專利名稱：結(jié)合電廠的大型高效多水源熱泵系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種空調(diào)系統(tǒng)，具體涉及一種結(jié)合電廠的大型高效多水源熱泵系 統(tǒng)，該系統(tǒng)是利用電廠汽輪機發(fā)電作為驅(qū)動動力，利用電廠循環(huán)冷卻水和周邊污水或地表 水源(如河水、湖水、海水等)作為多路低位冷熱源的大型水源熱泵式供熱制冷空調(diào)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
與本新型有關(guān)的電廠循環(huán)冷卻水余熱利用技術(shù)，我國絕大多數(shù)電廠采用的都是凝 汽式(含抽汽凝汽式)汽輪機，蒸汽經(jīng)汽輪機做功后，成為乏汽，排至汽輪機冷端——凝汽 器。在凝汽器中，乏汽傳熱至循環(huán)冷卻水，釋放其汽化潛熱后，變成凝結(jié)水被重返鍋爐。保 證汽機冷端功效的是流經(jīng)凝汽器吸收乏汽凝結(jié)潛熱的循環(huán)冷卻水，通過采用冷卻塔進行散 熱。雖然有些電廠采用低真空運行方式用循環(huán)冷卻水來向采暖用戶供熱，但為數(shù)很少，且供 熱量不大，多數(shù)電廠還是將這部分熱量排放到自然環(huán)境中。據(jù)統(tǒng)計，電廠循環(huán)冷卻水的排水溫度通常高于環(huán)境水溫8 13°C，可利用水源熱 泵機組回收這部分熱量用于補充供熱或直接供熱，提高熱機綜合熱效率、降低電廠煤耗，同 時又使環(huán)境的熱影響降低，并且減少循環(huán)水的蒸發(fā)損失。與本新型有關(guān)的污水熱能利用技術(shù)，城市污水主要來源于生活污水和工業(yè)污水， 通過集中排放，因此處理量大、水源穩(wěn)定。污水冬暖夏涼，受氣候影響較小，且全年水溫變化 幅度較小，溫度適宜，冬季溫度在10_18°C以上，是豐富的熱源；夏季20-28°C是空調(diào)理想的 冷源。與本新型有關(guān)的地表水熱能利用技術(shù)，地表水資源，冬季最冷時段的溫度大都在 2-5°C之間，夏季一般在20 30°C左右。由于地表水溫度受氣候的影響較污水大，與空氣源 熱泵類似，當環(huán)境溫度越低時熱泵的供熱量越小，而且熱泵的性能系數(shù)也會降低。以上單一水源無論從水溫、水量上都有可能無法滿足熱泵機組冬、夏季高效運行 的問題。有效的綜合利用以上多種水熱能源是本新型要解決的主要問題。

實用新型內(nèi)容為此目的，本實用新型提出一種結(jié)合電廠的大型高效多水源熱泵系統(tǒng)，可充分結(jié) 合電廠余熱和周邊污水或地表水資源，滿足水源熱泵供熱制冷系統(tǒng)的高效、節(jié)能運行。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供的技術(shù)方案，一種結(jié)合電廠的大型高效多水源 熱泵系統(tǒng)包括熱泵系統(tǒng)，包括依次連接的蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥；電廠循環(huán)冷卻水系 統(tǒng)，連接熱電系統(tǒng)并與所述蒸發(fā)器循環(huán)連接一體；污水或地表水源取水系統(tǒng)，與所述冷凝器 循環(huán)連接一體；壓縮機由熱電系統(tǒng)的汽輪機電力驅(qū)動電連接，蒸發(fā)器輸入端通過第一閥門 連接熱電系統(tǒng)的凝汽器，依次通過第二閥門和熱泵用熱源泵連接熱電系統(tǒng)冷卻塔中的吸水 池，吸水池連接凝汽器。上述熱電系統(tǒng)，包括依次連接的鍋爐、汽輪機、凝汽器、給水泵和加熱器，以及配套電廠循環(huán)水冷卻塔、吸水池和循環(huán)水泵，凝汽器輸出連接冷卻塔，循環(huán)水泵連接在吸水池和 凝汽器之間。本新型提供的結(jié)合電廠的大型高效多水源熱泵系統(tǒng)，通過多個閥門的切換，在冬 季利用電廠循環(huán)冷卻水作為熱源，夏季利用電廠周邊污水或地表水源(河水、湖水、海水 等)作為冷源，滿足熱泵機組對水源溫度的要求。提高熱泵系統(tǒng)運行效率，減少污染。下面將結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細描述。

