一种热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 112283785 A(43)申请公布日 2021.01.29

(21)申请号 2020111308.0(22)申请日 2020.10.22

(71)申请人 北京市热力工程设计有限责任公司

地址 100078 北京市丰台区紫芳园1区1号

楼(72)发明人 李利　石英　马锐　宋盛华　

陈鸣镝　马利军　杨冬秋　梁静　罗承淼　孙锦峰　(74)专利代理机构 北京海虹嘉诚知识产权代理

有限公司 11129

代理人 吴小灿(51)Int.Cl.

F24D 3/08(2006.01)F24D 3/02(2006.01)F24D 3/10(2006.01)

权利要求书2页 说明书4页 附图1页

F24D 19/10(2006.01)F24D 19/00(2006.01)

()发明名称

一种热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统(57)摘要

一种热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，通过电动调节阀、回水加压泵、单向热量计量装置、球阀和止回阀的组合管路在采暖热水子系统与生活热水子系统之间调配一次热网回水，以将回水所含热量继续用于系统供热，实现

能够在不需要对现有管网进行系能源梯级利用，

统改造的状况下即可增加管网供热能力，从而有利于改善城市热网热源不足、输送能力不足的局面，并同时有利于实现节能降耗、保护环境和提高能源利用效率。

CN 112283785 ACN 112283785 A

权　利　要　求　书

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1.一种热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，包括采暖热水子系统中的采暖板式换热器与生活热水子系统中的生活热水板式换热器，其特征在于，所述采暖板式换热器一次侧进口通过一次回水加压泵连接一次热网回水输入口，所述采暖板式换热器一次侧出口通过第二单向热量计量装置连接一次热网回水输出口，所述生活热水板式换热器一次侧进口通过第一单向热量计量装置连接一次热网供水输入口，所述生活热水板式换热器一次侧出口通过第三单向热量计量装置连接所述一次回水加压泵的进口端。

2.根据权利要求1所述的热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，其特征在于，所述一次回水加压泵的出口端通过左侧软接头变径管组件连接所述采暖板式换热器一次侧进口，所述一次回水加压泵的进口端通过右侧软接头变径管组件分别连接第十七球阀的一端和第五止回阀的出口，所述第五止回阀的进口通过第十五球阀分别连接所述一次热网回水输入口和所述生活热水板式换热器一次侧出口，所述第十七球阀的另一端分别连接第十八球阀的一端和第二电动调节阀的一端，所述第二电动调节阀的另一端通过第十六球阀分别连接一次热网供水输入口和所述生活热水板式换热器一次侧进口，所述第十八球阀的另一端连接第六止回阀的进口，所述第六止回阀的出口连接所述采暖板式换热器一次侧进口。

3.根据权利要求2所述的热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，其特征在于，所述第十六球阀通过第十一球阀连接所述生活热水板式换热器一次侧进口，所述第十六球阀依次通过带电动执行器的流量器、所述第一单向热量计量装置、第二Y型除污器和第三球阀连接所述一次热网供水输入口，所述第十五球阀通过第一Y型除污器和第二球阀连接所述一次热网回水输入口。

4.根据权利要求2所述的热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，其特征在于，所述第十五球阀通过第十二球阀连接第三止回阀的出口，所述第三止回阀的进口分别连接所述第三单向热量计量装置的出口和第四止回阀的进口，所述第三单向热量计量装置的进口通过第一电动调节阀连接所述生活热水板式换热器一次侧出口，所述第四止回阀的出口通过第十三球阀分别连接第一球阀的一端和第十四球阀的一端，所述第十四球阀的另一端通过所述第二单向热量计量装置连接所述采暖板式换热器一次侧出口，所述第一球阀的另一端连接所述一次热网回水输出口。

