雙回路三級(jí)閉式循環(huán)區(qū)域能源站系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】雙回路三級(jí)閉式循環(huán)區(qū)域能源站系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)為封閉式水循環(huán)，通過熱源水和冷源水雙回路向用戶提供冷/熱能源，熱源水回路向用戶提供熱量，冷源水回路向用戶提供冷量。系統(tǒng)通過初級(jí)循環(huán)、次級(jí)循環(huán)和第三級(jí)循環(huán)三個(gè)級(jí)次的水循環(huán)完成能源收集、轉(zhuǎn)輸、使用和棄置過程。初級(jí)循環(huán)又稱熱源站循環(huán)，其作用是將外界能源如地?zé)?、太陽能及工業(yè)與民用余熱等納入系統(tǒng)，并且將系統(tǒng)中多余的熱量釋放到地層土壤中；次級(jí)循環(huán)又稱中間轉(zhuǎn)輸循環(huán)，其作用是將熱源站的能量轉(zhuǎn)輸?shù)接脩?，或者將用戶棄置的能量轉(zhuǎn)輸給其他用戶或者轉(zhuǎn)輸?shù)降責(zé)嵩凑?；第三?jí)循環(huán)又稱用戶循環(huán)，其作用是將系統(tǒng)的能量輸送到用戶的耗能點(diǎn)，同時(shí)將用戶棄置的能量接收到系統(tǒng)中。
【專利說明】雙回路三級(jí)閉式循環(huán)區(qū)域能源站系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一種低碳型區(qū)域集中能源供應(yīng)設(shè)施和方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]區(qū)域集中能源供應(yīng)是一種經(jīng)濟(jì)、高效和環(huán)保的能源供應(yīng)方式，是將來城市發(fā)展過程中基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的必然趨勢(shì)，目前的區(qū)域集中能源供應(yīng)方式有蒸汽或熱水區(qū)域集中供熱系統(tǒng)、單回路單級(jí)或雙級(jí)開式循環(huán)區(qū)域集中能源站系統(tǒng)、單回路單級(jí)或雙級(jí)閉式循環(huán)區(qū)域集中能源站系統(tǒng)。
[0003]蒸汽或熱水區(qū)域集中供熱系統(tǒng)能源來自集中鍋爐房或熱電廠，以枝狀或環(huán)狀管網(wǎng)向用戶供應(yīng)蒸汽或熱水，其缺點(diǎn)是:熱源點(diǎn)單一，供熱安全性差；熱媒介質(zhì)單一，熱媒參數(shù)固定，不能滿足不同客戶對(duì)能源多樣性的要求；能源通過燃煤或燃?xì)馊〉?，熱效率很低，而且不屬于清潔能源；高溫管網(wǎng)，熱損失大；系統(tǒng)運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用高；能源綜合成本高，用戶負(fù)擔(dān)重。
[0004]單回路單級(jí)或雙級(jí)開式循環(huán)區(qū)域集中能源站系統(tǒng)能源來自地表水或地下水，系統(tǒng)通過水循環(huán)從表水或地下水中取得或向水中釋放能量，地表水直接從水體中抽取和返還，地下水通過抽水井一回灌井循環(huán)方式取得，系統(tǒng)采用單回路循環(huán)，使用同一介質(zhì)供熱和供冷，其缺點(diǎn)是:需要有可以采集和應(yīng)用的地下或地表水源，但地下水和地表水都會(huì)隨季節(jié)變化，政府對(duì)抽取地下水和地表水的政策也有可能隨時(shí)變化，能源供應(yīng)安全性差；熱源點(diǎn)單一，隨著使用年限的增加，地下抽水井和回灌井有可能越變?cè)讲钌踔潦?，地表水也有可能干枯或被污染；熱媒介質(zhì)單一，使用同一介質(zhì)供熱和供冷，不能避免冷熱沖突的發(fā)生，換熱效率降低；無法將余熱源及太陽能納入系統(tǒng)；水質(zhì)較差，換熱設(shè)備易贓污結(jié)垢，系統(tǒng)清洗要求高，設(shè)備使用壽命短；負(fù)荷變化時(shí)，系統(tǒng)調(diào)整不靈活，運(yùn)行成本較高；能源綜合成本較高，用戶負(fù)擔(dān)較重。
