一种利用既有供热管网实现夏季供冷的系统的制作方法

本实用新型涉及集中供暖领域，尤其涉及一种利用既有供热管网实现夏季供冷的系统。

背景技术：

寒冷季节可以向室内供暖设备提供源源不断地热水提高室内温度，当然在炎热季节，也可以向室内供暖设备注入凉水或零摄氏的冰水以降低室内温度。即冷热双供式集中供能系统比空调更节省能源，也比空调更环保。

然而，由于集中供热系统设备设施是按照采暖计算、设计、选型和安装的，若想实施冷热双供系统，就需要对目前的集中供热系统进行大规模改造，其改造费用巨大，经济性不强。

为了克服冷热双供系统改造费用巨大、经济性不强的问题，有必要提供一种利用既有供热管网实现夏季供冷的系统。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种利用既有供热管网实现夏季供冷的系统，常规冷热双供系统改造费用巨大，究其原因是不仅增加能源站供冷能力，同时还增加原机房面积，本实用新型仅增加能源站供冷能力，不增加机房面积，既节省改造费用，又使集中供热系统满足供冷需求。

实现本实用新型目的的技术方案如下：

一种利用既有供热管网实现夏季供冷的系统，包括：

既有供热系统，包括制热设备、环状供水管和环状回水管，所述制热设备通过环状供水管和环状回水管向多个用户集中供热，每个用户与环状供水管、环状回水管和制热设备均连通成供热环路；

新增供冷系统，包括制冷设备和新增蓄能槽，所述制冷设备与所述新增蓄能槽均与环状供水管网和环状回水管网连通，所述制冷设备和所述新增蓄能槽的安装位置与所述制热设备的安装位置不同。

作为本实用新型的进一步改进，所述制热设备安装在既有供热系统的原机房，所述制冷设备和所述新增蓄能槽安装在靠近用户的空地。

作为本实用新型的进一步改进，所述制冷设备和所述新增蓄能槽安装在不同的空地。

作为本实用新型的进一步改进，所述制冷设备在夜间向所述新增蓄能槽储存冷量；

所述新增蓄能槽在日间向用户释放冷量。

作为本实用新型的进一步改进，所述制冷设备在日间向用户提供冷量。

作为本实用新型的进一步改进，所述制冷设备和所述新增蓄能槽择一向用户提供冷量。

作为本实用新型的进一步改进，在夜间所述制冷设备与所述新增蓄能槽和至少一个用户连通，所述制冷设备既向所述新增蓄能槽存储冷量，又向所述至少一个用户供冷。

作为本实用新型的进一步改进，不同的所述制冷设备安装在不同区域，不同的所述新增蓄能槽安装在不同区域。

作为本实用新型的进一步改进，所述制冷设备和所述新增蓄能槽为多个；

多个制冷设备同时向不同新增蓄能槽储存冷量；

多个新增蓄能槽同时向多个用户释放冷量。

作为本实用新型的进一步改进，所述新增供冷系统集中向多个用户供冷。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、常规冷热双供系统改造费用巨大，究其原因是不仅增加能源站供冷能力，同时还增加原机房面积，本实用新型仅增加能源站供冷能力，不增加机房面积，既节省改造费用，又使集中供热系统满足供冷需求。

2、由于集中供热系统供热运行的流量普遍大于常规单独供冷系统运行的流量，本实用新型的新增供冷系统与常规单独供冷系统相比，新增供冷系统流动的冷水温度高于常规单独供冷系统流动的冷水温度，新增供冷系统流动的冷水流量大于常规单独供冷系统流动的冷水流量。

3、本实用新型的至少一个制冷设备和至少一个新增蓄能槽采用分散式布置，无需开辟专用场地安装或扩建机房，减少机房投资；另外，本实用新型的制冷设备和新增蓄能槽靠近用户设置，并且制冷设备和新增蓄能槽在用户周围选择空地或闲地安装，既占地面积小、布置灵活，又减小冷能输送途中的能量损失和输送成本。

4、本实用新型的环状供水管网和环状回水管网可在不同时段随用户数量的增多而增加制冷设备及蓄能槽，不受原机房的位置和面积限制，设置方式更灵活。

附图说明

图1为既有供热管网的原理图；

图2为常规冷热双供系统改造的原理图；

图3为本实用新型实施例一种利用既有供热管网实现夏季供冷的系统原理图；

图4为图3中蓄热工况示意图；

图5为图3中蓄冷工况示意图；

图6为图3中释热工况示意图；

图7为图3中释冷工况示意图；

图8为图3中直接供热工况示意图；

图9为图3中直接供冷工况示意图；

附图标记：100、原制热设备；200、原蓄能槽；300、用户；400、原机房；400′、改造机房；500、新增蓄能槽；600、新增制冷机。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实施方式中所涉及的“和/或”关键词，表示和、或两种情况，换句话说，本实用新型实施例所提及的a和/或b，表示了a和b、a或b两种情况，描述了a与b所存在的三种状态，如a和/或b，表示：只包括a不包括b；只包括b不包括a；包括a与b。

