申请日 2016.12.28
公开(公告)日 2017.05.24
IPC分类号 F25B30/06; F24D3/18
摘要
本发明涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种污水源热泵复合型集中供热系统，包括污水处理厂和依次连接形成供热回路的污水源热泵、供热厂和热力站，供热厂的进水口与污水源热泵的冷凝端连接，污水处理厂与污水源热泵的蒸发端连接，热力站的回水端与污水源热泵的回水端连接，热力站还与用热建筑连通。本发明通过污水源热泵系统回收污水中的热能，并将制得的热量传送至供热厂，经过供热厂的锅炉加热的回水再次进入热力站，在热力站将热量最终传递给用户。本发明具有大规模梯级利用污水厂余热、长距离供热和节约水资源的特点，通过与供热厂联合运行，提高供热厂回水的温度，相对于为供热厂锅炉进水进行了预热，减少了供热厂能源的消耗，解决污水源热泵供热距离受限的问题。
权利要求书
1.一种污水源热泵复合型集中供热系统，其特征在于：包括污水处理厂和依次连接形成供热回路的污水源热泵、供热厂和热力站，所述供热厂的进水口与所述污水源热泵的冷凝端连接，所述污水处理厂与所述污水源热泵的蒸发端连接，所述热力站的回水端与所述污水源热泵的回水端连接，所述热力站还与用热建筑连通。
2.根据权利要求1所述的污水源热泵复合型集中供热系统，其特征在于：所述热力站包括板式换热器，所述板式换热器的一次进水端与所述供热厂连接、所述板式换热器的一次出水端与所述污水源热泵连接，所述板式换热器的二次出水端与二次进水端均与所述用热建筑连接。
3.根据权利要求2所述的污水源热泵复合型集中供热系统，其特征在于：所述热力站还包括双级水源高温热泵，所述双级水源高温热泵的冷凝端与所述用热建筑连接，所述双级水源高温热泵的蒸发端与所述板式换热器的一次出水端连接，所述双级水源高温热泵的回水端与所述污水源热泵的回水端连接。
4.根据权利要求3所述的污水源热泵复合型集中供热系统，其特征在于：所述用热建筑包括远程热用户和热力站周边热用户，所述板式换热器与所述远程热用户连通，所述双级水源高温热泵的冷凝端与所述热力站周边热用户连通。
5.根据权利要求4所述的污水源热泵复合型集中供热系统，其特征在于：所述板式换热器的二次进水端与二次出水端分别与所述双级水源高温热泵的冷凝端的进水口与出水口连通。
6.根据权利要求1所述的污水源热泵复合型集中供热系统，其特征在于：所述污水处理厂的原生污水和二级出水均与所述污水源热泵的蒸发端连接。
7.根据权利要求1所述的污水源热泵复合型集中供热系统，其特征在于：所述污水处理厂的二级出水口分别与所述污水源热泵的回水端和所述供热厂的进水口连接。
8.根据权利要求7所述的污水源热泵复合型集中供热系统，其特征在于：所述污水处理厂的二级出水口与所述污水源热泵的回水端和所述供热厂的进水口连接的管道上设有泵。
9.根据权利要求1所述的污水源热泵复合型集中供热系统，其特征在于：所述供热厂与所述污水源热泵均通过一次供热管网与所述热力站连接，所述热力站与所述用热建筑通过二次供热管网连接。
10.根据权利要求1-9任一项所述的污水源热泵复合型集中供热系统，其特征在于：所述污水源热泵包括多个热泵机组，所述热泵机组的蒸发端的换热器为污水源换热器。
说明书
一种污水源热泵复合型集中供热系统
技术领域
本发明涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种污水源热泵复合型集中供热系统。
背景技术
目前我国北方地区冬季主要依靠煤、石油、天然气等矿物燃料的燃烧来供暖，我国北方城镇建筑总量为120亿平方米，其中80%采用不同规模的集中供热方式。北方城镇采暖能耗巨大约为1.81亿吨标准煤，为全国建筑能耗总量的四分之一，单位建筑供暖能耗达到15kgce/m2。煤炭的大量燃烧势必造成CO2、SO2、NOx、烟尘等污染物的增加，对空气环境极为不利，容易造成北方城镇的雾霾天气。
