[发明专利]基于集中供热系统的中继式地源热泵加热机组技术

说明书

技术领域：

本发明应用于供热领域里的一种技术，是在集中供热的区域内，充分利用地壳浅层的低品位热源，通过热泵加热机组将集中供热的一次网回水升温，不仅最大限度地提高了热泵机组的供热辐射半径，而且极大地提高了热泵的应用领域和范围，能大幅度减少系统的一次费用，为低品位热资源的利用也开辟出一条新路。

背景技术：

目前，热泵在对低品位热能汲取过程中，利用地埋管换热器施工难度大，成本高；利用地下水、污水，在引入环节施工作业的投资也很高，且操作性较差，本发明能充分利用现有的设备资源，拓宽能源梯级利用的选择范围，并最大限度地提高了热泵机组的供热区域，而且成本低，易于操作。

发明内容：

本发明的目的是通过中继式地源热泵机组，吸收地壳浅层低品位热源，通过热泵机组的工作使集中供热管网的一次网回水温度升高；本发明技术极大地提高热泵机组的供热辐射半径，增强了热泵机组设置的灵活性，降低热泵机组的配置成本，使热泵的应用领域得到了扩展。

本发明通过如下技术方案实现：所谓中继式地源热泵加热机组的中继式是对系统规划方式和主要设备的安置位置而言。即在集中供热系统的一次网上，用户与集中供热首站之间安装一套或若干套地源热泵加热机组，通过汲取低品位热源热量作为地源热泵机组蒸发器的热源，地源热泵机组的冷凝器的进水口和出水口与集中供热的一次管网的回水管线连接，由引水泵将部分或全部一次网的回水引入地源热泵机组的冷凝器中，经过热泵机组的冷凝器一次网回水升温后重新回到一次网，循环回锅炉系统，从而实现地源热泵加热机组对一次管网热能的有效补给和远程利用，同时，切实降低了热泵系统的配置成本，增强了热泵与集中供热组合的灵活性及设备布置的选择余地。

本发明的优点：通过中继式地源热泵机组给集中供热的一次网回水加热，可提升进入锅炉的循环水温度，从而提高供热系统的整体供热能力，回水温度的提升使锅炉对回水重新循环利用加热所需的热能和时间都大大减少，间接达到节煤减排效果，提高了锅炉系统运行的经济性；冷凝器基于一次网回水温度，对其进行较高温位加热，可以使系统温升时间缩短，减少一次能源的消耗，最大限度地利用诸如污水等低品位热源，切实实现能源的梯级利用；减少了低品位热载体在输送过程上的能量消耗，使地壳浅层低品位热能利用率及系统运行效率都得到提高，也为提升供热管网传输的综合效率提供了新的供热模式；变“机械”的集中供热方式为灵活的有限离散式配置，充分利用集中供热一次管网的敷设范围大的特点，通过合理配置中继式地源热泵加热机组，可进一步提升一次管网的供热面积，实现对集中供热资源的有效调配；机组配置灵活、设备占地小、可高效利用原集中供热管网的现有管线，节省投资。

附图说明：

图1为基于集中供热系统的中继式地源热泵加热机组技术示意图。

具体实施方式：

图中：1、一次网供水；            5、蒸发器；

      2、一次网回水；            6、冷凝器；

      3、集中供热首站；          7、压缩机；

      4、中继式地源热泵机组；    8、地壳浅层低品位热能汲取系统。

图1所示为在集中供热系统的用户与换热站首站(3)间并联一套中继式地源热泵机组(4)，中继式地源热泵机组主要由蒸发器(5)、冷凝器(6)及压缩机(7)部件构成，且使冷凝器(6)与一次网回水(2)并联，介质氟立昂在蒸发器内汲取地源热能由液态变成气态，经压缩机升压约至20MPa，在冷凝器内由气态变成液态，释放的热能将一般在45℃左右的一次网回水加热使其温升不低于5℃，再将加热后的一次网回水送回集中供热一次管网，经一次网管线循环回到锅炉系统。