[发明专利]区域能量分配系统和提供机械功并加热区域热能回路的热传递流体的方法

说明书

公开了一种包括地热发电站(50)的区域能量分配系统，所述地热发电站包括第一回路和第二回路。第一回路包括用于来自地热热源(10)的地热加热的水的输入流的供给管道(11)；锅炉(51)，其包括热交换器(52a、52b、52c)，所述热交换器被构造成从地热加热的水的输入流交换热以使地热发电站(50)的第二回路的工作介质过热；以及用于冷却水从锅炉(51)到地热热源(10)的返回流的返回管道(12)。第二回路包括构造成使第二回路的工作介质过热的锅炉(51)；膨胀器(53)，其被构造成使过热的工作介质膨胀，并将膨胀转换成机械功；以及冷凝器(55)，其被构造成将膨胀的工作介质转换成液相，并对区域热能回路(20)的热传递流体进行加热。区域热能回路(20)包括多个局部加热系统(200；250)，每个系统(200；250)被构造成向建筑物(40)提供热水和/或舒适加热。冷凝器(55)被构造成将区域供给管道(22)的热传递流体加热到5℃至30℃的温度。此外，公开了一种提供机械功和加热区域热能回路(20)的热传递流体的方法。

技术领域

本发明涉及区域能量分配系统和提供机械功并加热区域热能回路的热传递流体的方法。

背景技术

世界上几乎所有的大型发达城市都具有并入其基础设施中的至少两种类型的能量网；一种网用于提供电能，以及一种网用于提供空间加热和热自来水制备。用于提供空间加热和热自来水制备的普通网是提供可燃气体(通常为化石燃料气体)的供气网。由供气网提供的气体局部燃烧，以提供空间加热和热的自来水。用于提供空间加热和热自来水制备的供气网的替代物是区域加热网。电能网的电能也可用于空间加热和热自来水制备。同样，电能网的电能可用于空间冷却。电能网的电能还用于驱动冰箱和冷冻机。

因此，传统的建筑物加热和冷却系统使用诸如电和化石燃料之类的主要的高级能源或工业废热形式的能源，以提供空间加热和/或冷却，并加热或冷却建筑物中使用的水。此外，在城市中还安装区域冷却网用于空间冷却已经日益普遍。加热或冷却建筑物空间和水的过程将这种高级能量转换成具有高熵的低级废热，该废热离开建筑物并返回到环境中。

使用地热热源系统也是众所周知的，地热热源系统使用地球中可用的热能来产生例如电或机械功。然而，这些类型的系统确实释放大量的热能，这些热能通过例如冷却塔释放到周围环境中。

因此，需要一种改进的和成本有效的系统，以更好地利用可用的废热。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题中的至少一些。

根据第一方面，提供了一种区域能量分配系统。该区域能量分配系统包括地热发电站，该地热发电站包括：第一回路，该第一回路包括：用于来自地热热源的地热加热的水的输入流的供给管道；锅炉，其包括热交换器，该热交换器被构造成从地热加热的水的输入流交换热以使地热发电站的第二回路的工作介质过热；用于冷却水从锅炉到地热热源的返回流的返回管道；其中，第二回路包括：锅炉，其被构造成使第二回路的工作介质过热；膨胀器，其连接到锅炉并且被构造成允许过热的工作介质膨胀并且将膨胀转换成机械功；以及冷凝器，其被构造成将膨胀的工作介质转换成液相，并对区域热能回路的热传递流体进行加热；其中，区域热能回路包括：区域供给管道；区域返回管道；多个局部加热系统，每个局部加热系统具有连接到区域供给管道的入口和连接到区域返回管道的出口，其中，每个局部加热系统被构造成向建筑物提供热水和/或舒适加热；以及冷凝器，其被构造成将区域供给管道的热传递流体加热到5℃至30℃的温度。

区域能量分配系统被构造成将地热热源系统与区域能量分配系统以及与地热发电站相结合。因此，从地热加热的水中提取的能量可以被供应给多个局部加热系统，这些局部加热系统可以用于向建筑物提供热水和/或舒适加热。区域能量分配系统还可用于通过中央热交换器将能量返回到地热热源。此外，从地热加热的水中提取的能量可以用于产生机械功，该机械功例如可以用于产生电能。