一种冷热联供变电站余热利用系统及其控制方法与流程

本发明属于冷热联供，尤其涉及一种冷热联供变电站余热利用系统及其控制方法。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、由于大型变电站多建于郊外，其能源供给形式多为电能供给，供暖热源的主要形式有燃煤锅炉、电锅炉、电暖气等，而供冷主要为空调。为充分利用变压器产生的热量，当前的技术方案多收集变压器余热用于满足变电站内的供暖需求。而对变压器的余热利用主要分为两种方式：一种方式为：当变压器处于室内时，主要利用变压器周围的热空气将其抽吸利用或与空气源热泵结合供变电站内的热水需求；另一种方式为：当变电站处于室外时，多为直接利用变压器循环油，将其与水通过若干散热片换热，得到足够利用的温度的水来进行变电站冬季供暖。

3、现有技术中，中国发明专利“一种适用于变电站的余热利用系统及其工作方法”(申请号：cn202211501022.7，公布日：2023.03.24)中的余热利用系统通过两组换热器与变压器循环油换热，经过热泵空调系统升温由风机将热量提供给室内。但该系统只适用于北方地区供暖，且由于变压器运行工况的变化性，供暖系统稳定性较差；同时，该系统之对室内进行供热，而夏季变压器循环油温度更高，产生的更多的余热未得到合理利用，造成了能源浪费。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种冷热联供变电站余热利用系统及其控制方法，其能够提高系统性能，实现变压器余热与热负荷的平衡。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供了一种冷热联供变电站余热利用系统。

4、一种冷热联供变电站余热利用系统，包括：

5、供冷系统和供热系统；所述供冷系统和供热系统均与变压器相连；所述供冷系统和供热系统分别根据变电站建筑内负荷需求启动，且其中一个处于开启状态，另一个处于关闭状态；

6、在供冷系统运行时，由变压器流出的绝缘油进入油-水板式换热器，吸热后的水流入发生器进行蒸发汽化，经逆流热交换器进入吸收器形成水蒸气，再进入吸收式制冷机组冷凝器降温凝结，凝结后进吸收式制冷机组蒸发器汽化；同时，低温水蒸气进入吸收器，再送回发生器，完成供冷系统循环；

7、在供热系统运行时，由变压器流出的绝缘油进入油-防冻液板式换热器，吸热后的防冻液流入热泵蒸发器并循环工质进行换热，加压流入热泵冷凝器放热，再流入热泵蒸发器内与防冻液换热继续吸热升温，如此循环工作；热泵循环工质在热泵冷凝器中与水换热，高温高压的水流入蓄热水箱中。

