[发明专利]基于余热制冷的区域能源站冷却中心转移及梯级利用系统

说明书

技术领域

本发明涉及冷却水利用领域，特别涉及基于余热制冷的区域能源站冷却中心转移及梯级利用系统。

背景技术

近年来分布式能源、冷热电三联供、区域集中供冷供热等区域能源项目的在国内得到了大力推进发展，区域能源作为一种能源高效利用技术，为城市的能源供应、低碳化建设及绿色发展做出了突出的贡献。随着项目的实际推进，区域能源所面临的一系列问题也越来越突出，甚至制约了其实际推广应用。从进来在我国南方蓬勃发展并向北方推进的区域供冷项目来看，主要有以下问题：

1、能源站占地问题：因冷冻水输送半径有限，区域能源站一般建设在负荷中心(常为CBD中心、政务中心、金融聚集区等)，能源站需设置制冷系统、冷却系统、蓄能系统及配套的变配电、给排水等系统，装机容量因用地有限往往无法满足需求，常需外部电力、热力等补充；

2、冷却塔摆放及散热问题：能源站冷却塔一般集中摆放于屋顶，多组冷却塔集中摆放时对冷却塔散热能力产生较大影响，冷却能力不足时常采用辅助散热手段或放大冷却塔等处理方式，与能源高效利用原则背道而驰，极大影响能源站装机容量；能源站位于城市中心时对屋顶或外立面造型的要求将进一步影响冷却塔散热效果；

3、能源站采用附建式或(半)地下式建设时，冷却塔将占用区域其他建筑屋顶，影响城市经济性及环境；

4、冷却塔噪声问题：能源站位于城市中心时需对冷却塔噪声进行降噪处理，常用降噪手段除选用超静音冷却塔(增加较多投资)外，较多采用增加降噪格栅、添加吸声材料等，对冷却塔区进行遮挡等手段，将进一步影响冷却塔散热，影响能源利用效率，限制能源站装机容量；

5、能源来源问题：能源站采用余热制冷时，常接入附近热电厂余热蒸汽或余热热水，利用吸收式冷水机组进行制冷，由于吸收机所需冷却水量更大，影响其装机规模；常用吸收式冷水机组只能制取6℃以上冷冻水，为满足能源站所要求的大温差供冷，常采用吸收机上游串联电制冷机或冰蓄冷下游的做法，增加系统复杂度，降低可靠性。

以上问题多数和能源站冷却问题有关，一是限制装机容量，二是降低能源利用效率，三是影响城市声环境及美观。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供基于余热制冷的区域能源站冷却中心转移及梯级利用系统。

基于余热制冷的区域能源站冷却中心转移及梯级利用系统，包括热电厂余热制冷冷却中心、冷却水输送管网、能源站冷却水梯级利用系统；其中热电厂余热制冷冷却中心包括设置于热电厂的两个余热吸收式冷水机组，余热吸收式冷水机组采用梯级串联方式，且分两级将高温回水降温至所需冷却水供水温度，即得到低温冷却水；冷却水输送管网将低温冷却水输送至能源站冷却水梯级利用系统；能源站冷却水梯级利用系统包括三个以上的水冷电制冷冷水机组，三个以上的水冷电制冷冷水机组以相同梯级串联方式将低温冷却水梯级串联使用。

所述能源站冷却水梯级利用系统的串联级数大于热电厂余热制冷冷却中心，能源站冷却水梯级利用系统的串联级数之间的温差小于热电厂余热制冷冷却中心。

所述能源站冷却水梯级利用系统采用大温差运行。减少输送水量及输送能耗。

所述余热吸收式冷水机组满足大温差冷冻水制冷工况。

所述水冷电制冷冷水机组满足大温差冷却水制冷工况。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、基于解决能源站冷却问题出发，同时结合余热制冷技术，本发明提出基于余热制冷的区域能源站冷却中心转移及梯级利用系统，热电厂余热制冷冷却中心将能源站常规设置的冷却塔群转移至热电厂利用余热制冷冷却，梯级利用系统分两层：余热制冷系统的大温差梯级串联制冷系统(即热电厂余热制冷冷却中心)以及能源站的多级串联冷却系统(即能源站冷却水梯级利用系统)。本发明利用设置于热电厂的余热吸收式制冷装置梯级串联制取能源站所需低温冷却水，该冷却水温度远低于常用冷却水温度，因而可供能源站将冷却水梯级串联多级使用，可利用冷却水温差≥30℃，从而将能源站冷却中心从负荷中心转移至热电厂，极大解放能源站制冷能力，并简化能源站系统及设备，提升经济与环境效益，并通过低温冷却水进一步提升主机制冷效率。同时梯级利用的大温差的冷却水可减少输送能耗，提升运行经济性。