[0005]單回路單級(jí)或雙級(jí)閉式循環(huán)區(qū)域集中能源站系統(tǒng)能源來自地層土壤，系統(tǒng)通過水循環(huán)從地層中取得或向地層釋放能量，采用單回路循環(huán)，使用同一介質(zhì)供熱和供冷，其缺點(diǎn)是:熱源點(diǎn)單一，能源供應(yīng)安全性差；熱媒介質(zhì)單一，使用同一介質(zhì)供熱和供冷，不能避免發(fā)生冷熱沖突，換熱效率降低；不太容易將余熱源及太陽能納入系統(tǒng)；負(fù)荷變化時(shí)，系統(tǒng)調(diào)整不靈活，運(yùn)行成本較高；能源綜合成本較高，用戶負(fù)擔(dān)較重。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本發(fā)明的目的是提供一種低投資、低能耗、高可靠性、無污染、低運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用、適用面廣、調(diào)度調(diào)節(jié)靈活、運(yùn)行管理方便的低碳型區(qū)域集中能源供應(yīng)設(shè)施和方法。
[0007]雙回路三級(jí)閉式循環(huán)區(qū)域能源站系統(tǒng)，顧名思義，整個(gè)系統(tǒng)為封閉式水循環(huán)，系統(tǒng)通過熱源水和冷源水雙回路向用戶提供冷/熱能源，熱源水回路向用戶提供熱量，冷源水回路向用戶提供冷量。系統(tǒng)通過初級(jí)循環(huán)、次級(jí)循環(huán)和第三級(jí)循環(huán)三個(gè)級(jí)次的水循環(huán)完成能源收集、轉(zhuǎn)輸、使用和棄置過程。初級(jí)循環(huán)又稱熱源站循環(huán)，其作用是將外界能源如地?zé)?、太陽能及工業(yè)與民用余熱等納入系統(tǒng)，并且將系統(tǒng)中多余的熱量釋放到地層土壤中；次級(jí)循環(huán)又稱中間轉(zhuǎn)輸循環(huán)，其作用是將熱源站的能量轉(zhuǎn)輸?shù)接脩簦蛘邔⒂脩魲壷玫哪芰哭D(zhuǎn)輸給其他用戶或者轉(zhuǎn)輸?shù)降責(zé)嵩凑?；第三?jí)循環(huán)又稱用戶循環(huán)，其作用是將系統(tǒng)的能量輸送到用戶的耗能點(diǎn)，同時(shí)將用戶棄置的能量接收到系統(tǒng)中。
[0008]從構(gòu)成方面看，系統(tǒng)的初級(jí)循環(huán)由各類能源站組成，包括地?zé)嵩凑尽⑻柲苷竞陀酂嵩凑?，?shí)際應(yīng)用時(shí)系統(tǒng)可以根據(jù)具體情況設(shè)置一個(gè)或多個(gè)、一類或多類熱源站，地?zé)嵩凑居陕竦負(fù)Q熱管組、循環(huán)水泵和管道組成，太陽能站由太陽能集熱板、循環(huán)水泵和管道組成，余熱源站由余熱/冷回收裝置、循環(huán)水泵和管道組成。系統(tǒng)的次級(jí)循環(huán)由循環(huán)水泵和管網(wǎng)組成，循環(huán)水泵可以是一組或多組，管網(wǎng)結(jié)構(gòu)為環(huán)狀加枝狀管網(wǎng)。系統(tǒng)的第三級(jí)循環(huán)由用戶的用能裝置、循環(huán)水泵和管道組成，用戶的用能裝置可以是冷水機(jī)組、熱水機(jī)組、冷/熱水機(jī)組及熱交換器等。監(jiān)測(cè)控制與計(jì)量系統(tǒng)由溫度、壓力、流量、能量等傳感計(jì)量儀器儀表，調(diào)節(jié)閥、控制閥、變頻器等執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以及計(jì)算機(jī)軟件硬件等組成，監(jiān)測(cè)控制和計(jì)量系統(tǒng)作為獨(dú)立技術(shù)已經(jīng)另行申請(qǐng)專利。