5.根据权利要求4所述的热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，其特征在于，所述第十四球阀的一端通过第六球阀连接第一流量计的进口，所述第一流量计的出口通过第二电磁阀分别连接第一安全阀的进口和第三Y型除污器的进口，所述第三Y型除污器的出口分别连接第一截止阀的一端、第二截止阀的一端和采暖循环泵的进口端，所述采暖循环泵的出口端连接所述采暖板式换热器二次侧进口，所述采暖循环泵的两端均设置有软接头变径管组件，所述第一截止阀的另一端和所述第二截止阀的另一端分别连接真空脱气机的进口和出口，所述第一安全阀的进口通过第五球阀连接采暖回水输入口。

6.根据权利要求5所述的热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，其特征在于，所述采暖板式换热器二次侧出口通过第四球阀连接采暖供水输出口，所述第一安全阀的进口通过第一电磁阀连接通往排水沟泄水口。

7.根据权利要求1所述的热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，其特征在于，所述生活热水板式换热器二次侧出口通过储水罐连接生活热水供水输出口，所述生活热水板

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权　利　要　求　书

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式换热器二次侧进口通过电磁水处理仪分别连接生活热水回水输入口和自来水输入口。

8.根据权利要求7所述的热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，其特征在于，所述电磁水处理仪连接第一止回阀的出口，所述第一止回阀的进口连接第二流量计的出口，所述第二流量计的进口依次通过第四Y型除污器和第八球阀连接所述自来水输入口。

9.根据权利要求7所述的热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，其特征在于，所述电磁水处理仪连接第二止回阀的出口，所述第二止回阀的进口通过生活热水循环泵连接第五Y型除污器的出口，所述第五Y型除污器的进口通过第九球阀连接所述生活热水回水输入口，所述生活热水循环泵的两端均设置有软接头变径管组件。

10.根据权利要求7所述的热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，其特征在于，所述储水罐的顶部出口通过第七球阀连接所述生活热水供水输出口，所述储水罐的进口依次通过第十球阀和第二安全阀连接所述生活热水板式换热器二次侧出口，所述储水罐的底部出口通过柱塞阀连接通往排水沟泄水口。

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一种热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统

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技术领域

[0001]本发明涉及用于末端建筑物的热电联产集中供热技术，特别是一种热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，通过电动调节阀、回水加压泵、单向热量计量装置、球阀和止回阀的组合管路在采暖热水子系统与生活热水子系统之间调配一次热网回水，以将回水所含热量继续用于系统供热，实现能源梯级利用，能够在不需要对现有一次管网进行系统改造的状况下即可增加管网供热能力，从而有利于改善城市热网热源不足、输送能力不足的局面，并同时有利于实现节能降耗、保护环境和提高能源利用效率。背景技术

[0002]随着社会经济的发展和城市化水平的不断提高，我国的集中供热事业发展迅猛，而热电联产集中供热也已经成为北方城镇主要的供热方式。一方面，由于集中供热系统规模大、投资高，建设速度往往不能满足急剧增长的用热负荷需求，热源不足、输送能力有限成为城市热网面临的主要问题之一；另一方面，随着国家对环境保护的日益重视，如何有效提高供热管理水平，提高能源利用效率，以实现节能降耗、保护环境，成为供热行业新的挑战。传统的热电联产供热方式一次热网回水温度普遍偏高，大量热量未被充分利用，如果能对一次回水所含热量用于供热，进一步降低回水温度，从而改善城市热网热源不足、输送能力不足的局面，对节能降耗、提高能源利用效率意义重大。发明内容

[0003]本发明针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供一种热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，通过电动调节阀、回水加压泵、单向热量计量装置、球阀和止回阀的组合管路在采暖热水子系统与生活热水子系统之间调配一次热网回水，以将回水所含热量继续用于系统供热，实现能源梯级利用，能够在不需要对现有一次管网进行系统改造的状况下即可增加管网供热能力，从而有利于改善城市热网热源不足、输送能力不足的局面，并同时有利于实现节能降耗、保护环境和提高能源利用效率。[0004]本发明的技术方案如下：

