环水入口和防腐型换热器的三次热网循环水出口相连；所述二次热网管线系统为：二次热网供水干管与热力站的热驱动大温差换热机组的二次热网供水出口相连，二次热网回水干管与热力站的热驱动大温差换热机组的二次热网回水入口相连。本专利技术的目的还在于提供一种用于所述供热系统的新型压缩式换热机组，所述新型压缩式换热机组有以下几种形式。所述新型压缩式换热机组包括高效压缩式热泵和水-水换热器；所述高效压缩式热泵为压缩-喷射复合热泵，包括压缩机、蒸发器、冷凝器、喷射器、再冷器、第一节流阀、第二节流阀、连接管线系统及阀门，其中连接管线系统包括一次热网管线系统、二次热网管线系统和工质管线系统；蒸发器的工质出口与压缩机的工质入口相连，压缩机的工质出口与喷射器的工作流体入口相连，喷射器的出口与冷凝器的工质入口相连，冷凝器的工质出口分别与第一节流阀和再冷器的高压工质入口相连，再冷器的高压工质出口与第二节流阀相连，第二节流阀的出口与蒸发器的工质入口相连；第一节流阀与再冷器的低压工质入口相连，再冷器的低压工质出口与喷射器的引射流体入口相连；一次热网管线系统为：一次热网供水入口与新型压缩式换热机组的水-水换热器的一次热网循环水入口相连，新型压缩式换热机组的水-水换热器的一次热网循环水出口与蒸发器的一次热网循环水入口相连，蒸发器的一次热网循环水出口与一次热网回水出口相连；二次热网管线系统为：二次热网回水入口分别与新型压缩式换热机组的水-水换热器的二次热网循环水入口和冷凝器的二次热网循环水入口相连，二次热网供水出口分别与新型压缩式换热机组的水-水换热器的二次热网循环水出口和冷凝器的二次热网循环水出口相连；工质管线系统为：冷凝器的出口工质分为两路，一路经再冷器的高压工质入口进入再冷器，放热降温后从再冷器的高压工质出口流出，经第二节流阀节流后进入蒸发器；另一路经第一节流阀节流后经再冷器的低压工质入口进入再冷器，吸热升温后从再冷器的低压工质出口流出，作为喷射器的引射流体被来自压缩机的工作流体引射至喷射器，两路工质在喷射器内混合、减速增压后流出，一起进入冷凝器。所述新型压缩式换热机组包括高效压缩式热泵和水-水换热器；所述高效压缩式热泵为压缩-喷射复合热泵，包括压缩机、冷凝器、喷射器、蒸发器、气液分离器、第一节流阀、连接管线系统及阀门，其中连接管线系统包括一次热网管线系统、二次热网管线系统和工质管线系统；压缩机的出口与冷凝器的工质入口相连，冷凝器的工质出口与喷射器的工作流体入口相连，喷射器的出口与气液分离器相连，气液分离器中气态工质出口与压缩机的入口相连、液态工质出口与第一节流阀相连，第一节流阀与蒸发器的工质入口相连，蒸发器的工质出口与喷射器的引射流体入口相连；一次网管线系统为：一次热网供水入口与新型压缩式换热机组的水-水换热器的一次热网循环水入口相连，水-水换热器的一次热网循环水出口与蒸发器的一次热网循环水入口相连，蒸发器的一次热网本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于低温废热的高效供热系统，包括废热源、热源站、一次热网管线系统、热力站和二次热网管线系统，其特征在于，所述热力站包括新型压缩式换热机组或水‑水换热机组或热驱动大温差换热机组；所述一次热网管线系统为：一次热网供水干管一端与热源站的一次热网供水出口相连，另一端与热力站的一次热网供水入口相连，一次热网回水干管一端与热源站的一次热网回水入口相连，另一端与热力站的一次热网回水出口相连；所述二次热网管线系统连接方式为：二次热网供水干管与热力站的二次热网供水出口相连，二次热网回水干管与热力站的二次热网回水入口相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于低温废热的高效供热系统，包括废热源、热源站、一次热网管线系统、热力站和二次热网管线系统，其特征在于，所述热力站包括新型压缩式换热机组或水-水换热机组或热驱动大温差换热机组；所述一次热网管线系统为：一次热网供水干管一端与热源站的一次热网供水出口相连，另一端与热力站的一次热网供水入口相连，一次热网回水干管一端与热源站的一次热网回水入口相连，另一端与热力站的一次热网回水出口相连；所述二次热网管线系统连接方式为：二次热网供水干管与热力站的二次热网供水出口相连，二次热网回水干管与热力站的二次热网回水入口相连。