一种在二次网有分布式电热泵调峰装置的集中供热系统的制作方法

本发明属于供热领域，具体涉及二次网中有分布式电热泵调峰装置的集中供热系统。

背景概述

在冬季需要取暖的城市，已经较普遍的采用集中供热的方式。现有的集中供热系统包括连接供热企业所提供的热源的一次网。连接一次网，通往换热站、再经换热站通往热用户的二次网。送至用户散热器水的温度变化及调整，完全依赖于一次网的水温。在供热设施与用户数量发展速度不同步或技术及管理上的原因，在严寒季节，一次网供水的温度未能使二次网获得满足热用户进水温度的情况比较常见。以往的通过提升一次网的水温，满足二次网热用户的进水温度的需求往往超过供热企业的技术能力，高温水输送中热损失多、能耗高、波动大。而且提升一次网全网的水温需要较长的时间，不能及时解除热用户的困境。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种在二次网有分布式电热泵调峰装置的供热系统，确保送至热用户的水温维持在达标的范围，克服现有的集中供热系统存在的前述不足。

本发明的供热系统包括集中供热一次网、换热站、连接换热站与热用户的二次网、用户散热器；所作的改进是：在二次网热用户侧分布设置电热泵调峰装置；

所述的换热站包括水水换热器、二次网循环泵；

所述的分布式电热泵调峰装置中的冷凝器串接在用户散热器供水管路上，分布式电热泵调峰装置的蒸发器串接在用户散热器回水管路上；

换热站从一次网回水管路取热的结构中，在一次网回水管路的换热站取水接点（上游）与回水接点（下游）之间安装阀门，安装有分布式电热泵调峰装置的用户并联在二次网中；

在换热站从一次网供水管路取热的结构中，在二次网直接供热区至换热站之间的回水管路上设分布式电热泵调峰装置的调峰供热区。

本发明的工作原理是：

1、非调峰停机状态

由二次网循环泵提供动力，将升温后的二次网循环水沿水水换热器二次侧的出水口进入二次网供水管路末端的分布式电热泵调峰装置冷凝器二次网侧进口，然后从冷凝器用户侧出口进入用户散热器进口，经用户散热器与室内空气热交换后，循环水温度得以降低，而室温得以升高，降温后的二次网循环水沿用户散热器出口进入分布式电热泵调峰装置蒸发器用户侧进口，然后从蒸发器二次网侧出口进入二次网回水管路，沿二次网回水管路进入交换站的二次网循环泵再进入水水换热器的二次侧进水口，与一次网回水进行换热，升温后的二次网循环水经水水换热器二次侧的出水口再次进入二次网供水管路中，完成一次供热过程。

2、分布式电热泵调峰装置启动运行

开启分布式电热泵调峰装置电源，使其处于工作状态。

然后，由二次网循环泵提供动力，将升温后的二次网循环水沿水水换热器二次侧出水口进入二次网供水管路末端的分布式电热泵调峰装置冷凝器二次网侧进口，经电热泵调峰装置中的压缩机做功压缩成的高温高压的气态制冷剂在冷凝器中生成高温区，与二次网循环水换热后致使其升温，同时高温高压的气态制冷剂被冷却降温成高压液态制冷剂，高压液态制冷剂经过节流系统热力膨胀阀进行节流成为低温低压液态制冷剂，低温低压的液态制冷剂在蒸发器中吸收经过用户散热器使用后的二次网循环水的热量相变成低压气态制冷剂，压缩机再次做功将低压气态制冷剂压缩成高温高压的气态制冷剂，从而完成一个完整的逆卡诺循环过程。由此冷凝器的二次网循环水温得以升高，升温后的二次网循环水从冷凝器用户侧出口进入用户散热器进口，经用户散热器与室内空气热交换后，二次网循环水温度得以降低，而室温得以升高，降温后的二次网循环水沿用户散热器出口进入分布式电热泵调峰装置蒸发器用户侧进口，与蒸发器内低温低压液态制冷剂换热后，蒸发器内的二次网循环水温度得以降低，成为更低温度的二次网循环水后，再经蒸发器二次网侧出口进入二次网回水管路，然后沿二次网回水管路进入二次网换热站，经二次网循环泵进入水水换热器的二次侧进水口，与一次网进行换热升温，升温后的二次网循环水经水水换热器二次侧的出水口再次进入二次网供水管路中，从而完成一次分布式电热泵调峰装置的调峰过程。

本发明的积极效果是：

1、通过分布式电热泵调峰装置提取由用户散热器进入蒸发器的循环水温度，通过电压缩机做功所产生冷凝器的高温热，用以提高进入用户散热器前冷凝器内的循环水温度。

（1）由此在用户散热器形成一个高温散热区，有利于高温热就近释放在用户端提高供热品质；

（2）在二次网又能形成一个低温输送区，将有利于换取一次网回水更多的低温热量。可将一次网回水降到更低的水平，极大提高了一次管网的输送能力和供热面积。

2、本系统一次网、二次网和用户散热器的温度梯度与常规一次网供热系统比较从高至低依次为：

（1）本系统：用户散热器/一次网回水/二次网供回水;