[0005]一种热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，包括采暖热水子系统中的采暖板式换热器与生活热水子系统中的生活热水板式换热器，其特征在于，所述采暖板式换热器一次侧进口通过一次回水加压泵连接一次热网回水输入口，所述采暖板式换热器一次侧出口通过第二单向热量计量装置连接一次热网回水输出口，所述生活热水板式换热器一次侧进口通过第一单向热量计量装置连接一次热网供水输入口，所述生活热水板式换热器一次侧出口通过第三单向热量计量装置连接所述一次回水加压泵的进口端。

[0006]所述一次回水加压泵的出口端通过左侧软接头变径管组件连接所述采暖板式换热器一次侧进口，所述一次回水加压泵的进口端通过右侧软接头变径管组件分别连接第十七球阀的一端和第五止回阀的出口，所述第五止回阀的进口通过第十五球阀分别连接所述一次热网回水输入口和所述生活热水板式换热器一次侧出口，所述第十七球阀的另一端分

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别连接第十八球阀的一端和第二电动调节阀的一端，所述第二电动调节阀的另一端通过第十六球阀分别连接一次热网供水输入口和所述生活热水板式换热器一次侧进口，所述第十八球阀的另一端连接第六止回阀的进口，所述第六止回阀的出口连接所述采暖板式换热器一次侧进口。

[0007]所述第十六球阀通过第十一球阀连接所述生活热水板式换热器一次侧进口，所述第十六球阀依次通过带电动执行器的流量器、所述第一单向热量计量装置、第二Y型除污器和第三球阀连接所述一次热网供水输入口，所述第十五球阀通过第一Y型除污器和第二球阀连接所述一次热网回水输入口。

[0008]所述第十五球阀通过第十二球阀连接第三止回阀的出口，所述第三止回阀的进口分别连接所述第三单向热量计量装置的出口和第四止回阀的进口，所述第三单向热量计量装置的进口通过第一电动调节阀连接所述生活热水板式换热器一次侧出口，所述第四止回阀的出口通过第十三球阀分别连接第一球阀的一端和第十四球阀的一端，所述第十四球阀的另一端通过所述第二单向热量计量装置连接所述采暖板式换热器一次侧出口，所述第一球阀的另一端连接所述一次热网回水输出口。

[0009]所述第十四球阀的一端通过第六球阀连接第一流量计的进口，所述第一流量计的出口通过第二电磁阀分别连接第一安全阀的出口和第三Y型除污器的进口，所述第三Y型除污器的出口分别连接第一截止阀的一端、第二截止阀的一端和采暖循环泵的进口端，所述采暖循环泵的出口端连接所述采暖板式换热器二次侧进口，所述采暖循环泵的两端均设置有软接头变径管组件，所述第一截止阀的另一端和所述第二截止阀的另一端分别连接真空脱气机的进口和出口，所述第一安全阀的进口通过第五球阀连接采暖回水输入口。[0010]所述采暖板式换热器二次侧出口通过第四球阀连接采暖供水输出口，所述第一安全阀的进口通过第一电磁阀连接通往排水沟泄水口。

[0011]所述生活热水板式换热器二次侧出口通过储水罐连接生活热水供水输出口，所述生活热水板式换热器二次侧进口通过电磁水处理仪分别连接生活热水回水输入口和自来水输入口。

[0012]所述电磁水处理仪连接第一止回阀的出口，所述第一止回阀的进口连接第二流量计的出口，所述第二流量计的进口依次通过第四Y型除污器和第八球阀连接所述自来水输入口。

[0013]所述电磁水处理仪连接第二止回阀的出口，所述第二止回阀的进口通过生活热水循环泵连接第五Y型除污器的出口，所述第五Y型除污器的进口通过第九球阀连接所述生活热水回水输入口，所述生活热水循环泵的两端均设置有软接头变径管组件。[0014]所述储水罐的顶部出口通过第七球阀连接所述生活热水供水输出口，所述储水罐的进口依次通过第十球阀和第二安全阀连接所述生活热水板式换热器二次侧出口，所述储水罐的底部出口通过柱塞阀连接通往排水沟泄水口。[0015]本发明的技术效果如下：本发明一种热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，属于一种利用热电联产一次热网回水供热的新型供热模式，能够为提高供热能源利用效率和节能环保提供新的有效途径。

