一种基于空气源热泵提高供热管网供热能力的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于空气源热泵提高供热管网供热能力的系统，该系统由集中供热二次管网，空气源热泵机组，建筑物采暖系统三部分组成。集中供热二次管网的供水管与建筑采暖系统相连，回水管与空气源热泵机组的蒸发器相连进行热交换，为空气源热泵提供热源。空气源热泵与建筑采暖系统通过水‑水换热器进行换热供暖。本实用新型专利技术可以将空气源热泵与传统的供热管网进行联合供热，并且使管网的供、回水温差进一步增大，进一步提高传统供热系统的供热能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于空气源热泵提高供热管网供热能力的系统
本技术涉及集中供热领域，尤其涉及一种基于空气源热泵提高集中供热管网供热能力的系统。
技术介绍
中国城市化进程正在飞速发展，我国总的建筑商品能耗也在飞速上升。建筑能耗的增加，一方面来自于室内环境的改善，建筑服务水平的不断提高；另一方面，是因为城市化进程的不断推进和城镇人口的大幅增加，城市集中供热的规模也逐渐扩大。城镇采暖是我国城镇建筑能耗比例最大的一类建筑能耗，占我国建筑总能耗的25％左右，占城镇建筑能耗的40％左右，这些均使现有的集中供热管网的供热负荷不断增加。集中供热管网已经或即将面临输送能力不足的问题，解决的途径主要有两个：一是重新铺设大规模的热网管路，二是进一步增大供热管网的供热能力，增大管网热水的供回水温差，并采取热扩容技术。而重新铺设供热管网建设周期长，需要破坏城市现有道路和市政设施，势必影响城市交通和正常生活，并且新建供热管网投资巨大，还造成原有管网设施的浪费等。能源危机及环境污染成为当今社会威胁人类生存的重要问题，如何解决这一问题，已成为全人类的课题。在此背景下，以节能和环保为主要特征的热泵技术供暖系统应运而生。它是以花费一部分高质能为代价，从环境中获取能量并能同所花费的高质能一起向用户供热，从而有效利用了低品位的能量。热扩容技术是指将空气源热泵技术与集中供热系统传统模式有效的结合在一起，实现城镇供热系统的热扩容技术。城镇集中供热系统的热扩容技术主要是根据热网的工况和热用户的需要，利用空气源热泵，采用合理的连接方式，对传统热力站系统进行改进，从而提高传统供热系统的供热能力。
技术实现思路
本技术目的在于针对现有技术的不足，提出了一种基于空气源热泵提高供热管网供热能力的系统，较常规的集中供热方式相比，该系统主要是热用户与供热管网一方面通过水-水换热器进行热交换，另一方面利用高温空气源热泵进行制热，从而实现城镇集中供热系统的热扩容技术。二次管网回水作为空气源热泵机组的热源，温度获得进一步降低，从而使得二次管网的供回水温差进一步增大，提高供热管网输送热量的能力。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于空气源热泵提高供热管网供热能力的系统，该系统包括集中供热二次管网，空气源热泵机组和建筑采暖系统三部分；所述集中供热二次管网的供水管和回水管均与建筑采暖系统相连，所述空气源热泵机组中的蒸发器串联在二次管网回水管的管道中进行换热；空气源热泵机组与建筑物采暖系统通过水-水换热器相连。进一步地，集中供热二次管网回水管路与空气源热泵机组中蒸发器的连接管道上安装有水泵，并在二次管网回水管路与蒸发器之间的进出管道上安装有调节阀。进一步地，所述水-水换热器与建筑物采暖系统的连接管道上安装有水泵，并在水-水换热器与建筑物采暖系统之间的进出管道上安装有调节阀。进一步地，集中供热二次管网为枝状热网。进一步地，空气源热泵机组设置在集中供热二次管网的靠近热源端，或设置在集中供热二次管网的中间区段。进一步地，集中供热二次管网为环状热网。进一步地，空气源热泵机组设置在供热管网的任何环段。本技术的有益效果：第一，将二次管网的回水作为空气源热泵机组的低温热源，利用空气源热泵机组回收温度较低的二次管网回水中的热量，并将其用于为建筑采暖系统供热。较常规集中供热方式相比，二次管网回水温度进一步降低，使得二次管网的供回水温差进一步增大；第二，空气源热泵机组和供热二次管网这两部分热量用于为建筑采暖系统供热，产生出满足要求的热水供给热用户，实现联合供热。附图说明图1为本专利技术的系统流程示意图；图2为本专利技术的系统原理图。具体实施方式下面的实施例可以使本转移技术人员更全面的理解本技术，但仅用于实例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好的说明本实施例，附图某些部件会有所省略；对于本领域技术人员来说，附图中某些结构及其说明可能省略是可以理解的。