一种生物天然气生产区及生活区供热系统技术方案

一种生物天然气生产区及生活区供热系统，其特征在于包括供热总管，在所述供热总管上并联连通有独立的生产供热系统和生活供暖系统，在所述生活供暖系统的进口端设置有开闭阀门；高温型空气源热泵机组与燃气热水锅炉分别与所述供热总管连通供热；在所述高温型空气源热泵机组与燃气热水锅炉的供、回水管道分别设置有根据季节变换进行热源切换的阀门。本发明专利技术的生物天然气生产区及生活区供热系统，采用高温型空气源热泵机组与燃气热水锅炉作为热源协调运行。根据室外气象温度高低选择高温型空气源热泵机组或燃气热水锅炉进行供热，最大程度降低能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种生物天然气生产区及生活区供热系统
本专利技术涉及生物天然气工程项目的生产及生活供热系统。
技术介绍
生物天然气是以农作物秸秆、畜禽粪污、餐厨垃圾、农副产品加工废水等各类城乡有机废弃物为原料，经厌氧发酵和净化提纯生产的绿色低碳清洁可再生的天然气，同时厌氧发酵过程中产生的沼渣沼液可生产有机肥。在生物天然气生产过程中，涉及诸多生产工程。在诸多生产工程中，尤其是发酵工程需要大量热能供物料发酵。针对生物天然气生产区及生活区分别通过锅炉供热系统供热，保证生产及生活供热需求。现行生物天然气工程生产过程多采用锅炉作为热源供热，通常能源利用率偏低、供热能耗较高。为了响应节能减排的号召，压缩生产运行成本，急需开发一套新适用于生物天然气生产及生活区的供热系统，在满足厂区日常生产及生活供热需求的同时，也能够降低能耗、提高能源利用效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供高效的生物天然气生产区及生活区供热系统，可根据室外气象温度高低选择不同能耗的热源进行供热。通过热源的协调运行，在满足生产及生活区的供热的同时，最大限度的降低能耗。为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案是一种生物天然气生产区及生活区的高效供热系统，其特征在于包括供热总管，在所述供热总管上并联连通有独立的生产区供热系统和生活区供热系统，在所述生活区供热系统的供、回水管设置有开闭阀门；高温型空气源热泵机组与燃气热水锅炉分别与所述供热总管连通供热；在所述高温型空气源热泵机组与燃气热水锅炉的进、出水管分别设置有根据季节变换进行热源切换的阀门。在所述供热总管的供热水管上、生产供热系统和生活区供热系统的供热循环泵入口端前设置有补水定压装置。在生产区供热系统和生活区供热系统的供、回水管分别设置有调节阀门；所述生产区供热系统的调节阀门依据发酵罐温度参数调节，所述生活区供热系统的调节阀门与气候补偿器连接，根据室外温度信息调节。在生产区的各个发酵罐加热系统并联连通。在各发酵罐加热系统的供、回水管上设置有热力入口装置。所述发酵罐加热系统包括发酵罐外壁加热系统、发酵罐内加热系统、发酵罐罐底加热系统。所述发酵罐外壁加热系统包括设置在发酵罐罐壁外周一侧的分水母管和汇水母管；所述分水母管和汇水母管间通过水平间隔设置的数根环状加热管连通；所述分水母管的下端与热力入口装置处的供热水管连接；所述汇水母管的下端与热力入口装置处的回水管连接；在所述分水母管、汇水母管及加热管间层外部设置有保温层。在所述分水母管和汇水母管的上端分别设置有自动排气阀。所述发酵罐内加热系统包括在发酵罐内壁的上下端处，围绕内壁以同程方式水平设置的供水母管和回水母管，所述供水母管位于内壁下端，回水母管位于内壁上端；所述供水母管和回水母管间通过有数根平行间隔的竖向加热支管连接；所述供水母管的进水端与热力入口装置处的热水供水管连通，回水母管的出水端与热力入口装置处的回水管连通。在所述回水母管上最高点设置有自动排气阀。所述发酵罐罐底加热系统为多层结构，其自上而下依次包括面层、豆石混凝土层、加热盘管层、绝热层、防水层；所述加热盘管层进水端与位于发酵罐外部的分配器中的分水管连通，出水端与分配器中的集水管连通；所述分水管与热力入口装置处的热水供水管连通，所述集水管与热力入口装置处的回水管连通。所述面层为耐腐蚀性金属板材。在所述加热盘管层与绝热层间还设置有用于固定加热盘管的金属网层。所述加热盘管包括多个供热环路；每个所述供热环路的进水端与分水管连通，出水端与集水管连通。当发酵罐顶部为双层气膜时，在双层气膜间设置有保温层。本专利技术的生物天然气生产区及生活区供热系统，采用高温型空气源热泵机组与燃气热水锅炉作为热源协调运行。根据季节不同选择高温型空气源热泵机组或燃气热水锅炉作为热源，最大程度降低能耗。当项目地区位于严寒和寒冷地区时，冬季启动燃气热水锅炉给系统供热，高温型空气源热泵机组停止运行；过渡季及夏季燃气锅炉停止运行，高温型空气源热泵机组启动运行。由于空气源热泵机组名义工况时的供热性能系数可高达3以上，远小于燃气锅炉的能源消耗，因此该协调运行系统将大大降低系统的能源消耗量，具有良好的节能性和经济性。附图说明图1，本专利技术供热系统结构示意图。图2，发酵罐外围加热系统展开结构示意图。图3，发酵罐内加热系统展开结构示意图。图4，发酵罐罐底加热系统结构示意图。图5，发酵罐底的加热盘管层结构示意图。图6，发酵罐罐底加热系统中的加热盘管的供水端与回水端与分配器中的分水管、集水管结构示意图，图中，实线为供水端，虚线为回水端。图7，图6中A方向结构示意图，图中，实线为供水端，虚线为回水端。具体实施方式针对上述技术方案，现举较佳实施例结合图示进行具体说明。供热总管1，参见图1，包括热水供水管和回水管。供热总管分别与空气源热泵机组2与燃气热水锅炉3通过管道连通。在空气源热泵机组2和燃气热水锅炉3分别与供热总管连接的管道上设置有切换阀门201，用于控制空气源热泵机组2和燃气热水锅炉3之间的切换。供热总管另一端分别与生活区供热系统4和生产区供热系统5通过管道连通。图1中，实线代表供热水管，虚线代表回水管。采用高温型空气源热泵机组与燃气热水锅炉协调运行系统，提供55℃～60℃生活和生产用热水，保证厂区生活供暖和发酵系统供热要求。当项目位于严寒和寒冷地区时，冬季启动燃气热水锅炉给系统供热，空气源热泵机组停止运行；过渡季及夏季燃气锅炉停止运行，高温型空气源热泵机组启动运行。由于空气源热泵机组名义工况时的供热性能系数可高达3以上，远小于燃气锅炉的能源消耗量，因此该协调运行系统将大大降低系统的能源消耗量，具有良好的节能性和经济性。当项目位于夏热冬冷、夏热冬暖以及温和气候分区时，可省去燃气热水锅炉系统，仅利用高温型空气源热泵机组即可达到相应的供热要求，实现更大程度的节能效果。热源采用高温型空气源热泵机组与燃气热水锅炉协调运行系统，在室外气温较高地区或气温较高季节情况时，仅通过能源利用效率高的高温型空气源热泵机组，便可实现系统供热，避免了使用能源利用率低的燃气锅炉系统供热方式，整个供热系统降低了能源消耗量，提高了能源利用率和工程的经济性。在供热总管的供热水管上设置有补水定压装置101和软化水处理102，软化水处理与自来水管连接。补水定压装置需位于生产供热系统和生活区供热系统的供热循环泵入口端前，通过补水定压装置维持供热系统压力稳定。在生活区供热系统4与供热总管连接的管道一端上依次设置有开闭阀门401和调节阀门402。开闭阀门401设置在生活区供热系统的热水管和回水管上，控制生活区供热系统的开启和关闭。调节阀门402设置在热水管和回水管间。调节阀门402上连接有气候补偿器403，气候补偿器与位于室外的温度传感器404连接。气候补偿器根据室外温度调节调节阀门402的大小控制供热旁通流量，确保生活区温度的合理和稳定。在热水供水管上设置有供热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物天然气生产区及生活区供热系统，其特征在于包括供热总管，在所述供热总管上并联连通有独立的生产供热系统和生活区供热系统，在所述生活区供热系统的进口端设置有开闭阀门；高温型空气源热泵机组与燃气热水锅炉分别与所述供热总管连通；在所述高温型空气源热泵机组与燃气热水锅炉的进、出水管分别设置有根据室外气象温度高低进行热源切换的阀门。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物天然气生产区及生活区供热系统，其特征在于包括供热总管，在所述供热总管上并联连通有独立的生产供热系统和生活区供热系统，在所述生活区供热系统的进口端设置有开闭阀门；高温型空气源热泵机组与燃气热水锅炉分别与所述供热总管连通；在所述高温型空气源热泵机组与燃气热水锅炉的进、出水管分别设置有根据室外气象温度高低进行热源切换的阀门。