圖1是本實用新型結(jié)合電廠的大型高效多水源熱泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實用新型結(jié)合電廠的大型高效多水源熱泵系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實用新型結(jié)合電廠的大型高效多水源熱泵系統(tǒng)冬季供熱工作原理示意 圖。圖4是本實用新型結(jié)合電廠的大型高效多水源熱泵系統(tǒng)夏季制冷基本原理示意 圖。圖中l(wèi)-鍋爐；2-汽輪機；3-發(fā)電機；4-凝汽器；5-給水泵；6-加熱器；7-冷 卻塔；8-吸水池；9-循環(huán)水泵；10-熱泵用熱源泵；11-蒸發(fā)器；12-壓縮機；13-冷凝器； 14-膨脹閥；15-空調(diào)末端；16-熱泵用水源換熱器；17-取水泵；18-污水或地表水干渠； 20-熱泵系統(tǒng)；21-循環(huán)冷卻水系統(tǒng)；22-熱電系統(tǒng)；23-污水或地表水源取水系統(tǒng)。
具體實施方式
為理解本實用新型方案，參見附圖。圖1、圖2所示，熱泵系統(tǒng)20，包括依次連接的 蒸發(fā)器11、壓縮機12、冷凝器13和膨脹閥14 ；電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)21，連接熱電系統(tǒng)22并 與所述蒸發(fā)器11循環(huán)連接一體；污水或地表水源取水系統(tǒng)23，與所述冷凝器13循環(huán)連接 一體；壓縮機12由熱電系統(tǒng)22的汽輪機電力驅(qū)動電連接，蒸發(fā)器11輸入端通過第一閥門 連接熱電系統(tǒng)22的凝汽器4出來的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，依次通過第二閥門和熱泵用熱源泵10 連接熱電系統(tǒng)冷卻塔中的吸水池8。熱電系統(tǒng)22包括依次連接的鍋爐1、汽輪機2、凝汽器4、給水泵5和加熱器6，以 及配套電廠循環(huán)水冷卻塔7、吸水池8和循環(huán)水泵9，凝汽器輸出連接冷卻塔，循環(huán)水泵連接 在吸水池和凝汽器之間。由于水源熱泵空調(diào)器15最理想的節(jié)能運行溫度為15°C 35°C，在冬季運行中，采 用電廠循環(huán)冷卻回水作為熱泵系統(tǒng)的補充熱源，為充分利用多個水源，采用八個閥門切換 的形式完成多水源熱泵空調(diào)系統(tǒng)的制冷、制熱切換，如圖2所示。冬季閥門A、B、C、D開，閥門E、F、G、H關(guān)，鍋爐1產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽驅(qū)動汽輪 機2做功，推動發(fā)電機3發(fā)電，所發(fā)部分電力驅(qū)動熱泵系統(tǒng)的壓縮機12運行。電廠循環(huán)冷 卻水從凝汽器4出來后，一部分被熱泵系統(tǒng)利用，去加熱蒸發(fā)器11的制冷劑，降溫后送入吸 水池8，再進入凝汽器4 ；另一部分送至冷卻塔7冷卻后進入吸水池8，再進入凝汽器4。低 溫低壓液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)11被加熱并氣化，然后壓縮機12抽取蒸發(fā)器11內(nèi)汽化后的 制冷劑氣體并壓縮到冷凝器，高溫高壓的氣態(tài)制冷劑在冷凝器13內(nèi)被冷卻凝結(jié)成液體，變 成高溫高壓液體制冷劑，傳送給空調(diào)末端15。再經(jīng)膨脹閥14節(jié)流成低溫低壓液態(tài)制冷劑，如此完成一個供熱循環(huán)，如圖3所示。 夏季閥門E、F、G、H開，閥門A、B、C、D關(guān)，鍋爐1產(chǎn)生的高溫高壓蒸汽驅(qū)動汽輪機 2做功，推動發(fā)電機3發(fā)電，所發(fā)部分電力驅(qū)動熱泵系統(tǒng)的壓縮機運行。