[0009]雙回路三級(jí)閉式循環(huán)區(qū)域能源站系統(tǒng)有兩個(gè)最顯著的特征，特征一是100%使用綠色能源一一地?zé)帷⑻柲芗暗推肺还I(yè)與民用余熱，特別是使那些溫度低、數(shù)量少、流量不均甚至?xí)r斷時(shí)續(xù)，平時(shí)被視而不見甚至被認(rèn)為不可利用工業(yè)與民用低品位余熱得到充分利用，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶的目的，因此雙回路三級(jí)閉式循環(huán)區(qū)域能源站又被稱為超級(jí)低碳能源站。特征二其特有的熱源水和冷源水雙回路系統(tǒng)使能源用戶在消耗能源的同時(shí)又能為系統(tǒng)提供免費(fèi)能源，比如熱用戶從熱源水回路中取得熱量的同時(shí)又向冷源水回路提供免費(fèi)冷量，冷用戶從冷源水回路中取得冷量的同時(shí)又向熱源水回路提供免費(fèi)熱量，在加拿大有一個(gè)特別案例:一座溜冰場(chǎng)和一個(gè)市政苗圃比鄰而居，溜冰場(chǎng)制冷機(jī)房的冷卻水余熱為苗圃免費(fèi)供熱，苗圃熱泵機(jī)組為溜冰場(chǎng)制冷機(jī)提供免費(fèi)低溫冷卻水，使雙方的能耗都大為降低，這就是“零成本能源”概念的由來，能源公司可以利用雙方的互補(bǔ)性以極低的成本代價(jià)兩頭得利，因此雙回路三級(jí)閉式循環(huán)區(qū)域能源站也被稱為超低成本能源站。
[0010]雙回路三級(jí)閉式循環(huán)區(qū)域能源站系統(tǒng)還具有其他一系列優(yōu)點(diǎn):管網(wǎng)為閉式循環(huán)，管道和設(shè)備腐蝕小，結(jié)垢少，使用壽命長；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)明晰，運(yùn)轉(zhuǎn)可靠，調(diào)度靈活，管理方便，可實(shí)現(xiàn)無人值守全自動(dòng)控制；接近于常溫的冷源水和熱源水的介質(zhì)參數(shù)及超大的系統(tǒng)容量使得可利用的太陽能和余熱量成倍增加，大大提高了太陽能集熱器和余熱回收設(shè)備的效率；能量源具有多樣性、互補(bǔ)性和可持續(xù)性，能源供應(yīng)安全可靠；能源用戶具有多樣性和互補(bǔ)性的特點(diǎn)，可以在能耗介質(zhì)、能耗時(shí)段和能耗數(shù)量方面實(shí)現(xiàn)互補(bǔ)，從而減小系統(tǒng)總裝機(jī)容量和總體能源消耗，節(jié)約初投資和運(yùn)轉(zhuǎn)成本；與其他同類系統(tǒng)相比，本發(fā)明可減少能源消耗60?80%，減少項(xiàng)目初投資60?80%。
[0011]本發(fā)明可以廣泛用于新建及改建的工業(yè)區(qū)和商住區(qū)，建設(shè)周期短，建設(shè)與運(yùn)營方式可以是政府或業(yè)主投資建設(shè)運(yùn)營，也可以以BOT的方式由能源公司投資建設(shè)運(yùn)營，通過收取能源費(fèi)用逐步回收成本取得利潤。建設(shè)規(guī)?？纱罂尚。?wù)范圍可以是一座公共建筑，一片小區(qū)，一個(gè)工廠，一個(gè)校園，可以是幾十平方公里的開發(fā)區(qū)，建設(shè)規(guī)?？梢噪S城市建設(shè)進(jìn)度從小到大滾動(dòng)發(fā)展，能源公司也可以在發(fā)展建設(shè)過程中逐步開發(fā)區(qū)域內(nèi)的各類余熱資源，開拓用戶市場(chǎng)，在發(fā)展中優(yōu)化自我。
[0012]如果政府能夠提前把能源站系統(tǒng)的規(guī)劃納入城市或區(qū)域總體規(guī)劃，對(duì)于建設(shè)低碳 型新城市將起到事半功倍的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0013]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)總圖，圖中分界線01和02所包容的范圍為系統(tǒng)的初級(jí)循環(huán)部分，包括地?zé)嵩凑?、太陽能站和余熱源站，系統(tǒng)中可以有一座或多座、一類或多類熱源站，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可以是一個(gè)熱源站獨(dú)立工作，也可以是多個(gè)熱源站聯(lián)合工作，本圖示意出兩座地?zé)嵩凑尽⒁蛔柲苷竞退淖酂嵩凑?；分界線02和03所包容的范圍為系統(tǒng)的次級(jí)循環(huán)部分，包括循環(huán)泵站和管網(wǎng)，系統(tǒng)中可以有一座或多座次級(jí)循環(huán)泵站，可以有或沒有連通管，本圖示意出兩座次級(jí)循環(huán)泵站和一處連通管；分界線03所包容的范圍為系統(tǒng)的第三級(jí)循環(huán)部分，包括各種類型的用戶，本圖示意出的有熱水機(jī)組用戶、冷水機(jī)組用戶、冷熱水機(jī)組用戶，直接熱用戶及直接冷用戶。
