[發明專利]基于吸收式換熱的區域熱電冷聯合能源系統及其方法

有效

• 申請號: 201110254479.8
• 申請日: 2011-08-31
• 公開（公告）號: CN102331110A
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 張茂勇;張軍
• 申請（專利權）人: 北京中科華譽能源技術發展有限責任公司
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B15/06;F01K27/02;F01K11/02;F01D15/10
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

1.一種基于吸收式換熱的區域熱電冷聯合能源系統，該系統包括四部分設備，并由帶有各種水泵和閥門的管道構成的能源輸配管網連接而成；該四部分設備分別為：設置在熱電廠的用于發電和供熱的熱電廠汽輪機發電循環子系統、設置在熱電廠首站的利用余熱提高供熱和發電效率的吸收式乏汽余熱回收子系統、設置在二次網熱力站及供冷站內的吸收式換熱站/能源中心和設置在用戶建筑處的提供給供熱/空調用戶的分散式或半集中式空調熱水子系統，其中，所述熱電廠汽輪機發電循環子系統主要由汽輪機、發電機、蒸汽鍋爐、鍋爐給水加熱器組、空冷或水冷凝汽器所組成；所述吸收式乏汽余熱回收子系統主要包括由蒸發器、冷凝器、吸收器、發生器構成的吸收式乏汽余熱回收熱泵和首站汽水換熱器；所述吸收式換熱站/能源中心主要包括由一體機冷凝器、一體機蒸發器、一體機發生器、一體機吸收器構成的吸收式熱泵/高溫吸收式制冷一體機，以及中間換熱器、再生器、生活熱水換熱器；所述分散式或半集中式空調熱水子系統主要包括由調濕裝置、表冷器、風機構成的全熱驅動獨立調濕空調機組；各設備的連接關系為：

所述汽輪機的中壓抽汽出口同時與首站汽水換熱器和吸收式乏汽余熱回收熱泵的發生器的高溫側進口相連，汽輪機的乏汽出口同時與空冷或水冷凝汽器的乏汽側進口和吸收式乏汽余熱回收熱泵的蒸發器的熱源側進口相連；空冷或水冷凝汽器的凝結水出口與吸收式乏汽余熱回收熱泵的蒸發器的熱源側出口相連后經增壓泵與吸收式乏汽余熱回收熱泵的吸收器的冷卻側進口相連，并經閥門后與吸收式乏汽余熱回收熱泵的冷凝器的冷卻側出口和蒸汽鍋爐的鍋爐給水加熱器組的低溫進口相連，發生器的高溫側進口還與首站汽水換熱器的高溫側進口相連，發生器的出口與首站汽水換熱器的高溫側出口和鍋爐給水加熱器組相連，冷凝器的冷卻側出口還與首站汽水換熱器的一次網回水進口相連，首站汽水換熱器的一次網回水進口還通過閥門與吸收器的冷卻側進口相連，首站汽水換熱器的一次網供水由一次網循環泵送入吸收式熱泵/高溫吸收式制冷一體機的一體機發生器，并經過中間換熱器和再生器及生活熱水換熱器后與一體機蒸發器的熱源側進口相連，或直接經過再生器及生活熱水換熱器后與一體機蒸發器的熱源側進口相連，一體機蒸發器的熱源側出口分別與首站汽水換熱器的一次網回水、全熱驅動獨立調濕空調機組的表冷器和用戶的干式空調末端相連，一體機吸收器冷卻側進口與用戶的空調冷卻水或采暖水供水管道相連，一體機冷凝器冷卻側出口與用戶的空調冷卻水或采暖水回水管道相連，再生器再生熱水送入全熱驅動獨立調濕空調機組的調濕裝置，經調濕調溫的空氣由風機送入用戶室內送風口。

2.如權利要求1所述的基于吸收式換熱的區域熱電冷聯合能源系統，其特征在于，所述的吸收式乏汽余熱回收熱泵為多工況溴化鋰吸收式熱泵機組，其中進入蒸發器的低溫熱源類型包括汽輪機乏汽和水冷凝汽器的冷卻循環水，進入吸收器和冷凝器的冷卻水包括大溫差工況的20～35℃的一次網回水、常規溫差工況的45～70℃的一次網回水和25～45℃的空冷或水冷凝汽器5的凝結水。

3.如權利要求1所述的基于吸收式換熱的區域熱電冷聯合能源系統，其特征在于，所述的吸收式熱泵/高溫吸收式制冷一體機為冬季運行于第一種吸收式熱泵工況和夏季運行于采用80～90℃低溫熱水驅動、冷凍水出口達到7～20℃以上的高溫型吸收式制冷機工況的雙工況型結構的溴化鋰吸收式熱泵機組。