[0016]本发明的供热系统由采暖和生活热水两个子系统组成，主要设备及附件包括：换热器、水泵、流量器、真空脱气机、储水罐、过滤器、各种阀门和自控仪表等。系统一次侧

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为三管制，分别为供水入口、回水入口和回水出口。采暖系统一次回水加压泵运转，将一次热网回水引入机组采暖换热器进行换热，加热后的采暖二次侧低温水进入末端建筑供热，进一步降温后的一次回水重新汇入城市热网回水管。当遇到极寒期不能满足供热时，可混入一定量的一次供水以提高供热温度。一次侧供热量调节由加压泵和电动调节阀共同作用完成，采暖二次侧补水定压由一次回水提供。生活热水加热由一次侧高温供水提供热量。一次供水换热降温后温度往往偏高，可混入采暖系统换热器二次换热进一步降温，然后汇入城市热网回水管。生活热水供热量调节由一次侧电动调节阀作用完成。附图说明

[0017]图1是实施本发明一种热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统结构示意图。[0018]图中附图标记列示如下：1-一次热网回水输出口；2-一次热网回水输入口；3-一次热网供水输入口；4-采暖供水输出口；5-采暖回水输入口；6-生活热水供水输出口；7-自来水输入口；8-生活热水回水输入口；9-生活热水循环泵；10-一次回水加压泵；11-采暖循环泵；12-真空脱气机；13-采暖板式换热器；14-储水罐；15-电磁水处理仪；16-生活热水板式换热器；17-通往排水沟泄水口(其与储水罐底部出口之间设置有柱塞阀)；18-通往排水沟泄水口；C1～C5-第一Y型除污器至第五Y型除污器；D-软接头变径管组件；E1～E2-第一电磁阀至第二电磁阀；H1～H2-第一流量计至第二流量计；J1～J2第一截止阀至第二截止阀；M1～M2-第一电动调节阀至第二电动调节阀；ML-带电动执行器的流量器；S1～S6-第一止回阀至第六止回阀；SV1～SV2-第一安全阀至第二安全阀；V1～V18-第一球阀至第十八球阀；W1～W3-第一单向热量计量装置至第三单向热量计量装置。具体实施方式

[0019]下面结合附图(图1)对本发明进行说明。

[0020]图1是实施本发明一种热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统结构示意图。如图1所示，一种热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统，包括采暖热水子系统中的采暖板式换热器13与生活热水子系统中的生活热水板式换热器16，所述采暖板式换热器13一次侧进口通过一次回水加压泵10连接一次热网回水输入口2，所述采暖板式换热器13一次侧出口通过第二单向热量计量装置W2连接一次热网回水输出口1，所述生活热水板式换热器16一次侧进口通过第一单向热量计量装置W2连接一次热网供水输入口3，所述生活热水板式换热器16一次侧出口通过第三单向热量计量装置W3连接所述一次回水加压泵10的进口端。所述一次回水加压泵10的出口端通过左侧软接头变径管组件D连接所述采暖板式换热器13一次侧进口，所述一次回水加压泵10的进口端通过右侧软接头变径管组件D分别连接第十七球阀V17的一端和第五止回阀S5的出口，所述第五止回阀S5的进口通过第十五球阀V15分别连接所述一次热网回水输入口2和所述生活热水板式换热器16一次侧出口，所述第十七球阀V17的另一端分别连接第十八球阀V18的一端和第二电动调节阀M2的一端，所述第二电动调节阀M2的另一端通过第十六球阀V16分别连接一次热网供水输入口3和所述生活热水板式换热器16一次侧进口，所述第十八球阀V18的另一端连接第六止回阀S6的进口，所述第六止回阀S6的出口连接所述采暖板式换热器13一次侧进口。所述第十六球阀V16通过第十一球阀V11连接所述生活热水板式换热器16一次侧进口，所述第十六球阀V16依次通

