[发明专利]城市热能综合利用系统及方法

说明书

一种城市热能综合利用系统及方法。本发明利用热力管网连接分布式的建筑制冷站与集中式的城市制热站，将建筑制冷站冷水机组冷凝器产生的高温中介水通过热力管网输送至进入城市制热站热泵机组的蒸发器端，由蒸发器进行废热回收循环装置，将热泵内经过降温后的低温中介水输出至热力管网，由热力管网将低温中介水提供至建筑制冷站。由此，本发明能够回收建筑制冷站制冷所产生的废热，将其提供至城市制热站热泵机组冷凝器端用于加热供热大网回水，并送入供水系统供城市的生活热水供应。本发明对各用冷建筑的现有制冷站改动较小，只改动冷却水系统，并且能够直接利用城市现有热力管网输送中介水，本发明能够以较小工程量和投资额实现城市热能综合利用。

技术领域

本发明涉及能源利用技术领域，具体而言涉及一种城市热能综合利用系统及方法。

背景技术

随着城市的快速发展和人们对生活品质要求的提高，夏季高温天气时，城市的制冷总需求非常大，电力瞬时供应不足现象时有发生。如果把夏季城市整体视为一个封闭的热力系统，所有的用电力或燃气驱动的制冷机本质上都不是“制造”冷量，而是把室内的热量“搬运”到室外，对城市热力系统而言，反而白白增加了电力或者燃气部分所转化的热，最终所有的热都转移到建筑周边的环境中，也即所谓的城市“热岛效应”。

现有的区域集中供冷案例，主要应用于大学城、大型公建、各类园区等，以冷热联产和热电冷联产为主，主要缺点是因为冷水供回水温度很小导致的供冷面积和辐射半径有限、输送能耗过高等。实际应用中，常常因为系统调节能力差、实际负荷和设计负荷偏差较大，或者热电冷实际需求量与设计值的偏差较大等原因，导致运行调整困难，或供冷费用居高不下，阻碍了区域集中供冷的发展。

现有技术中也有利用城市热网驱动的夏季供冷方式，依靠热电厂夏季较富裕的热能驱动建筑制冷站的热水型吸收式制冷机为建筑供冷。然而，本发明人发现，夏季热力管网的相对热损失和输送能耗本来就很大（北京可达30-50%以上），这类方式虽然能够利用夏季闲置的城市热网资源，，但是利用管道内热水驱动所引起的管网热损失和输送能耗会非常大，且驱动所需的热水温度要求高，对管网的使用寿命也会造成非常大的影响。此外，建设集中制冷站需要配置冷却塔系统对环境散热，由于冷却塔散热量大、水损耗大、城市热岛效益明显，所以缺乏现实可行的推广应用价值。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种城市热能综合利用系统及方法，本发明通过废热回收降低城市热岛效应的同时为城市提供生活热水服务，借助热力管网促进城市区域集中供冷的发展，从而有利于建立分布式建筑制冷站与城市制热站如供热厂或热电厂等之间的联网运行机制，适应既要城市宜居和又要节能减排的要求。本发明具体采用如下技术方案。

首先，为实现上述目的，提出一种城市热能综合利用方法，其步骤包括：第一步，建筑制冷站内所设置的冷凝装置将建筑制冷所产生的热量排放至中介水中，升高中介水的温度，排出高温中介水；第二步，热力管网的各个回水子管接收各所述建筑制冷站排出的高温中介水，将高温中介水汇合至热力管网的回水母管；第三步，城市制热站接收所述回水母管输入的高温中介水，吸收高温中介水中的热量，降低中介水的温度，排出低温中介水；第四步，热力管网的供水母管接收所述城市制热站排出的低温中介水，将所述低温中介水输送至各供水子管，各供水子管将所述低温中介水提供至各建筑制冷站内所设置的冷凝装置。

可选的，上述的城市热能综合利用方法，其中，所述高温中介水的水温在15℃到40℃之间。

可选的，上述的城市热能综合利用方法，其中，所述低温中介谁的水温在10℃至35℃之间。

可选的，上述的城市热能综合利用方法，其中，所述热力管网中回水母管内的水温与所述供水母管内中介水的温差为5℃至30℃之间。