（2）常规系统：一次网供回水/二次网供回水/用户散热器。

由于常规系统高温区集中在一次网供回水，因此在输送过程中热损失较大，而本系统高温区集中在用户散热器（最需要散热的区域），从而极大减少了输送过程中的热损失和提高了用户的热舒适度。

3、在进入用户散热器前提高相当于5kw所产生的热能，能耗对比：

经实验对比，本系统中分布式电热泵调峰装置消耗1kw电能使用户散热器获取的热量，相当于5kw电加热所获取的热量。

附图说明

图1为本发明供热系统原理图。

图2为本发明供热系统中换热站从一次网回水主管路取热的电热泵调峰供热系统结构图。

图3为本发明供热系统中换热站从一次网供水主管路取热的电热泵调峰供热系统结构图。

具体实施方式

、换热站从一次网回水主管路取热的电热泵调峰供热系统

参阅图1、图2，本发明包括集中供热一次网供水管2、一次网回水管上游1-1、一次网回水管下游1-2、一次网回水管路上下游之间的阀门4、换热站5、换热站中的水水换热器3、换热站中的二次网循环泵6、连接水水换热器3二次侧出水口通往用户端二次网供水管路7-2、用户散热器9-1、连接水水换热器3二次侧出进水口与用户端的二次网回水管路7-1，所作的改进是：在二次网用户侧分布设置电热泵调峰装置8，电热泵调峰装置8中的冷凝器8-1串接在二次网用户散热器供水管路7-2上，电热泵调峰装置8中的蒸发器8-2串接在二次网用户散热器回水管路7-1上；电热泵调峰装置8中的压缩机8-3串接在由蒸发器8-2至冷凝器8-1的闭式回路上；电热泵调峰装置8中的节流系统热力膨胀阀8-4串接在由冷凝器8-1至蒸发器8-2的闭式回路上。

本实施例中设定：

一次网回水上游管路水温为40℃，水水换热器的一次侧和二次侧的换热温差为5℃，例如：水水换热器一次侧进水口温度为40℃，水水换热器二次侧出水口温度应为35℃，由此二次网供水温度应为35℃；当二次网回水温度为28℃时，水水换热器一次侧出水口温度应为33℃，由此进入一次网回水管的温度应为33℃。

假定二次网35℃供水经电热泵调峰装置冷凝器提温至50℃，需要给压缩机输入1kw电能吸收蒸发器内循环水12℃温差相当于4kw的低温热，压缩生成冷凝器相当于5kw的高温热，才能将35℃的循环水升至50℃。

经用户散热器与室内空气热交换后温差为10℃，即用户散热器进口温度为50℃，用户散热器出口温度即为40℃。

本实施例以上设定条件下运行过程是：

首先，将一次网回水上游管路1-1中的40℃的一次网水引进换热站5中的水水换热器3一次侧的进水口，经水水换热器3二次侧的28℃二次网循环水换热降至33℃后，沿水水换热器3一次侧的出水口进入一次网回水下游管路1-2中，从而完成一次一次网回水取热过程。

开启电热泵调峰装置8电源，使其处于工作状态。

然后，由二次网循环泵6提供动力，将升温后的35℃二次网循环水沿水水换热器3二次侧的出水口、二次网供水管路7-2、进入电热泵调峰装置8中的冷凝器8-1二次网侧进水口，经电热泵调峰装置8中的压缩机8-3做功输入1kw电能压缩成的高温高压的气态制冷剂在冷凝器8-1中生成相当于5kw高温热，与35℃二次网循环水换热后致使其温升15℃成为50℃的二次网循环水，同时高温高压的气态制冷剂被冷却降温成高压液态制冷剂，高压液态制冷剂经过节流系统热力膨胀阀进行节流成为低温低压液态制冷剂，低温低压液态制冷剂在蒸发器8-2中吸收经过用户散热器9-1使用后40℃的二次网循环水相当于输入4kw产生的热量相变成低压气态制冷剂，低压气态制冷剂回到电热泵调峰装置8中压缩机8-3，压缩机8-3再次做功输入1kw电能，低压气态制冷剂再次被压缩成高温高压的气态制冷剂，从而完成一个完整的逆卡诺循环过程。升温后50℃的二次网循环水从冷凝器8-1出口沿机组用户侧的出水口进入用户散热器9-1进口，经用户散热器9-1与室内空气热交换后，50℃的二次网循环水温度降低10℃成为40℃的二次网循环水，然后沿用户散热器9-1出口进入电热泵调峰装置8中蒸发器8-2用户侧进口，40℃的二次网循环水经过与蒸发器8-2内低温低压液态制冷剂换热后，温度得以降低12℃成为28℃的二次网循环水，然后再经蒸发器8-2二次网侧出口进入二次网回水管路7-1中，沿二次网回水管路7-1进入二次网换热站5，经二次网循环泵6进入水水换热器3的二次侧进水口，与一次网回水上游管路1-1中的40℃的一次网水进行换热，再次升温至35℃，再经水水换热器3的二次侧的出水口进入二次网供水管路中，从而完成一次分布式电热泵调峰装置的调峰过程。

