[发明专利]双回路三级闭式循环区域能源站系统

说明书

技术领域：

本发明涉及一种低碳型区域集中能源供应设施和方法。

背景技术：

区域集中能源供应是一种经济、高效和环保的能源供应方式，是将来城市发展过程中基础设施建设的必然趋势，目前的区域集中能源供应方式有蒸汽或热水区域集中供热系统、单回路单级或双级开式循环区域集中能源站系统、单回路单级或双级闭式循环区域集中能源站系统。

蒸汽或热水区域集中供热系统能源来自集中锅炉房或热电厂，以枝状或环状管网向用户供应蒸汽或热水，其缺点是：热源点单一，供热安全性差；热媒介质单一，热媒参数固定，不能满足不同客户对能源多样性的要求；能源通过燃煤或燃气取得，热效率很低，而且不属于清洁能源；高温管网，热损失大；系统运行及维护费用高；能源综合成本高，用户负担重。

单回路单级或双级开式循环区域集中能源站系统能源来自地表水或地下水，系统通过水循环从表水或地下水中取得或向水中释放能量，地表水直接从水体中抽取和返还，地下水通过抽水井一回灌井循环方式取得，系统采用单回路循环，使用同一介质供热和供冷，其缺点是：需要有可以采集和应用的地下或地表水源，但地下水和地表水都会随季节变化，政府对抽取地下水和地表水的政策也有可能随时变化，能源供应安全性差；热源点单一，随着使用年限的增加，地下抽水井和回灌井有可能越变越差甚至失效，地表水也有可能干枯或被污染；热媒介质单一，使用同一介质供热和供冷，不能避免冷热冲突的发生，换热效率降低；无法将余热源及太阳能纳入系统；水质较差，换热设备易赃污结垢，系统清洗要求高，设备使用寿命短；负荷变化时，系统调整不灵活，运行成本较高；能源综合成本较高，用户负担较重。

单回路单级或双级闭式循环区域集中能源站系统能源来自地层土壤，系统通过水循环从地层中取得或向地层释放能量，采用单回路循环，使用同一介质供热和供冷，其缺点是：热源点单一，能源供应安全性差；热媒介质单一，使用同一介质供热和供冷，不能避免发生冷热冲突，换热效率降低；不太容易将余热源及太阳能纳入系统；负荷变化时，系统调整不灵活，运行成本较高；能源综合成本较高，用户负担较重。

发明内容：

本发明的目的是提供一种低投资、低能耗、高可靠性、无污染、低运转费用、适用面广、调度调节灵活、运行管理方便的低碳型区域集中能源供应设施和方法。

双回路三级闭式循环区域能源站系统，顾名思义，整个系统为封闭式水循环，系统通过热源水和冷源水双回路向用户提供冷/热能源，热源水回路向用户提供热量，冷源水回路向用户提供冷量。系统通过初级循环、次级循环和第三级循环三个级次的水循环完成能源收集、转输、使用和弃置过程。初级循环又称热源站循环，其作用是将外界能源如地热、太阳能及工业与民用余热等纳入系统，并且将系统中多余的热量释放到地层土壤中；次级循环又称中间转输循环，其作用是将热源站的能量转输到用户，或者将用户弃置的能量转输给其他用户或者转输到地热源站；第三级循环又称用户循环，其作用是将系统的能量输送到用户的耗能点，同时将用户弃置的能量接收到系统中。

从构成方面看，系统的初级循环由各类能源站组成，包括地热源站、太阳能站和余热源站，实际应用时系统可以根据具体情况设置一个或多个、一类或多类热源站，地热源站由埋地换热管组、循环水泵和管道组成，太阳能站由太阳能集热板、循环水泵和管道组成，余热源站由余热/冷回收装置、循环水泵和管道组成。系统的次级循环由循环水泵和管网组成，循环水泵可以是一组或多组，管网结构为环状加枝状管网。系统的第三级循环由用户的用能装置、循环水泵和管道组成，用户的用能装置可以是冷水机组、热水机组、冷/热水机组及热交换器等。监测控制与计量系统由温度、压力、流量、能量等传感计量仪器仪表，调节阀、控制阀、变频器等执行机构，以及计算机软件硬件等组成，监测控制和计量系统作为独立技术已经另行申请专利。