2.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述热源站包括防腐型换热器，热力站包括新型压缩式换热机组；所述一次热网管线系统为：一次热网供水干管一端与热源站的防腐型换热器的一次热网供水出口相连，另一端与热力站的新型压缩式换热机组的一次热网供水入口相连，一次热网回水干管一端与热源站的防腐型换热器的一次热网回水入口相连，另一端与热力站的新型压缩式换热机组的一次热网回水出口相连；所述二次热网管线系统连接方式为：二次热网供水干管与热力站的新型压缩式换热机组的二次热网供水出口相连，二次热网回水干管与热力站的新型压缩式换热机组的二次热网回水入口相连。3.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述热源站包括防腐型换热器、水-水换热器和热泵机组，热力站包括新型压缩式换热机组或水-水换热器；所述一次热网管线系统为：一次热网供水干管一端与热源站的热泵机组的一次热网供水出口相连，另一端与热力站的新型压缩式换热机组或水-水换热器的一次热网供水入口相连；热源站的水-水换热器的一次热网循环水出口与热泵机组的一次热网循环水入口相连，热泵机组的一次热网循环水进出口之间连接一个带阀门的旁通管；一次热网回水干管一端与热源站的水-水换热器的一次热网回水入口相连，另一端与热力站的新型压缩式换热机组或水-水换热器的一次热网回水出口相连；三次热网回水干管分别与热源站的水-水换热器的三次热网循环水出口、热泵机组的三次热网循环水出口和防腐型换热器的三次热网循环水入口相连；三次热网供水干管分别与热源站的水-水换热器三次热网循环水入口、热泵机组的三次热网循环水入口和防腐型换热器的三次热网循环水出口相连；所述二次热网管线系统为：二次热网供水干管与热力站的新型压缩式换热机组或水-水换热器的二次热网供水出口相连，二次热网的回水干管与热力站的新型压缩式换热机组或水-水换热器的二次热网回水入口相连。4.根据权利要求1所述的供热系统，其特征在于，所述热源站包括防腐型换热器、水-水换热器、热泵机组和锅炉，热力站包括热驱动大温差换热机组；所述一次热网管线系统连接方式为：一次热网供水干管一端与热源站的锅炉的一次热网供水出口相连，另一端与热力站的热驱动大温差换热机组的一次热网供水入口相连，热源站的水-水换热器的一次热网循环水出口与热泵机组的一次热网循环水入口相连，热泵机组的一次热网循环水出口与锅炉的一次热网循环水入口相连，另外，热泵机组和锅炉的一次热网循环水进出口分别连接一根带有阀门的旁通管；一次热网回水干管一端与热源站的水-水换热器的一次热网回水入口相连，另一端与热力站的热驱动大温差换热机组的一次热网回水出口相连，三次热网回水干管分别与水-水换热器的三次热网循环水出口、热泵机组的三次热网循环水出口和防腐型换热器的三次热网循环水入口相连，三次热网供水干管分别与水-水换热器的三次热网循环水入口、热泵机组的三次热网循环水入口和防腐型换热器的三次热网循环水出口相连；所述二次热网管线系统连接方式为：二次热网供水干管与热力站的热驱动大温差换热机组的二次热网供水出口相连，二次热网回水干管与热力站的热驱动大温差换热机组的二次热网回水入口相连。5.