[发明专利]热能提取组件

说明书

提出了一种热能提取组件(1)，该热能提取组件被配置为从热能分配网(10)提取热量和/或冷量。组件(1)包括：将组件(1)连接到网(10)的连接回路(20)；第一热交换器(30)，该第一热交换器被配置为从加热回路(40)到网(10)进行热交换；第二热交换器(50)，该第二热交换器被配置为将热量从网(10)提取到冷却回路(60)；以及多个热泵(70)，该多个热泵各自具有与加热回路(40)连接的冷凝器侧(71)以及与冷却回路(60)连接的蒸发器侧(72)，热泵(70)被配置为将热量从冷却回路(60)泵送到加热回路(40)。

技术领域

提出了一种热能提取组件。热能提取组件被配置为从热能分配网提取热能(热量和/或冷量)。

背景技术

世界上几乎所有大型发达城市都在其基础设施中结合有至少两种类型的能量分配网；一种网用于提供加热，并且一种网用于提供冷却。用于提供加热的网可以例如用于提供舒适和/或工艺加热和/或热自来水制备。用于提供加热的网可以例如用于提供舒适冷却和/或工艺冷却。

用于提供加热的常见网是提供舒适和/或工艺加热和/或热自来水制备的供气网或电网。用于提供加热的替代网是区域供热网。区域供热网用于向城市的建筑物提供经加热的传热流体(典型地呈水的形式)。集中放置的加热和泵送设施用于进行加热和对经加热的传热流体进行分配。经加热的传热流体经由一个或多个供送导管而输送到建筑物，并且经由一个或多个返回导管而返回到加热和泵送设施。在建筑物本地，来自经加热的传热流体的热量是经由包括热交换器的区域供热分站来提取的。

用于提供冷却的常见网是电网。电力可以例如用于使冰箱或冰柜运行或使空调运行以提供舒适冷却。用于提供冷却的替代网是区域供冷网。区域供冷网用于向城市的建筑物提供经冷却的传热流体(典型地呈水的形式)。集中放置的冷却和泵送设施用于进行冷却和对由此冷却的传热流体进行分配。经冷却的传热流体经由一个或多个供送导管而输送到建筑物，并且经由一个或多个返回导管而返回到加冷却和泵送设施。在建筑物本地，来自经冷却的传热流体的冷量是经由热泵来提取的。

用于加热和/或冷却的能量的使用正稳步增加，从而产生对环境的负面影响。通过提高在能量分配网中分配的能量的利用率，可以减少对环境的负面影响。因此，需要提高在能量分配网(包含现有网)中分配的能量的利用率。当涉及到工程项目时，提供加热/冷却也需要巨额投资，并且在不断努力降低成本。因此，需要改进如何为加热和冷却提供可持续的解决方案。

发明内容

本发明的目标是解决上述问题中的至少一些问题。

根据第一方面，提供了一种热能提取组件。该热能提取组件被配置为从热能分配网提取热量和/或冷量。该热能提取组件包括第一热交换器、加热回路、第二热交换器、冷却回路以及多个热泵。该第一热交换器被配置为从该加热回路到该热能分配网进行热交换。该第二热交换器被配置为将热量从该热能分配网提取到该冷却回路。该多个热泵中的每一个具有与该加热回路连接的冷凝器侧以及与该冷却回路连接的蒸发器侧。每个热泵被单独配置为将热量从该冷却回路的冷却回路传热流体泵送到该加热回路的加热回路传热流体。本热能提取组件基于在组件中使用被动和主动部分的组合。被动是指不同液压回路之间的热交换。主动是指增加的使流体温度改变超出热交换器可以实现的温度的能力。典型地，通过在不同液压回路之间泵送热量来改变流体温度。

在使用被动元件的情况下，热交换器上始终存在“温度消耗”。在分配热量时，热交换器后的温度将始终低于之前。也就是说，取热点处的最高温度要求必须始终低于分配网中的传热流体的温度。在分配冷量时，热交换器后的温度将始终较高。也就是说，取冷点处的最低温度要求必须高于分配网中的传热流体的温度。被动解决方案要求可以在合理的程度上在取热的情况下对分配网的传热流体进行冷却，并且在取冷的情况下对分配网的传热流体进行加热。否则，将不会出现液压分配热量或冷量的可能性。