[發明專利]一種化石燃料與地熱相結合的生活熱水-電聯供系統及方法

有效

• 申請號: 201010251506.1
• 申請日: 2010-08-11
• 公開（公告）號: CN102373998A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發明（設計）人: 金紅光;韓巍;孫流莉
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;F03G4/00;F02B63/04;F22B1/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種化石燃料與地熱相結合的生活熱水-電聯供系統，其特征在于，包括：

發電設備，包括內燃機和發電機，用于將燃料的化學能轉化為煙氣的熱能，然后一部分熱能轉化為電能，另一部分由煙氣和缸套水帶出；其中內燃機的排煙出口與蒸汽發生裝置煙氣側入口相連接；

蒸汽發生裝置，用于產生吸收式熱泵所需的驅動蒸汽，其煙氣出口與換熱設備中的煙氣余熱換熱器相連接，冷側進出口分別與吸收式熱泵驅動熱源的凝水出口和蒸汽入口連接；

吸收式熱泵，以來自蒸汽發生裝置的蒸汽為驅動熱源，以地下水為低溫熱源，用于將自來水預熱；驅動熱源進出口分別連接蒸汽發生裝置的蒸汽出口和給水進口，低溫熱源的進出口分別連接地下水的供回水管路，熱水側進出口分別連接自來水供水管路和液體分流設備入口；

換熱設備，包括煙氣余熱換熱器和板式換熱器，用于實現冷、熱物流間的熱量交換，其中煙氣余熱換熱器熱側出口通向大氣環境，冷側進出口分別與液體分流設備的出口和蓄熱儲存設備相連接，板式換熱器熱側進出口分別與低溫熱源循環系統的出口和入口相連接，冷側進出口分別與液體分流設備的出口和蓄熱儲存設備相連接；

蓄熱儲存設備，用于儲存系統產生的熱水，并保溫；其進口連接煙氣余熱換熱器和板式換熱器的熱水出口，出口連接生活熱水供水管道；

液體分流設備，用于將預熱后的水分流成兩股，其進口與吸收式熱泵熱水出口相連接，兩個出口分別與煙氣余熱換熱器和板式換熱器冷側入口相連接。

2.根據權利要求1所述的化石燃料與地熱相結合的生活熱水-電聯供系統，其特征在于，所述蒸汽發生裝置為余熱鍋爐，該余熱鍋爐的煙氣出口與煙氣余熱換熱器相連接，冷側進出口分別與吸收式熱泵驅動熱源的凝水出口和蒸汽入口連接接。

3.根據權利要求1所述的化石燃料與地熱相結合的生活熱水-電聯供系統，其特征在于，所述蓄熱儲存設備為蓄熱水罐，其進口連接煙氣余熱換熱器和板式換熱器的熱水出口，出口連接生活熱水供水管道。

4.根據權利要求1所述的化石燃料與地熱相結合的生活熱水-電聯供系統，其特征在于，所述液體分流設備為分流器，其進口與吸收式熱泵熱水出口相連接，兩個出口分別與煙氣余熱換熱器和板式換熱器冷側入口相連接。

5.根據權利要求1所述的化石燃料與地熱相結合的生活熱水-電聯供系統，其特征在于，所述吸收式熱泵與煙氣余熱換熱器或板式換熱器串聯，用于生活熱水的分階段加熱，自來水先進入吸收式熱泵被加熱到一定溫度再進入煙氣余熱換熱器或板式換熱器，再被加熱到60℃。

6.根據權利要求5所述的化石燃料與地熱相結合的生活熱水-電聯供系統，其特征在于，所述60℃的生活熱水先貯存于蓄熱儲存設備中，再按需要供給用戶。

7.一種化石燃料與地熱相結合的生活熱水-電聯供方法，應用于權利要求1所述的系統，其特征在于，該方法包括：

燃料先進入內燃機驅動內燃機發電機組發電，排煙依次進入蒸汽發生裝置和煙氣余熱換熱器，在蒸汽發生裝置中產生蒸汽去驅動吸收式熱泵，吸收式熱泵以地下水為低溫熱源，將自來水先預熱，預熱后的自來水再進入煙氣余熱換熱器或者進入以內燃機缸套水、潤滑油和間冷水為熱流體的板式換熱器，被加熱后自來水被送入蓄熱儲存設備。

8.根據權利要求7所述的化石燃料與地熱相結合的生活熱水-電聯供方法，其特征在于，所述內燃機排煙時，先進入余熱鍋爐產生蒸汽驅動吸收式熱泵，再進入煙氣余熱換熱器加熱生活熱水，最后排空。

9.根據權利要求7所述的化石燃料與地熱相結合的生活熱水-電聯供方法，其特征在于，該方法進一步包括：被送入蓄熱儲存設備的自來水進一步按需供給用戶。

10.根據權利要求7所述的化石燃料與地熱相結合的生活熱水-電聯供方法，其特征在于，當生活熱水供大于求時，多余部分儲存于蓄熱水罐中，當生活熱水供小于求時，用蓄熱水罐中儲存的熱水補充，用蓄熱水罐來滿足不同時間對生活熱水需求量的變化，以使系統在盡量在穩定工況下運行。