同时，本实用新型实施例中，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中组件。当一个组件被认为是“相连通或者连通”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于或安装于”另一个组件，它可以是直接设置/安装在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本实用新型实施例中所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明目的，并不是旨在限制本实用新型。

需要说明的是，为了对本实用新型进行更为详细的说明，以使本领域技术人员能够更为清楚、明白的理解本实用新型，进而支持本实用新型所要解决的技术问题以及对应所能达到的技术效果，特在介绍本实用新型之前，针对其所涉及的术语名词作出如下解释：

回水管，指的是循环管系中仅通过循环流量的管段，即供水点至出水有两条管路，一条是供水管，另一条是回水管，供水管网在间隔一定时间后水会降温/升温，由水泵从回水管网中回收重新加温/降温；生产冷媒的设备称作制冷设备，生产热媒的设备称作制热设备，制热设备是发出热量的设备，如局部锅炉房、区域锅炉房、热电厂等；制冷设备是发出热量的设备，如制冷机，制冷机是使用各种制冷机组用来制备低温冷水，向空调系统提供冷量。

本领域技术人员可以理解，上述“回水”、“供水”、“连通”并非是对“管”功能进行的限定，而仅仅只是起区分作用。换句话说，回水管、供水管、连通管均可使用同一种管道，或者不同种管道，或者部分相同、部分不同的管道，对此本实用新型并不做限定，只要能够实现液体输送的管道，均适用于本实用新型，也均在本实用新型的保护范围之内。

请参阅图1，图1为既有供热管网的原理图。本实用新型实施例的既有供热管网，指的是城市集中供热系统的供热管网。集中供热系统是指集中热源所产生的蒸汽或热水，通过供热管网供给一个城市（镇）或部分区域生产、采暖和生活所需的热量。集中热源一般为热电厂、集中锅炉房、工业余热、地热或低温核能等。供热就是用人工方法向室内供给热量，保持一定的室内温度。城市集中供热系统由集中热源、供热管网和散热设备三个主要部分组成。集中热源和散热设备分别设置，用供热管网相连接，由集中热源向各个用户供给热量。供热管网根据所输送的供热介质不同，分为热水管网和蒸汽管网，按照同向敷设管道数目不同，分为单管、双管和多管系统。本实用新型实施例是基于热水管网的双管系统，改造出冷热双供系统。

冷热双供系统改造，是集中热源除了用户供热之外，还要在供冷季向用户提供冷量。集中供冷系统是一种利用中心制冷站制取冷水并通过输配管网向用户提供冷量的集中供冷系统，由冷源、制冷站、输配管网和用户设备四部分组成。请参阅图2，现有的冷热双供系统改造，常规做法是在原机房的基础上扩建出改造机房，利用改造机房建设冷源和制冷站，由于改造机房的扩建需要投入众多成本，图2所示的传统改造方式存在改造费用大的缺陷。

请参阅图3，图3为本实用新型实施例的一种利用既有供热管网实现夏季供冷的系统原理图。本实用新型实施例的一种利用既有供热管网实现夏季供冷的系统，包括既有供热系统和新增供冷系统，既有供热系统包括制热设备、环状供水管和环状回水管，制热设备通过环状供水管和环状回水管向多个用户集中供热，每个用户与环状供水管、环状回水管和制热设备均连通成供热环路；新增供冷系统包括制冷设备和新增蓄能槽，制冷设备与新增蓄能槽均与环状供水管网和环状回水管网连通，制冷设备和新增蓄能槽的安装位置与制热设备的安装位置不同。本实用新型实施例利用分散式制冷设备和蓄冷槽，实现了既有供热管网的最大化资源利用！

常规冷热双供系统改造费用巨大，究其原因是不仅增加能源站供冷能力，同时还增加原机房面积，本实用新型仅增加能源站供冷能力，不增加机房面积，既节省改造费用，又使集中供热系统满足供冷需求。

本实用新型实施例的制冷设备，可以是热泵，也可以是制冷机组，制冷机组是利用电能制冷，热泵是利用其他能源制冷，制冷设备制冷后产生的低温冷水通过既有供热管网和换冷站输送给用户，用户通过末端设备调节温度。由末端设备使用的高温水通过既有供热管网输送到冷却塔。末端设备冬季采暖时升高空气温度、夏季供冷时降低空气温度。

需要说明的是，本实用新型实施例的既有供热管网，在供暖季采用25℃左右的供/回水温差，而供冷季采用5℃～10℃左右的供水/回水温差，因此，供冷季既有管网的流量是供热季既有管网流量的5倍左右。为了克服供冷季既有管网流量变大的弊端，本实用新型实施例的制冷设备数量大于制热设备数量，并且多个制冷设备采用分散式分布，制冷设备靠近不同用户设置，这样既有管网加速低温冷水循环，确保靠近本制冷设备的用户用冷需求。也就是说，本实用新型实施例把用户划分成多个单元，每个单元设置制冷设备和蓄冷槽，每个单元的制冷设备和蓄冷槽优先满足本单元内用户的用冷。