如图1所示，一种基于空气源热泵提高供热管网供热能力的系统，该系统包括集中供热二次管网，空气源热泵机组，建筑物采暖系统三部分组成，空气源热泵机组中的蒸发器串联在二次管网回水管的管道中进行换热，二次管网回水作为空气源热泵的低温热源。空气源热泵进而与建筑采暖系统通过水-水换热器进行换热供暖。具体流程为：二次管网的高温供水流过建筑采暖系统，将热量传递给热用户，随后进入二次管网回水管，随后，二次管网回水管中的水作为低温热源首先进入空气源热泵机组的蒸发器，在蒸发器放热，二次管网回水的温度进一步降低，流出空气源热泵机组的蒸发器后重新进入供热管网二次管网回水管并返回热源加热。二次管网的供回水温差得到进一步增大，提高了供热管网的换热能力。空气源热泵中的工质在蒸发器中获得来自供热二次管网回水的热量，充分利用了供热管网回水的热量，随后工质被压缩后进入空气源热泵机组的冷凝器，将热量传递给建筑供暖系统。该基于空气源热泵提高供热管网供热能力的系统，将供热管网和空气源热泵这两部分的热量用于建筑系统供热，该系统一方面采用绿色环保的空气源热泵技术将其引入传统的供热管网中，另一方面，进一步增大了二次供热管网的供回水温差，提高了供热管网携带热量的能力。对于枝状热网，空气源热泵机组一般设置在供热管网的靠近热源端，也可以设置在供热管网的中间区段，但不宜设置在供热管网最远端；对于环状热网，空气源热泵机组一般设置在供热管网靠近各个热源端，也可以设置在供热管网的任何环段。二次管网供水管路与建筑采暖系统的连接管道上设置有水泵，在二次管网与建筑采暖系统的连接管路进出口处设置有调节阀，以平衡管路循环的阻力损失；二次管网回水管路与空气源热泵机组的连接管道中间设置有水泵，在二次管网回水进出空气源热泵机组的管道之间设置有调节阀，以平衡机组低温水路的阻力损失。实施例：如图2所示，在集中供热管网的二次网靠近热源端设置空气源热泵机组，供热管网为枝状热网，二次管网供水管路通过管道与建筑采暖系统相连；二次网回水管路通过管道与空气源热泵机组的蒸发器相连，以二次网回水作为低温热源；流过空气源热泵机组蒸发器的二次管网回水再次回到供热管网的二次管网回水管中，并返回热源。二次管网供水管路与建筑采暖系统的连接管道上设置有水泵，在二次管网与建筑采暖系统的连接管路进出口处设置有调节阀，以平衡管路循环的阻力损失；二次管网回水管路与空气源热泵机组的连接管道中间设置有水泵，在二次管网回水进出空气源热泵机组的管道之间设置有调节阀，以平衡机组低温水路的阻力损失。具体流程为：先将二次管网高温供水流入建筑采暖系统中用于加热热水进行换热，将热量提供给热用户后进入二次管网回水管路中，随后二次管网回水进入空气源热泵机组的蒸发器中作为低温热源，将热量传递至空气源热泵机组中，二次管网回水温度进一步降低，随后再次进入二次管网回水管路中并返回热源。空气源热泵机组的循环为常规热泵循环，工质在蒸发器中得到二次管网回水的温度，被压缩后进入冷凝器中，将热量通过水-水换热器传递本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于空气源热泵提高供热管网供热能力的系统，其特征在于，该系统包括集中供热二次管网，空气源热泵机组和建筑采暖系统三部分；/n所述集中供热二次管网的供水管和回水管均与建筑采暖系统相连，所述空气源热泵机组中的蒸发器串联在二次管网回水管的管道中；空气源热泵机组与建筑物采暖系统通过水-水换热器相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于空气源热泵提高供热管网供热能力的系统，其特征在于，该系统包括集中供热二次管网，空气源热泵机组和建筑采暖系统三部分；
所述集中供热二次管网的供水管和回水管均与建筑采暖系统相连，所述空气源热泵机组中的蒸发器串联在二次管网回水管的管道中；空气源热泵机组与建筑物采暖系统通过水-水换热器相连。


2.根据权利要求1所述的一种基于空气源热泵提高供热管网供热能力的系统，其特征在于，集中供热二次管网回水管路与空气源热泵机组中蒸发器的连接管道上安装有水泵，并在二次管网回水管路与蒸发器之间的进出管道上安装有调节阀。


3.根据权利要求1所述的一种基于空气源热泵提高供热管网供热能力的系统，其特征在于，所述水-水换热器与建筑物采暖系统的连接管...

【专利技术属性】
技术研发人员：白卫东，何一坚，陈齐飞，李宗凯，李海峰，
申请(专利权)人：大唐吉林发电有限公司热力分公司，浙江大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22