、换热站从一次网供水主管路取热的电热泵调峰供热系统

参阅图1、图3，包括集中供热一次网供水管2、一次网回水管上游1-1、一次网回水管下游1-2、换热站5、换热站中的水水换热器3、换热站中的二次网循环泵6、连接水水换热器3二次侧出水口与二次网上游直供用户区的用户散热器9-2的二次网供水管路7-2、二次网上游直供用户区至换热站5中水水换热器3二次侧进水（回水）口的二次侧回水管路7-1、的所作的改进是：在二次网回水管路7-1上串接调峰供热区，所述的调峰供热区用户散热器9-1之前设置电热泵调峰装置8，电热泵调峰装置8中的冷凝器8-1串接在用户散热器供水管路7-2上，电热泵调峰装置8中的蒸发器8-2串接在用户散热器回水管路7-1上；电热泵调峰装置8中的压缩机8-3串接在由蒸发器8-2至冷凝器8-1的闭式回路上；电热泵调峰装置8中的节流系统热力膨胀阀8-4串接在由冷凝器8-1至蒸发器8-2的闭式回路上。

本实施例中设定：

一次网供水管路水温为90℃，水水换热器的一次侧进口和二次侧的出口换热温差为40℃，例如：水水换热器一次侧进水口温度为90℃，水水换热器二次侧出水口温度应为50℃；水水换热器的一次侧出口和二次侧的进口换热温差为5℃，例如：水水换热器一次侧出水口温度为37℃，水水换热器二次侧进水口温度应为32℃。

由此，二次网上游直供用户区的用户散热器9-2的进水温度应为50℃，而二次网上游直供用户区的用户散热器9-2的出水温度应为40℃；进入调峰供热区的电热泵调峰装置二次网侧进水温度为40℃。

经用户散热器与室内空气热交换后温差为10℃，即用户散热器进口温度为50℃，用户散热器出口温度即为40℃。

假定二次网40℃供水经电热泵调峰装置冷凝器提温至50℃，需要给压缩机输入0.66kw电能吸收蒸发器内循环水8℃温差相当于2.67kw的低温热，压缩生成冷凝器相当于3.33kw的高温热，才能将40℃的循环水升至50℃。

当调峰供热区二次网回水温度为32℃时，水水换热器一次侧出水口温度应为37℃。

本实施例以上设定条件下运行过程是：

首先，将一次网供水管路2中的90℃的一次网水引进换热站5中的水水换热器3一次侧的进水口，经水水换热器3二次侧的32℃二次网循环水换热降至37℃后，37℃的一次网水沿水水换热器3一次侧的出水口进入一次网回水管路1-2中，从而完成一次一次网供水取热过程。

开启调峰供热区的电热泵调峰装置8电源，使其处于工作状态。

然后，由二次网循环泵6提供动力，将升温后的50℃二次网循环水沿水水换热器3二次侧的出水口、二次网供水管路7-2，进入二次网上游直供用户区的用户散热器9-2进口，经用户散热器9-2与室内空气热交换后，50℃的二次网循环水温度降低10℃成为40℃的二次网循环水，然后沿用户散热器9-2出口进入二次网回水管路7-1中，再进入调峰供热区的电热泵调峰装置8中的冷凝器8-1二次网侧进水口，经电热泵调峰装置8中的压缩机8-3做功输入0.66kw电能压缩的高温高压的气态制冷剂在冷凝器8-1中生成相当于3.33kw高温热，与40℃的二次网循环水换热后致使其温升10℃成为50℃的二次网循环水，同时高温高压的气态制冷剂被冷却降温成高压液态制冷剂，高压液态制冷剂经过节流系统热力膨胀阀8-4进行节流成为低温低压液态制冷剂，低温低压液态制冷剂在蒸发器8-2中吸收经过用户散热器9-1使用后40℃的二次网循环水相当于输入2.67kw产生的热量相变成低压气态制冷剂，低压气态制冷剂回到电热泵调峰装置8中压缩机8-3，压缩机8-3再次做功输入0.66kw电能，低压气态制冷剂再次被压缩成高温高压的气态制冷剂，从而完成一个完整的逆卡诺循环过程。升温后50℃的二次网循环水从冷凝器8-1出口沿用户侧出水口进入用户散热器9-1进口，经用户散热器9-1与室内空气热交换后，50℃的二次网循环水温度降低10℃成为40℃的二次网循环水，然后沿用户散热器9-1出口进入电热泵调峰装置8中蒸发器8-2用户侧进口，40℃的二次网循环水经过与蒸发器8-2内低温低压液态制冷剂换热后，温度得以降低8℃成为32℃的二次网循环水，然后再经蒸发器8-2二次网侧出口进入二次网回水管路7-1中，沿二次网回水管路7-1进入二次网换热站5，经二次网循环泵6进入水水换热器3的二次侧进水口，与一次网回水上游管路1-1中的90℃的一次网水进行换热，再次升温至50℃，再经水水换热器3的二次侧的出水口进入二次网供水管路中，从而完成一次分布式电热泵调峰装置的调峰过程。