由于本实用新型实施例的制冷设备有多个，制冷设备可以采用热电联产方式或热泵机组，热电联产效率可达90％，因此节能效果显著、经济性优异。热泵机组是一种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的节能装置。热泵就像泵那样，把不能直接利用的低位热源(如空气、土壤、水中所含的热能、太阳能、工业废热等)转换为可以利用的高位热能，从而达到节约部分高位能(如煤、燃气、油、电等)的目的。根据供热时所采用的地位热源分类，热泵可分为：空气源热泵、水源热泵和低源热泵。热泵机组是由压缩机—换热器——吸热器—压缩机等装置构成的一个循环系统。冷媒在压缩机的作用下在系统内循环流动，在压缩机内完成气态的升压升温过程（温度高达100℃），它进入换热器后与水/风进行热量交换，冷媒被冷却并转化为流液态，当冷媒运行到吸热器后，液态冷媒迅速与高温水换热，液态冷媒吸收高温水热量蒸发再次转化为气态，同时温度下降至零下20℃——30℃，冷媒不断地循环就实现了高温水转变成低温水的过程。

在众多实施例中，本实用新型实施例的制热设备安装在既有供热系统的原机房，制冷设备和新增蓄能槽安装在靠近用户的空地。制冷设备和新增蓄能槽安装在不同的空地。

在一些实施例中，制冷设备在夜间向新增蓄能槽储存冷量；新增蓄能槽在日间向用户释放冷量。这样制冷设备可利用削峰填谷的电力策略提前储存冷能，降低夏季供冷系统的供冷能耗。当新增储冷槽在日间无法满足全时段的用户用冷需求时，本实用新型实施例的制冷设备在日间向用户提供冷量。

当然，考虑到既有供热管网供冷工况下的流量需求，在特殊实施例中，制冷设备和新增蓄能槽择一向用户提供冷量。即：在同一时间节点，至少一个制冷设备向一部分用户供冷，至少一个新增蓄能槽向另一部分用户供冷。

优选每个制冷设备对应一个新增蓄能槽，向一部分用户供冷的制冷设备，其对应的新增蓄能槽暂时不释冷；向另一部分用户供冷的新增蓄能槽，其对应的制冷设备暂时不制冷。

考虑到夜间一些用户可能会用冷，在本实用新型实施例中，夜间制冷设备与新增蓄能槽和至少一个用户连通，制冷设备既向新增蓄能槽存储冷量，又向至少一个用户供冷。

为了更好的实现新增供冷系统的分散式理念，本实用新型实施例的不同的制冷设备安装在不同区域，不同的新增蓄能槽安装在不同区域。在一些实施例中，制冷设备和新增蓄能槽为多个；多个制冷设备同时向不同新增蓄能槽储存冷量；多个新增蓄能槽同时向多个用户释放冷量。本实用新型实施例的新增供冷系统集中向多个用户供冷。

本实施例的环形管网包括第一环形管道和第二环形管道，第一环形管道和第二环形管道与供能单元和用能单元同时连通；第一环形管道作为蓄能输配管网的供应流体通道，第一环形管道从供能单元接收供应流体并把供应流体输出给用能单元；第二环形管道作为蓄能输配管网的回收流体通道，第二环形管道从用能单元接收回收流体并把回收流体输出给供能单元。

本实施例的供能单元包括原制热设备、新增蓄能槽和新增制冷机，本实施例的用能单元包括用户。原制热设备、新增蓄能槽、新增制冷机和用户均与第一环形管道和第二环形管道连通。具体地，原制热设备、新增蓄能槽、新增制冷机和用户通过不同接入点与第一环形管道连通，原制热设备、新增蓄能槽、新增制冷机和用户通过不同接入点还与第二环形管道连通。

第一环形管道上设有多个第一流体接收管件和n个第二流体输出管件；第二环形管道上设有n个第三流体接收管件和多个第四流体输出管件；多个供能设备对应多个第一流体接收管件和多个第四流体输出管件，n个用能用户对应n个第二流体输出管件和n个第三流体接收管件。

上述的原制热设备、新增蓄能槽、新增制冷机等多个供能设备中，至少两个供能设备在第一环形管道外侧和第二环形管道外侧并联之后，从第一环形管道的同一接入点与第一环形管道连通，从第二环形管道的同一接入点与第二环形管道连通。

第一环形管道上设有多个第一流体接收管件；第二环形管道上设有多个第四流体输出管件。多个用户中，至少两个用户在第一环形管道外侧和第二环形管道外侧并联之后，从第一环形管道的同一接入点与第一环形管道连通，从第二环形管道的同一接入点与第二环形管道连通。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。