4.如權利要求1所述的基于吸收式換熱的區域熱電冷聯合能源系統，其特征在于，所述的全熱驅動獨立調濕空調機組采用吸收式溶液調濕結構或吸附式調濕結構。

5.采用如權利要求1所述系統實現全年運行調節的方法，其特征在于，包括冬季采暖階段的運行調節、夏季供冷階段運行調節和不在上述兩個階段的過渡階段運行調節三部分，具體包括以下步驟：

1)當進入冬季采暖階段時：

11)通過閥門調節汽輪機乏汽進入吸收式乏汽余熱回收熱泵的蒸發器與空冷或水冷凝汽器的比例，調節汽輪機中壓抽汽進入吸收式乏汽余熱回收熱泵的發生器和首站汽水換熱器的比例，使供熱回水全部進入吸收器和冷凝器并被加熱到85～90℃后送入一次網供水干管，或使供熱回水全部進入吸收器和冷凝器并被加熱到110～130℃后送入一次網供水干管，或使供熱回水全部進入吸收器和冷凝器并被加熱到85～90℃后再經首站汽水換熱器繼續加熱到110～130℃后送入一次網供水干管；

12)當經冷凝器加熱后的一次網供水溫度未超過85～90℃時，如有多臺吸收式熱泵并聯工作，則將蒸發器的熱源側的乏汽凝結水送入其中一臺吸收式乏汽余熱回收熱泵的吸收器和冷凝器并被加熱到不超過85～90℃后送入鍋爐給水加熱器組，當經冷凝器加熱后的一次網供水溫度超過85～90℃時乏汽凝結水不進入吸收式乏汽余熱回收熱泵而由鍋爐給水加熱器組直接加熱到所需鍋爐給水溫度，一次網供水送入吸收式換熱站/能源中心后通過吸收式熱泵/高溫吸收式制冷一體機和中間換熱器對用戶側空調及熱水系統循環水進行加熱；

13)還可根據室外天氣及各熱力站用戶需要進行一次網供回水溫度和流量的調節；

2)當進入夏季供冷階段時：

21)通過調節汽輪機乏汽進入吸收式乏汽余熱回收熱泵的蒸發器與空冷或水冷凝汽器的比例，調節汽輪機中壓抽汽進入吸收式乏汽余熱回收熱泵的發生器和首站汽水換熱器的比例，供熱回水全部進入吸收器和冷凝器并被加熱到85～90℃后送入一次網供水，或供熱回水全部進入吸收器和冷凝器并被加熱到110～130℃后送入一次網供水，或供熱回水全部進入吸收器和冷凝器并被加熱到85～90℃后再經首站汽水換熱器繼續加熱到110～130℃后送入一次網供水；

22)當經冷凝器62加熱后的一次網供水溫度未超過85～90℃時，如有多臺吸收式熱泵并聯工作，則將蒸發器61的熱源側的乏汽凝結水送入其中一臺吸收式乏汽余熱回收熱泵的吸收器和冷凝器并被加熱到不超過85～90℃后送入鍋爐給水加熱器組，當經冷凝器加熱后的一次網供水溫度超過85～90℃時乏汽凝結水不進入吸收式乏汽余熱回收熱泵而由鍋爐給水加熱器組直接加熱到所需鍋爐給水溫度，一次網供水送入吸收式換熱站/能源中心后通過驅動吸收式熱泵/高溫吸收式制冷一體機供應7～20℃的空調冷凍水送入全熱驅動獨立調濕空調機組的表冷器和干式空調末端，再通過再生器供應再生熱水驅動全熱驅動獨立調濕空調機組的調濕裝置進行空氣調濕，通過生活熱水換熱器對用戶側熱水系統循環水進行加熱，并根據室外天氣及各熱力站用戶需要進行一次網供回水溫度和流量的調節；

3)當不在上述兩個階段的過渡階段時：

31)通過閥門調節汽輪機乏汽進入吸收式乏汽余熱回收熱泵的蒸發器與空冷或水冷凝汽器的比例，調節汽輪機中壓抽汽進入吸收式乏汽余熱回收熱泵的發生器和首站汽水換熱器的比例，使供熱回水全部進入吸收器和冷凝器并被加熱到85～90℃，直接送入一次網供水干管；

32)將蒸發器的熱源側的乏汽凝結水送入吸收式乏汽余熱回收熱泵的吸收和冷凝器62并被加熱到不超過85～90℃后送入鍋爐給水加熱器組，一次網供水送入吸收式換熱站/能源中心后通過生活熱水換熱器對用戶側熱水系統循環水進行加熱，并根據各熱力站用戶需要進行一次網供流量的調節；

吸收式乏汽余熱回收熱泵除在采暖負荷高峰期外的全年運行中均由蒸發器吸收乏汽余熱后由吸收器和冷凝器將汽輪機的乏汽凝結水加熱到85～90℃左右后送入鍋爐給水加熱器組繼續加熱并送入鍋爐。