熱泵系統(tǒng)與冷源水 采用間接利用的方式(當水源水質(zhì)較好時，可通過簡單處理直接進入熱泵機組)，先要進行 凈化處理，并利用循環(huán)水泵17將污水或地表水通過輸送管道送換熱器16，通過排熱后再把 循環(huán)水送至熱泵機組的冷凝器13中，而吸收熱量后的污水或地表水則通過退水管道直接 排入污水或地表水干渠18中。高溫高壓的氣態(tài)制冷劑在冷凝器13內(nèi)被冷卻凝結(jié)成液體， 變成高溫高壓液體制冷劑，再經(jīng)膨脹閥14截流成低溫低壓液態(tài)制冷劑，低溫低壓液態(tài)制冷 劑在蒸發(fā)器11里吸收空調(diào)末端15的熱量并氣化，然后壓縮機抽取蒸發(fā)器里汽化后的制冷 劑氣體并壓縮到冷凝器，如此完成一個制冷循環(huán)，如圖4所示。電站鍋爐、汽輪機、凝汽器、給水泵和加熱器組成，配套電廠循環(huán)水冷卻塔、吸水池 和冷卻水泵；蒸發(fā)器、冷凝器、壓縮機和膨脹閥組成的熱泵機組；由熱泵機組、水源水和室 內(nèi)末端組成的水源熱泵系統(tǒng)。其低位用水一路來自于電廠冷卻循環(huán)水，一路來自于電廠周 邊的污水資源或地表水資源。多路水源的組合方式具有資源量大、溫度穩(wěn)定、有利于環(huán)保等 優(yōu)點。通過水源熱泵技術(shù)利用電廠循環(huán)冷卻水余熱冬季供熱，利用自發(fā)電力，減少熱排放的 情況下，擴大了電廠的供熱能力；通過水源熱泵技術(shù)利用電廠周邊的污水或地表水資源夏 季制冷，擴大熱泵的供應(yīng)能力。熱泵水源用水只是吸熱或排熱，對水量和水質(zhì)都不會產(chǎn)生任 何影響。
權(quán)利要求一種結(jié)合電廠的大型高效多水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于其包括，熱泵系統(tǒng)，包括依次連接的蒸發(fā)器、壓縮機、冷凝器和膨脹閥；電廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，連接熱電系統(tǒng)并與所述蒸發(fā)器循環(huán)連接一體；污水或地表水源取水系統(tǒng)，與所述冷凝器循環(huán)連接一體；所述壓縮機由熱電系統(tǒng)的汽輪機電力驅(qū)動電連接；所述蒸發(fā)器輸入端通過第一閥門連接熱電系統(tǒng)的凝汽器，依次通過第二閥門和熱泵用熱源泵連接熱電系統(tǒng)冷卻塔中的吸水池，吸水池連接凝汽器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型高效多水源熱泵系統(tǒng)，其特征在于所述熱電系統(tǒng)，包括 依次連接的鍋爐、汽輪機、凝汽器、給水泵和加熱器，以及配套電廠循環(huán)水冷卻塔、吸水池和 循環(huán)水泵，凝汽器輸出連接冷卻塔，循環(huán)水泵連接在吸水池和凝汽器之間。
專利摘要一種結(jié)合電廠的大型高效多水源熱泵系統(tǒng)，涉及制冷制熱空調(diào)領(lǐng)域。包括由蒸汽鍋爐和蒸汽輪機組成的熱電系統(tǒng)，由電廠凝汽器、冷卻裝置、循環(huán)水泵組成的電廠冷卻水系統(tǒng)，水源熱泵系統(tǒng)以及污水或地表水源取水系統(tǒng)。汽輪機所發(fā)部分電力驅(qū)動熱泵機組；冬季，熱泵利用電廠循環(huán)冷卻水作為熱源；夏季，利用電廠周邊污水或地表水源作為冷源，滿足熱泵機組對水源溫度的要求。減少冬季循環(huán)水的蒸發(fā)損失以及對環(huán)境造成的熱污染；夏季利用污水或地表水僅限于熱量的轉(zhuǎn)換，不會帶來水質(zhì)污染問題，提高運行效率。實現(xiàn)冬季供熱和夏季制冷的目的，極大的提高了能源利用率，滿足人民的生活要求，具有極強的實用價值。
文檔編號F25B30/06GK201561606SQ200920279548
公開日2010年8月25日 申請日期2009年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月6日
發(fā)明者馮江華, 劉強, 李銳, 李鵬鈞, 楊玲, 陸偉 申請人:北京恩耐特分布能源技術(shù)有限公司