一种用于权利要求1-3任一项所述供热系统的新型压缩式换热机组，其特征在于，所述新型压缩式换热机组包括高效压缩式热泵和水-水换热器；所述高效压缩式热泵为压缩-喷射复合热泵，包括压缩机、蒸发器、冷凝器、喷射器、再冷器、第一节流阀、第二节流阀、连接管线系统及阀门，其中连接管线系统包括一次热网管线系统、二次热网管线系统和工质管线系统；蒸发器的工质出口与压缩机的工质入口相连，压缩机的工质出口与喷射器的工作流体入口相连，喷射器的出口与冷凝器的工质入口相连，冷凝器的工质出口分别与第一节流阀和再冷器的高压工质入口相连，再冷器的高压工质出口与第二节流阀相连，第二节流阀的出口与蒸发器的工质入口相连；第一节流阀与再冷器的低压工质入口相连，再冷器的低压工质出口与喷射器的引射流体入口相连；一次热网管线系统为：一次热网供水入口与压缩式换热机组的水-水换热器的一次热网循环水入口相连，压缩式换热机组的水-水换热器的一次热网循环水出口与蒸发器的一次热网循环水入口相连，蒸发器的一次热网循环水出口与一次热网回水出口相连；二次热网管线系统为：二次热网回水入口分别与压缩式换热机组的水-水换热器的二次热网循环水入口和冷凝器的二次热网循环水入口相连，二次热网供水出口分别与压缩式换热机组的水-水换热器的二次热网循环水出口和冷凝器的二次热网循环水出口相连；工质管线系统为：冷凝器的出口工质分为两路，一路经再冷器的高压工质入口进入再冷器，放热降温后从再冷器的高压工质出口流出，经第二节流阀节流后进入蒸发器，在蒸发器中吸热升温后变为低压气态工质，然后进入压缩机中增压；另一路经第一节流阀节流后经再冷器的低压工质入口进入再冷器，吸热升温后从再冷器的低压工质出口流出，作为喷射器的引射流体被来自压缩机的工作流体引射至喷射器，两路工质在喷射器内混合、减速增压后流出，一起进入冷凝器。6.一种用于权利要求1-3任一项所述供热系统的新型压缩式换热机组，其特征在于，所述新型压缩式换热机组包括高效压缩式热泵和水-水换热器；所述高效压缩式热泵为压缩-喷射复合热泵，包括压缩机、冷凝器、喷射器、蒸发器、气液分离器、第一节流阀、连接管线系统及阀门，其中连接管线系统包括一次热网管线系统、二次热网管线系统和工质管线系统；压缩机的出口与冷凝器的工质入口相连，冷凝器的工质出口与喷射器的工作流体入口相连，喷射器的出口与气液分离器相连，气液分离器中气态工质出口与压缩机的入口相连、液态工质出口与第一节流阀相连，第一节流阀与蒸发器的工质入口相连，蒸发器的工质出口与喷射器的引射流体入口相连；一次热网管线系统为：一次热网供水入口与新型压缩式换热机组的水-水换热器的一次热网循环水入口相连，新型压缩式换热机组的水-水换热器的一次热网循环水出口与蒸发器的一次热网循环水入口相连，蒸发器的一次热网循环水出口与一次热网回水出口相连；二次热网管线系统为：二次热网回水入口分别与新型压缩式换热机组的水-水换热器的二次热网循环水入口和冷凝器的二次热网循环水入口相连，二次热网供水出口分别与新型压缩式换热机组的水-水换热器的二次热网循环水出口和冷凝器的二次热网循环水出口相连；工质管线系统为：气液分离器的气态工质进入压缩机，工质在压缩机中增压后进入冷凝器，在冷凝器中放热降温后作为工作流体进入喷射器，然后进入气液分离器，气液分离器中的液态工质经第一节流阀节流后进入蒸发器，在蒸发器中吸热升温后作为引射流体被来自冷凝器的工作流体引射至喷射器，两路工质在喷射器内混合、减速增压后流出，一起进入气液分离器。7.一种用于权利要求1-3任一项所述供热系统的新型压缩式换...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙方田，杨昊原，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京,11