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过带电动执行器的流量器ML、所述第一单向热量计量装置W1、第二Y型除污器C2和第三球阀V3连接所述一次热网供水输入口3，所述第十五球阀V15通过第一Y型除污器C1和第二球阀V2连接所述一次热网回水输入口2。所述第十五球阀V15通过第十二球阀V12连接第三止回阀S3的出口，所述第三止回阀S3的进口分别连接所述第三单向热量计量装置W3的出口和第四止回阀S4的进口，所述第三单向热量计量装置W3的进口通过第一电动调节阀M1连接所述生活热水板式换热器16一次侧出口，所述第四止回阀S4的出口通过第十三球阀V13分别连接第一球阀V1的一端和第十四球阀V14的一端，所述第十四球阀V14的另一端通过所述第二单向热量计量装置W2连接所述采暖板式换热器13一次侧出口，所述第一球阀V1的另一端连接所述一次热网回水输出口1。

[0021]所述第十四球阀V14的一端通过第六球阀V6连接第一流量计H1的进口，所述第一流量计H1的出口通过第二电磁阀E2分别连接第一安全阀SV1的出口和第三Y型除污器C3的进口，所述第三Y型除污器C3的出口分别连接第一截止阀J1的一端、第二截止阀J2的一端和采暖循环泵11的进口端，所述采暖循环泵11的出口端连接所述采暖板式换热器13二次侧进口，所述采暖循环泵11的两端均设置有软接头变径管组件D，所述第一截止阀J1的另一端和所述第二截止阀J2的另一端分别连接真空脱气机12的进口和出口，所述第一安全阀SV1的进口通过第五球阀V5连接采暖回水输入口5。所述采暖板式换热器13二次侧出口通过第四球阀V4连接采暖供水输出口4，所述第一安全阀SV1的进口通过第一电磁阀E1连接通往排水沟泄水口18。所述生活热水板式换热器16二次侧出口通过储水罐14连接生活热水供水输出口6，所述生活热水板式换热器16二次侧进口通过电磁水处理仪15分别连接生活热水回水输入口8和自来水输入口7。所述电磁水处理仪15连接第一止回阀S1的出口，所述第一止回阀S1的进口连接第二流量计H2的出口，所述第二流量计H2的进口依次通过第四Y型除污器C4和第八球阀V8连接所述自来水输入口7。所述电磁水处理仪15连接第二止回阀S2的出口，所述第二止回阀S2的进口通过生活热水循环泵9连接第五Y型除污器C5的出口，所述第五Y型除污器C5的进口通过第九球阀V9连接所述生活热水回水输入口8，所述生活热水循环泵9的两端均设置有软接头变径管组件D。所述储水罐14的顶部出口通过第七球阀V7连接所述生活热水供水输出口6，所述储水罐14的进口依次通过第十球阀V10和第二安全阀SV2连接所述生活热水板式换热器16二次侧出口，所述储水罐14的底部出口通过柱塞阀连接通往排水沟泄水口17。

[0022]本发明基于末端建筑低温供热技术的应用，提出了一种热电联产热网能源梯级利用的新型供热系统模式，不需要对现有管网系统进行改造即可增加管网供热能力，与此同时也提高了能源利用效率。本发明通过对一次回水所含热量用于供热，进一步降低回水温度，从而改善城市热网热源不足、输送能力不足的局面，对节能降耗、提高能源利用效率意义重大。

[0023]在此指明，以上叙述有助于本领域技术人员理解本发明创造，但并非本发明创造的保护范围。任何没有脱离本发明创造实质内容的对以上叙述的等同替换、修饰改进和/或删繁从简而进行的实施，均落入本发明创造的保护范围。

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