[0014]圖中標(biāo)記編號(hào)及名稱為:分界線01，分界線02，分界線03，埋地?fù)Q熱管組04，循環(huán)管道05，循環(huán)水泵06，控制閥07，控制閥08，埋地?fù)Q熱管組09，循環(huán)管道10，循環(huán)水泵11，控制閥12，控制閥13，太陽能集熱器14，循環(huán)管道15，循環(huán)水泵16，煙氣余熱回收裝置17，循環(huán)管道18，循環(huán)水泵19，蒸氣余熱回收裝置20，循環(huán)管道21，循環(huán)水泵22，冷/熱風(fēng)余熱回收裝置23，循環(huán)管道24，循環(huán)水泵25，控制閥26，控制閥27，控制閥28，控制閥29，熱風(fēng)余熱回收裝置30，循環(huán)管道31，循環(huán)水泵32，熱源水管33，冷源水管34，次級(jí)循環(huán)水泵35，次級(jí)循環(huán)水泵36，次級(jí)循環(huán)水泵37，次級(jí)循環(huán)水泵38，平衡管39，平衡管40，膨脹管41，膨脹水箱42，次級(jí)管網(wǎng)連通管43，次級(jí)管網(wǎng)連通管44，連通控制閥45，連通控制閥46，閥門47，閥門48，閥門49，閥門50，閥門51，閥門52，閥門53，閥門54，冷/熱水機(jī)組55，循環(huán)管道56，用戶循環(huán)水泵57，控制閥58，控制閥59，控制閥60，控制閥61，熱水機(jī)組62，循環(huán)管道63，用戶循環(huán)水泵64，用戶直接用熱設(shè)備65，循環(huán)管道66，用戶循環(huán)水泵67，循環(huán)管道68，用戶循環(huán)水泵69，冷水機(jī)組70，循環(huán)管道71，用戶循環(huán)水泵72，用戶直接冷卻設(shè)備73。
【具體實(shí)施方式】:
[0015]初級(jí)循環(huán)的作用是將外界的能源納入系統(tǒng)，或者將系統(tǒng)中多余的能源通過地?zé)嵩凑巨D(zhuǎn)移出去。
[0016]埋地?fù)Q熱管組04、循環(huán)管道05、循環(huán)水泵06、以及控制閥07和08構(gòu)成地?zé)嵩凑荆竦負(fù)Q熱管組04可以埋設(shè)在公園、綠地、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)等場(chǎng)地的地下，埋管后不影響用地功能。當(dāng)次級(jí)管網(wǎng)需要地?zé)嵩凑咎峁崃繒r(shí)，控制系統(tǒng)指令循環(huán)水泵06啟動(dòng)，控制閥08開啟，控制閥07處于關(guān)閉狀態(tài)，循環(huán)水泵06的進(jìn)水管從管網(wǎng)平衡管40中抽取低溫水，這些低溫水全部或部分來自冷源水管34，低溫水流經(jīng)埋地?fù)Q熱管組04時(shí)從地層土壤中吸熱變成高溫水，高溫水然后進(jìn)入熱源水管，再通過次級(jí)循環(huán)被輸送到用戶處；當(dāng)次級(jí)管網(wǎng)需要地?zé)嵩凑咎峁├淞繒r(shí)，循環(huán)水泵06啟動(dòng)，控制閥07開啟，控制閥08處于關(guān)閉狀態(tài)，循環(huán)水泵06的進(jìn)水管從平衡管40中抽取高溫水，這些高溫水全部或部分來自熱源水管33，高溫水流經(jīng)埋地?fù)Q熱管組04時(shí)向地層土壤中放熱變成低溫水，低溫水然后進(jìn)入熱冷源水管，再通過次級(jí)循環(huán)被輸送到用戶處；當(dāng)次級(jí)管網(wǎng)既不部需要地?zé)嵩凑咎峁崃恳膊恍枰峁├淞繒r(shí)，地?zé)嵩凑具M(jìn)入停機(jī)待命狀態(tài)，以減少能源消耗。