2.根据权利要求1所述的生物天然气生产区及生活区供热系统，其特征在于在所述供热总管的供热水管上、生产供热系统和生活区供热系统的供热循环泵入口端前设置有补水定压装置。


3.根据权利要求1所述的生物天然气生产区及生活区供热系统，其特征在于在生产区供热系统和生活区供热系统的进口端分别设置有调节阀门；所述生产区供热系统的调节阀门依据发酵罐温度参数调节，所述生活区供热系统的调节阀门与气候补偿器连接，根据室外温度信息调节。


4.根据权利要求1所述的生物天然气生产区及生活区供热系统，其特征在于在生产区的各个发酵罐加热系统分别与生产区供热系统并联连通。


5.根据权利要求4所述的生物天然气生产区及生活区供热系统，其特征在于在各发酵罐加热系统的进、出水管设置有热力入口装置。


6.根据权利要求4所述的生物天然气生产区及生活区供热系统，其特征在于所述发酵罐加热系统包括发酵罐外壁加热系统、发酵罐内加热系统、发酵罐罐底加热系统。


7.根据权利要求6所述的生物天然气生产区及生活区供热系统，其特征在于所述发酵罐外壁加热系统包括设置在发酵罐罐壁外周一侧的分水母管和汇水母管；所述分水母管和汇水母管间通过水平间隔设置的数根环状加热管连通；所述分水母管的下端与热力入口装置处的热水供水管连接；所述汇水母管的下端与热力入口装置处的回水管连接；在所述分水母管、汇水母管及加热管夹层外部设置有保温层。

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【专利技术属性】
技术研发人员：李文涛，王春苗，陆强，
申请(专利权)人：中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司，华北电力大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61