8、作为一种实施方式，所述供冷系统通过第一绝缘油管与变压器相连，所述供热系统通过第二绝缘油管与变压器相连。

9、作为一种实施方式，所述第一绝缘油管上设置有制冷机组运行控制阀；所述第二绝缘油管上设置有热泵机组运行控制阀。

10、作为一种实施方式，所述蓄热水箱内设置有电加热器，当变压器循环油温度低于设定阈值时，蓄热水箱中的电加热器开始工作，使蓄热水箱温度保持稳定。

11、作为一种实施方式，在变电站建筑有热负荷需求时，蓄热水箱中的水供给用于供暖及热水负荷。

12、作为一种实施方式，在油-防冻液板式换热器中吸热后的防冻液在防冻液循环泵的驱动下流入热泵蒸发器。

13、作为一种实施方式，所述蓄热水箱通过管道与室内散热器连接。

14、作为一种实施方式，所述蓄热水箱还连接有补水管道，所述补水管道上设置有补水阀。

15、作为一种实施方式，所述油-水板式换热器和油-防冻液板式换热器均由设定波纹形状的金属片叠装并经过钎焊加工而成。

16、本发明的第二个方面提供一种冷热联供变电站余热利用系统的控制方法。

17、一种冷热联供变电站余热利用系统的控制方法，包括：

18、获取变电站建筑内的室内温度及生活热水负荷；

19、当室内温度低于第一温度阈值或有生活热水需求时，打开蓄热水箱对室内输入热水；

20、当室内温度高于或等于第二温度阈值或无生活热水需求时，将蓄热水箱与室内供热末端间的控制阀门关闭；

21、当室内温度高于第三温度阈值时，打开吸收式制冷机组进行制冷；

22、当室内温度小于或等于第四温度阈值时，关闭吸收式制冷机组；

23、其中，第二温度阈值大于第一温度阈值，第四温度阈值大于第二温度阈值，第三温度阈值大于第四温度阈值。

24、本发明的有益效果是：

25、(1)本发明的供冷系统和供热系统并联使本系统适用于更多场景，同时还拥有较高的换热效率，使得变压器的余热得到合理利用；本发明在冬季室外温度较低时，本发明用油和防冻液换热，解决了北方冬季温度达到零下，与绝缘油换热的水达到凝固点而导致换热困难的问题，夏季使用吸收式制冷机组，使变压器余热在夏季也可以得到有效利用。

26、(2)本发明考虑产热侧的变压器和用能侧匹配问题，系统中加入蓄热水箱，其中，加热水箱中的水得到可利用温度的热水并存储在蓄热水箱中，当变压器循环油温度较低，来自热泵的热量不足以维持蓄热水箱温度稳定时，蓄热水箱中的电加热器开始工作，使蓄热水箱温度保持稳定，满足建筑用热需求；在建筑有热负荷需求时，蓄热水箱中的水经水泵流向建筑，供给用于建筑内的供暖及热水负荷，提高了系统性能，实现了变压器余热与热负荷的平衡。

27、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种冷热联供变电站余热利用系统，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的冷热联供变电站余热利用系统，其特征在于，所述供冷系统通过第一绝缘油管与变压器相连，所述供热系统通过第二绝缘油管与变压器相连。

3.如权利要求2所述的冷热联供变电站余热利用系统，其特征在于，所述第一绝缘油管上设置有制冷机组运行控制阀；所述第二绝缘油管上设置有热泵机组运行控制阀。

4.如权利要求1所述的冷热联供变电站余热利用系统，其特征在于，所述蓄热水箱内设置有电加热器，当变压器循环油温度低于设定阈值时，蓄热水箱中的电加热器开始工作，使蓄热水箱温度保持稳定。

5.如权利要求1所述的冷热联供变电站余热利用系统，其特征在于，在变电站建筑有热负荷需求时，蓄热水箱中的水供给用于供暖及热水负荷。

6.如权利要求1所述的冷热联供变电站余热利用系统，其特征在于，在油-防冻液板式换热器中吸热后的防冻液在防冻液循环泵的驱动下流入热泵蒸发器。

7.如权利要求1所述的冷热联供变电站余热利用系统，其特征在于，所述蓄热水箱通过管道与室内散热器连接。

8.如权利要求1所述的冷热联供变电站余热利用系统，其特征在于，所述蓄热水箱还连接有补水管道，所述补水管道上设置有补水阀。

9.如权利要求1所述的冷热联供变电站余热利用系统，其特征在于，所述油-水板式换热器和油-防冻液板式换热器均由设定波纹形状的金属片叠装并经过钎焊加工而成。

10.一种如权利要求1-9中任一项所述的冷热联供变电站余热利用系统的控制方法，其特征在于，包括：

技术总结
本发明属于冷热联供技术领域，提供了冷热联供变电站余热利用系统及其控制方法。其中，冷热联供变电站余热利用系统包括供冷系统和供热系统；在供冷系统运行时，绝缘油进入油‑水板式换热器，吸热后的水流入发生器进行蒸发汽化，进入吸收器形成水蒸气，再进入吸收式制冷机组冷凝器降温凝结，凝结后进吸收式制冷机组蒸发器汽化；同时，低温水蒸气进入吸收器，再送回发生器；在供热系统运行时，绝缘油进入油‑防冻液板式换热器，吸热后的防冻液流入热泵蒸发器并与循环工质进行换热，加压流入热泵冷凝器放热，再流入热泵蒸发器内与防冻液换热继续吸热升温；热泵循环工质在热泵冷凝器中与水换热，高温高压的水流入蓄热水箱中。

技术研发人员：张磊,刘勇,甘露,徐大坤,李林,王浩,田珍,刁怀亮,李晓丽,姜洋彬,彭钦霖,马梦雪,郭力萍
受保护的技术使用者：山东电力工程咨询院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17