[0017]埋地?fù)Q熱管組09、循環(huán)管道10、循環(huán)水泵11、以及控制閥12和13構(gòu)成另一地?zé)嵩凑?，其功能與作用與上述地?zé)嵩凑鞠嗤?br> [0018]太陽能集熱器14、循環(huán)管道15和循環(huán)水泵16構(gòu)成太陽能站。當(dāng)次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)需要熱量并且太陽能集熱器有熱可供時(shí)，系統(tǒng)指令循環(huán)水泵16開啟，來自熱源水管33的水在太陽能集熱器14處吸熱升溫后再返回?zé)嵩此?3 ;當(dāng)次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)不需要熱量或者太陽能集熱器無熱可供時(shí)，太陽能站進(jìn)入停機(jī)待命狀態(tài)。
[0019]煙氣余熱回收裝置17、循環(huán)管道18和循環(huán)水泵19構(gòu)成(煙氣)余熱源站。當(dāng)次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)需要熱量并且有煙氣余熱可利用時(shí)，系統(tǒng)指令循環(huán)水泵19開啟，來自熱源水管33的水在煙氣余熱回收裝置17處吸熱升溫后再返回?zé)嵩此?3 ;當(dāng)次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)不需要熱量或者在煙氣余熱源中斷的時(shí)段，(煙氣)余熱源站進(jìn)入停機(jī)待命狀態(tài)。
[0020]蒸氣或熱水余熱回收裝置20、循環(huán)管道21和循環(huán)水泵22構(gòu)成(蒸氣或熱水)余熱源站。當(dāng)次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)需要熱量并且有蒸氣或熱水余熱可利用時(shí)，系統(tǒng)指令循環(huán)水泵22啟動(dòng)，來自熱源水管33的水在蒸氣或熱水余熱回收裝置17處吸熱升溫后再返回?zé)嵩此?3 ;當(dāng)次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)不需要熱量或者在蒸氣或熱水余熱源中斷的時(shí)段，(蒸氣或熱水)余熱源站進(jìn)入停機(jī)待命狀態(tài)。
[0021]冬季從空調(diào)或采暖房間排出的熱風(fēng)也是可以利用的余熱，熱風(fēng)余熱回收裝置30、循環(huán)管道31和循環(huán)水泵32構(gòu)成(熱風(fēng))余熱源站。當(dāng)次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)需要熱量并且有熱風(fēng)余熱可利用時(shí)，系統(tǒng)指令循環(huán)水泵32啟動(dòng)，來自熱源水管33的水在熱風(fēng)余熱回收裝置17處吸熱升溫后再返回?zé)嵩此?3 ;當(dāng)次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)不需要熱量或者在熱風(fēng)余熱源中斷的時(shí)段，(熱風(fēng))余熱源站進(jìn)入停機(jī)待命狀態(tài)。
[0022]有些房間冬季排出的熱風(fēng)夏季排出冷風(fēng)，可以在不同的季節(jié)分別加以利用，冷/熱風(fēng)余熱回收裝置23、循環(huán)管道24、循環(huán)水泵25、以及控制閥26、27、28和29構(gòu)成(冷/熱風(fēng))余熱源站。