水源热泵是一种高效节能的供热空调技术，采用热泵从城市污水中提取热能以服务于建筑物，系统60%以上的能量来自于无需“付费”的污水，40%以下的能量来自耗电，不但可以将废弃于污水中的低品位热能再回收利用，年运行费用可节省40-60%，而且一套系统可同时实现供暖、制冷、提供生活热水的三项功能，用这种新型的供能方式代替传统的锅炉燃烧供热和电制冷环节，可以减少初投资的费用，实现建筑物附近温室气体零排放、零污染。城市污水是北方地区不可多得的热泵冷热源，它的温度一年四季相对稳定，冬季比环境温度高，夏季比环境温度低，这种温度特性使得污水源热泵比传统空调系统运行效率要高，节能和节省运行费用效果显著。
传统的集中供热系统，主要靠煤、石油、天然气等矿物燃料的燃烧来为系统提供热量，存在消耗煤、天然气等一次能源多的问题，同时这些化石燃料的燃烧造成的环境污染的问题;而城市中存在大量的低品位热源未能充分利用。一般的污水源热泵系统受自身技术的限制，供热距离有限。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是解决现有的城市供热系统中存在能源利用不充分、供热距离受限及供热效率不高的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种污水源热泵复合型集中供热系统，包括污水处理厂和依次连接形成供热回路的污水源热泵、供热厂和热力站，所述供热厂的进水口与所述污水源热泵的冷凝端连接，所述污水处理厂与所述污水源热泵的蒸发端连接，所述热力站的回水端与所述污水源热泵的回水端连接，所述热力站还与用热建筑连通。
其中，所述热力站包括板式换热器，所述板式换热器的一次进水端与所述供热厂连接、所述板式换热器的一次出水端与所述污水源热泵连接，所述板式换热器的二次出水端与二次进水端均与所述用热建筑连接。
其中，所述热力站还包括双级水源高温热泵，所述双级水源高温热泵的冷凝端与所述用热建筑连接，所述双级水源高温热泵的蒸发端与所述板式换热器的一次出水端连接，所述双级水源高温热泵的回水端与所述污水源热泵的回水端连接。
其中，所述用热建筑包括远程热用户和热力站周边热用户，所述板式换热器与所述远程热用户连通，所述双级水源高温热泵的冷凝端与所述热力站周边热用户连通。
其中，所述板式换热器的二次进水端与二次出水端分别与所述双级水源高温热泵的冷凝端的进水口与出水口连通。
其中，所述污水处理厂的原生污水和二级出水均与所述污水源热泵的蒸发端连接。
其中，所述污水处理厂的二级出水口分别与所述污水源热泵的回水端和所述供热厂的进水口连接。
其中，所述污水处理厂的二级出水口与所述污水源热泵的回水端和所述供热厂的进水口连接的管道上设有泵。
其中，所述供热厂与所述污水源热泵均通过一次供热管网与所述热力站连接，所述热力站与所述用热建筑通过二次供热管网连接。
其中，所述污水源热泵包括多个热泵机组，所述热泵机组的蒸发端的换热器为污水源换热器。
(三)有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明污水源热泵复合型集中供热系统的污水处理厂为一般城镇污水处理厂，将不同温度的污水，如原生污水或污水厂二级出水作为低品位热源，采用直接换热或间接换热方式进入污水源热泵中，在系统供热运行时，通过污水源热泵系统回收污水中的热能，并将制得的热量传送至供热厂，经过供热厂的锅炉加热的回水再次进入热力站，在热力站将热量最终传递给用户。供热厂为现在城镇一般的热源站，用于为城镇供暖系统提供热量，其回水包括两部分，一部分为市政供热管网的回水，另一部分为经污水源热泵加热后的回水。本发明污水源热泵复合型集中供热系统将污水处理厂、供热厂、热力站和污水源热泵复合成系统集中为市政建筑供热，具有大规模梯级利用污水处理厂余热、长距离供热和节约水资源的特点，利用污水源热泵回收污水处理厂中污水的热能，能够减少或抵消污水厂的碳排放量，实现碳中和效果。由于污水源热泵作为初级热源，供热距离有限，通过与供热厂联合运行，通过污水源热泵的作用回收污水中的余热资源，并将热量输送到供热厂中，提高了供热厂回水的温度，相对于为供热厂锅炉进水进行了预热，减少了供热厂能源的消耗，实现污水厂余热梯级利用，还能够解决污水源热泵供热距离受限的问题。