一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统的制作方法

本发明涉及供热系统，特别是涉及一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统。

背景技术：

1、在现有的长输供热系统中，第一类吸收式热泵为增热型热泵，利用少量高温热，把低温热源的热能提高到中温，产生大量的中温有用热能，提高了热能的利用效率，具有节约能源、保护环境的双重作用。第一类吸收式热泵和板式换热器组合成大温差换热机组，应用在北方城镇集中供热系统，可以显著拉大一次网供回水温差，一次网大温差小流量运行，实现一次网长距离输送，输送半径可达200km以上。但随着大温差换热机组的规模化应用，热水长输供热技术得到了工程验证和业内认可，但北方供热管网仅供暖季使用，利用率低。

2、而工业蒸汽是工业生产中重要的能源，用于驱动机械设备、加热材料、清洗组件、发电、制冷等。现有蒸汽来源主要是热电厂直供和自备燃煤、燃汽锅炉产汽。热电厂直供输送距离受限，且沿途热损失大。燃煤、燃气锅炉消耗化石能源，不符合减碳政策，且会造成环境污染。

3、针对于现存在技术而言，利用热水管网制备蒸汽，将热水长输和蒸汽制备相结合，可以提高既有热网利用率，减少甚至取缔用于产汽的自备锅炉。将该系统布置于用户侧，精准供汽，随用随产，相比蒸汽直供可大幅降低管网热损失，将供汽半径向外延长至200km，管网使用率提升至100％，缩短基础设施投资回收期。

4、根据现有专利来看，一种大温差长距离蒸汽供能系统(cn202310207335.x)包括吸收式大温差换热机组、冷凝器、节流机构和蒸汽发生装置，冷凝器经管道和蒸汽发生装置连接成环路，蒸汽发生装置连接蒸汽出口。该专利将热水长输和制蒸汽系统结合，利用既有长输供热管网产汽，初投资小，管网利用率提升；一种吸收式大温差蒸汽热泵机组装置(cn202320401206.x)通过配置吸收式大温差换热单元、蒸汽发生单元和末端换热单元，将热水长输、集中供热和工业蒸汽系统相结合，使原仅为供热设置的管道和设备可以全年应用，提高利用率，同时有效减少工业企业的蒸汽成本。

5、但是，根据上述供热系统而言，在长输热水及在末端制备蒸汽的过程中，供热半径≥200km，每公里热水温降＜0.05℃，且热水管路相比于蒸汽管路，承压低，设计简单，控制容易，初投资低。而上述的一种大温差长距离蒸汽供能系统，没有将供热和供蒸汽结合，且产蒸汽方法为闪蒸，闪蒸需要大流量和大温差，因此会造成一定程度的热损失。并且，上述的一种吸收式大温差蒸汽热泵机组装置，通过热水长输至末端，能同时供热和供蒸汽，但是系统产汽方式也为闪蒸，同样存在热损失，同时系统复杂，耦合集成度较低，占地面积较大。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统，通过供热部分与供蒸汽部分二者结构互补，高度集成，取消了中间闪蒸过程，提高了热能利用率，并将该系统应用在大温差长输热网中，通过一次网回水温度和二次网温度解耦，一次热网回水温度进一步降低，回水返回热源厂内回收的余热量增加，具有原理简单、调节方便、占地面积小等优点。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统，该系统由供热单元、第一蒸汽单元和第二蒸汽单元组成，所述供热单元包括吸收式热泵、一次网和二次网，所述一次网分别与所述吸收式热泵和所述第一蒸汽单元相连接，所述二次网分别与所述吸收式热泵和所述第二蒸汽单元相连接。

4、优选地，所述第一蒸汽单元包括第一高温蒸汽机组，所述第一高温蒸汽机组由第一蒸汽直接发生型高温热泵、第一水蒸汽压缩机、第一相变蓄热器和第一冷凝水储水箱组成；

5、所述第一水蒸汽压缩机的进口与所述第一蒸汽直接发生型高温热泵相连接，所述第一水蒸汽压缩机的出口与所述第一相变蓄热器相连接，所述第一相变蓄热器的内部填充有定型相变蓄热材料，所述第一相变蓄热器的外部设置有保温壳体，所述第一相变蓄热器的位置处相通连接有第一冷凝水储水箱，所述第一冷凝水储水箱与所述第一相变蓄热器的连接路径上设置有第一冷凝水泵送机构。

6、优选地，所述吸收式热泵包括发生器和蒸发器，所述发生器的进水口与所述一次网的供水口相连接，所述发生器的出水口与所述第一蒸汽直接发生型高温热泵相连接，且所述发生器的进水口与所述一次网的供水口之间设置有第五阀门；

7、所述蒸发器的出水口与所述一次网的回水口连接，所述蒸发器的进水口与第一蒸汽直接发生型高温热泵相连接。

8、优选地，所述第二蒸汽单元包括第二高温蒸汽机组，所述第二高温蒸汽机组由第二蒸汽直接发生型高温热泵、第二水蒸汽压缩机、第二相变蓄热器和第二冷凝水储水箱组成；

9、所述第二水蒸汽压缩机的进口与所述第二蒸汽直接发生型高温热泵相连接，所述第二水蒸汽压缩机的出口与所述第二相变蓄热器相连接，所述第二相变蓄热器的内部填充有定型相变蓄热材料，所述第二相变蓄热器的外部设置有保温壳体，所述第二相变蓄热器的位置处相通连接有第二冷凝水储水箱，所述第二冷凝水储水箱与所述第二相变蓄热器的连接路径上设置有第二冷凝水泵送机构。