當(dāng)次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)需要熱量并且有熱風(fēng)余熱可利用時(shí)，系統(tǒng)指令循環(huán)水泵32啟動(dòng)，控制閥27和29開啟，控制閥26和28處于關(guān)閉狀態(tài)，來自熱源水管33的水在冷/熱風(fēng)余熱回收裝置23處吸熱升溫后再返回?zé)嵩此?3 ;當(dāng)次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)需要冷量并且有冷風(fēng)余熱可利用時(shí)，系統(tǒng)指令循環(huán)水泵32啟動(dòng)，控制閥26和28開啟，控制閥27和29處于關(guān)閉狀態(tài)，來自冷源水管34的水在冷/熱風(fēng)余熱回收裝置23處放熱降溫后再返回冷源水管33 ;當(dāng)次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)不需要冷/熱量或者在冷/熱風(fēng)余熱源中斷的時(shí)段，(冷/熱風(fēng))余熱源站進(jìn)入停機(jī)待命狀態(tài)。
[0023]次級(jí)循環(huán)的作用是將能源站的能量轉(zhuǎn)輸?shù)接脩?，或者將用戶棄置的能量轉(zhuǎn)輸給其他用戶或者轉(zhuǎn)輸?shù)降責(zé)嵩凑局?，冷源水和熱源水分別在各自的管道循環(huán)流動(dòng)。
[0024]次級(jí)循環(huán)水泵35、36、37、38可以根據(jù)系統(tǒng)需要相互配合工作，比如當(dāng)系統(tǒng)符合較大時(shí)，四組水泵同時(shí)工作；系統(tǒng)負(fù)荷處于中間狀態(tài)時(shí),兩組水泵同時(shí)工作,兩組水泵工作時(shí)，可以是循環(huán)水泵35+36組合、或者37+38組合、或者35+38組合、或者36+37組合，控制系統(tǒng)將根據(jù)負(fù)荷大小和負(fù)荷分布情況自動(dòng)調(diào)整；當(dāng)系統(tǒng)中只有少量用戶并且負(fù)荷種類比較單一時(shí)，也可以只維持單組水泵運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0025]次級(jí)管網(wǎng)連通管43、44和連通控制閥45、46起到增加系統(tǒng)安全可靠性和能源調(diào)度靈活性的作用，例如當(dāng)系統(tǒng)左半?yún)^(qū)出現(xiàn)故障時(shí)，可以關(guān)閉閥門47、48、51、52，開啟連通控制閥45和46，保持系統(tǒng)右半?yún)^(qū)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同理也可以通過關(guān)閉閥門49、50、53、54，開啟連通控制閥45和46，保持系統(tǒng)左半?yún)^(qū)正常運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)某個(gè)時(shí)段系統(tǒng)負(fù)荷全部集中在右半?yún)^(qū)時(shí)，停止左半?yún)^(qū)次級(jí)循環(huán)泵37和38，開啟連通控制閥45和46，使系統(tǒng)循環(huán)維持在右半?yún)^(qū)，節(jié)約運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。
[0026]平衡管39和40起平衡冷源水管和熱源水管水量的作用，當(dāng)系統(tǒng)中熱負(fù)荷大于冷負(fù)荷時(shí)，冷源水管34中多余的水量從平衡管39和40進(jìn)入熱源水管33，當(dāng)系統(tǒng)中冷負(fù)荷大于熱負(fù)荷時(shí)，熱源水管33中多余的水量從平衡管39和40進(jìn)入冷源水管34。平衡管處的水溫與地層土壤溫差最大，以這個(gè)點(diǎn)作為地?zé)嵩凑舅h(huán)的起點(diǎn)，能夠提高埋地?fù)Q熱管組的熱交換效率。
[0027]膨脹水箱42和膨脹管41起到為系統(tǒng)定壓、承接系統(tǒng)膨脹水量及為系統(tǒng)補(bǔ)充水的作用。
[0028]第三級(jí)循環(huán)的作用是將系統(tǒng)中的能源輸送給用戶并且將用戶棄置的能源納入到系統(tǒng)中。
[0029]熱水機(jī)組62、循環(huán)管道63和用戶循環(huán)水泵64構(gòu)成熱水機(jī)組用戶循環(huán)，用戶循環(huán)水泵64從熱源水管33中抽取熱源水，熱源水在熱水機(jī)組的蒸發(fā)器中放熱降溫后被送入冷源水管34，當(dāng)用戶不需要能源時(shí)，用戶循環(huán)水泵停機(jī)待命。
[0030]冷水機(jī)組70、循環(huán)管道71和用戶循環(huán)水泵72構(gòu)成冷水機(jī)組用戶循環(huán)，用戶循環(huán)水泵72從冷源水管34中抽取冷源水，冷源水在冷水機(jī)組的冷凝器中吸熱升溫后被送入熱源水管33，當(dāng)用戶不需要能源時(shí)，用戶循環(huán)水泵停機(jī)待命。
[0031]冷/熱水機(jī)組55、循環(huán)管道56、用戶循環(huán)水泵57、以及控制閥58、59、60、61構(gòu)成冷/熱水機(jī)組用戶循環(huán)，夏季時(shí)用戶循環(huán)水泵72從冷源水管34中抽取冷源水，冷源水在冷/熱水機(jī)組的冷凝器中吸熱升溫后被送入熱源水管33，冬季時(shí)用戶循環(huán)水泵72從熱源水管33中抽取熱源水，熱源水在冷/熱水機(jī)組的蒸發(fā)器中放熱降溫后被送入冷源水管34，冬夏季轉(zhuǎn)換通過開啟和關(guān)閉以及控制閥58、59、60、61來完成，當(dāng)用戶不需要能源時(shí)，用戶循環(huán)水泵停機(jī)待命。
[0032]在某些特定的情形下，比如在余熱源和太陽能能夠把熱源水加熱到40°C以上時(shí)，可以把熱源水直接作熱媒用于地板采暖系統(tǒng)，用戶直接用熱設(shè)備65、循環(huán)管道66和用戶循環(huán)水泵67構(gòu)成直接熱用戶循環(huán)，用戶循環(huán)水泵67從熱源水管33中抽取熱源水用于采暖，降溫后再回到熱源水管中，循環(huán)到熱站再次加熱，當(dāng)用戶不需要能源時(shí)，用戶循環(huán)水泵停機(jī)待命。
[0033]在某些情形下，可以把冷源水直接用于用戶系統(tǒng)的冷卻工藝，用戶直接冷卻設(shè)備73、循環(huán)管道68和用戶循環(huán)水泵69構(gòu)成直接冷用戶循環(huán)，用戶循環(huán)水泵69從冷源水管34中抽取冷源水用于冷卻工藝，升溫后回到熱源水管中，當(dāng)用戶不需要能源時(shí)，用戶循環(huán)水泵69停機(jī)待命。
[0034]本發(fā)明中的冷源水和熱源水雙回路，通過初級(jí)、次級(jí)、第三級(jí)共三級(jí)循環(huán)共同構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的整體，經(jīng)濟(jì)有效地完成能源收集、轉(zhuǎn)輸和供應(yīng)的過程。
【權(quán)利要求】
1.一種區(qū)域集中能源供應(yīng)設(shè)施，其特征在于整個(gè)系統(tǒng)為閉式循環(huán)，有熱源水回路和冷源水回路；由初級(jí)、次級(jí)和第三級(jí)共三個(gè)級(jí)次的循環(huán)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的區(qū)域集中能源供應(yīng)設(shè)施，其特征在于所述的三個(gè)級(jí)次的循環(huán)具體構(gòu)成包括: 初級(jí)循環(huán)由一個(gè)或多個(gè)、一類或多類熱源站組成，包括地?zé)嵩凑尽⑻柲苷竞陀酂嵩凑?；次?jí)循環(huán)由循環(huán)水泵和管網(wǎng)組成；第三級(jí)循環(huán)由各類用戶組成，包括冷用戶、熱用戶、冷/熱用戶。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的區(qū)域集中能源供應(yīng)設(shè)施，其特征在于所述的地?zé)嵩凑居陕竦負(fù)Q熱管組、循環(huán)管道和循環(huán)水泵組成，地?zé)嵩凑具M(jìn)水管連接在管網(wǎng)的平衡管上，出水管同時(shí)連接到冷源水管和熱源水管，連接到冷源水管和熱源水管的出水管上分別裝有控制閥；太陽能站由太陽能集熱器、循環(huán)管道和循環(huán)水泵組成，太陽能站的進(jìn)水管和出水管連接在熱源水管上，進(jìn)水管在上游，出水管在下游；余熱源站的余熱來源可以是煙氣、蒸汽、熱水、熱風(fēng)或者冷風(fēng)，余熱源站田余熱回收裝置、循環(huán)管道和循環(huán)水泵組成，余熱回收站的進(jìn)水管和出水管都連接熱源水管上，余冷回收站的進(jìn)水管和出水管連接在冷源水管上，進(jìn)水管在上游，出水管在下游。