10、优选地，所述吸收式热泵还包括吸收器和冷凝器，所述吸收器和冷凝器分别与所述第二蒸汽直接发生型高温热泵的出水口和进水口相连接，所述出水口与所述吸收器之间设置有第一阀门，所述进水口与所述冷凝器之间设置有第二阀门。

11、优选地，所述第二蒸汽直接发生型高温热泵的出水口与所述吸收器均通过第三阀门与所述二次网的回水口相连，所述第二蒸汽直接发生型高温热泵的进水口与所述冷凝器均通过第四阀门与所述二次网的供水口相连。

12、优选地，所述第一蒸汽单元的位置处和第二蒸汽单元的位置处分别设置有第三补水口和第二补水口，所述第三补水口与第二补水口分别与外部的第一补水口相连接，所述第一补水口与第二补水口之间设置有第六阀门，所述第一补水口与第三补水口之间设置有第七阀门。

13、优选地，所述第一蒸汽单元中的第一相变蓄热器和第二蒸汽单元中的第二相变蓄热器分别与外设的蒸汽出口相连接。

14、与现有技术相比，本发明公开了以下技术效果：

15、(1)本发明提供了一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统，取消了现有技术中的闪蒸过程，改为蒸汽直接发生，提高了热能利用率，并将该系统应用在大温差长输热网中，将一次网回水温度和二次网温度解耦，一次热网回水温度可以进一步降低，回水返回热源厂内回收的余热量增加。

16、(2)本发明所提供的一体化系统原理简单，调节方便。变工况时，可以简单的通过对一二次网的流量控制来调节末端采暖负荷和蒸汽负荷，蒸汽随用随产，工况调节灵活可靠；并且，供热、供蒸汽一体化集成配置，机组系统紧凑，实现了系统占地面积小。

17、(3)本发明利用既有长输供热管道和末端大温差换热机组，使热网和机组利用率提升至100％；将其应用在新建管网中，一次网大温差小流量运行，管道初投资低，且热水沿程热损失小，长输管网供热半径≥200km，蒸汽供应不再受距离限制。

技术特征：

1.一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统，其特征在于，该系统由供热单元、第一蒸汽单元和第二蒸汽单元组成，所述供热单元包括吸收式热泵、一次网和二次网，所述一次网分别与所述吸收式热泵和所述第一蒸汽单元相连接，所述二次网分别与所述吸收式热泵和所述第二蒸汽单元相连接。

2.根据权利要求1所述的一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述第一蒸汽单元包括第一高温蒸汽机组，所述第一高温蒸汽机组由第一蒸汽直接发生型高温热泵、第一水蒸汽压缩机、第一相变蓄热器和第一冷凝水储水箱组成；

3.根据权利要求2所述的一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述吸收式热泵包括发生器和蒸发器，所述发生器的进水口与所述一次网的供水口相连接，所述发生器的出水口与所述第一蒸汽直接发生型高温热泵相连接，且所述发生器的进水口与所述一次网的供水口之间设置有第五阀门；

4.根据权利要求1所述的一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述第二蒸汽单元包括第二高温蒸汽机组，所述第二高温蒸汽机组由第二蒸汽直接发生型高温热泵、第二水蒸汽压缩机、第二相变蓄热器和第二冷凝水储水箱组成；

5.根据权利要求4所述的一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述吸收式热泵还包括吸收器和冷凝器，所述吸收器和冷凝器分别与所述第二蒸汽直接发生型高温热泵的出水口和进水口相连接，所述出水口与所述吸收器之间设置有第一阀门，所述进水口与所述冷凝器之间设置有第二阀门。

6.根据权利要求5所述的一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述第二蒸汽直接发生型高温热泵的出水口与所述吸收器均通过第三阀门与所述二次网的回水口相连，所述第二蒸汽直接发生型高温热泵的进水口与所述冷凝器均通过第四阀门与所述二次网的供水口相连。

7.根据权利要求1所述的一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述第一蒸汽单元的位置处和第二蒸汽单元的位置处分别设置有第三补水口和第二补水口，所述第三补水口与第二补水口分别与外部的第一补水口相连接，所述第一补水口与第二补水口之间设置有第六阀门，所述第一补水口与第三补水口之间设置有第七阀门。

8.根据权利要求1所述的一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统，其特征在于，所述第一蒸汽单元中的第一相变蓄热器和第二蒸汽单元中的第二相变蓄热器分别与外设的蒸汽出口相连接。

技术总结本发明提供了一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统，属于供热系统技术领域，该系统由供热单元、第一蒸汽单元和第二蒸汽单元组成，所述供热单元包括吸收式热泵、一次网和二次网，所述一次网分别与所述吸收式热泵和所述第一蒸汽单元相连接，所述二次网分别与所述吸收式热泵和所述第二蒸汽单元相连接。本发明采用上述的一种吸收式大温差供热供蒸汽一体化系统，通过供热部分与供蒸汽部分二者结构互补，高度集成，取消了中间闪蒸过程，提高了热能利用率，并将该系统应用在大温差长输热网中，通过一次网回水温度和二次网温度解耦，一次热网回水温度进一步降低，回水返回热源厂内回收的余热量增加，具有原理简单、调节方便、占地面积小等优点。技术研发人员：黄国华,赵金姊,江亿,杜伟伟,李绍飞,谢晓云受保护的技术使用者：同方智慧能源有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/9/9