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的區(qū)域集中能源供應(yīng)設(shè)施，其特征在于所述的次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)由熱源水管和冷源水管組成，次級(jí)循環(huán)水泵可以是一組，也可以是多組。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的區(qū)域集中能源供應(yīng)設(shè)施，其特征在于所述的次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)可以設(shè)一組熱源水和冷源水連通管，連通管上設(shè)控制閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的區(qū)域集中能源供應(yīng)設(shè)施，其特征在于所述的次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)包括有熱源水和冷源水平衡管，平衡管設(shè)在次級(jí)循環(huán)水泵吸水管側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的區(qū)域集中能源供應(yīng)設(shè)施，其特征在于所述的熱源水和冷源水平衡管管內(nèi)水的流向是可逆的。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的區(qū)域集中能源供應(yīng)設(shè)施，其特征在于所述的次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)設(shè)有膨脹管和膨脹水箱和自動(dòng)補(bǔ)水裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的區(qū)域集中能源供應(yīng)設(shè)施，其特征在于所述的用戶可以是各種用能裝置，包括冷水機(jī)組、熱水機(jī)組、冷/熱水機(jī)組、熱交換器、地暖盤管和其他冷卻與加熱設(shè)備；冷水機(jī)組用戶由冷水機(jī)組、循環(huán)管道和用戶循環(huán)水泵組成，用戶的進(jìn)水管連接在冷源水管上，出水管連接在熱源水管上；熱水機(jī)組用戶由熱泵機(jī)組、循環(huán)管道和用戶循環(huán)水泵組成，用戶的進(jìn)水管連接在熱源水管上，出水管連接在冷源水管上；冷熱水機(jī)組用戶余熱源站由冷熱水機(jī)組、循環(huán)管道、用戶循環(huán)水泵、以及控制閥組成，用戶的進(jìn)水管和出水管同時(shí)連接到冷源水和熱源水管道上，連接管上分別安裝有控制閥；熱交換器、地暖盤管和其他冷卻與加熱設(shè)備這類直接用熱設(shè)備用戶，由直接用熱設(shè)備、循環(huán)管道和用戶循環(huán)水泵組成，用戶的進(jìn)水管連接在冷源水或者熱源水管上，出水管視出水溫度高低連接在熱源水或冷源水管上。
10.一種區(qū)域集中能源供應(yīng)方法，其原理是將地?zé)嵩?、余熱源、太陽能熱源同時(shí)納入系統(tǒng)，集中作為系統(tǒng)熱源，熱能通過次級(jí)循環(huán)管網(wǎng)轉(zhuǎn)輸給用戶，熱用戶和冷用戶接入同一管網(wǎng)，利用用戶多樣性和互補(bǔ)性的特點(diǎn)，降低系統(tǒng)總體能源消耗，減少系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模。
【文檔編號(hào)】F25B29/00GK103528266SQ201210233686
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月6日
【發(fā)明者】楊帆 申請(qǐng)人:楊帆