[發(fā)明專利]一種再利用冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310723449.6
• 申請日: 2013-12-24
• 公開（公告）號: CN103727703A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳竺;王建召;朱彤
• 申請（專利權(quán)）人: 吳竺
• 主分類號: F25B29/00
• 分類號: F25B29/00;F25B25/02;F25B27/02;F02G5/02
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 陳淑章

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分布式能源領(lǐng)域，是一種冷熱電三聯(lián)供能源系統(tǒng)。

技術(shù)背景

分布式冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)是目前分布能量系統(tǒng)的主要形式之一。公開發(fā)表的《分布式冷熱電三聯(lián)系統(tǒng)地單耗分析模型研究》（《工程熱物理學報》，第28卷第6期，2007年11月）公開了一種典型的天然氣分布式冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，如圖1所示，該系統(tǒng)以發(fā)電設(shè)備為核心，天然氣在發(fā)動機中燃燒產(chǎn)生電能供給外電網(wǎng)，或者利用部分電力驅(qū)動熱泵等進行制冷或供熱自用，俗稱第一級能源利用。發(fā)動機排放出來的高溫尾氣，驅(qū)動吸收式溴化鋰冷熱水機組或通過余熱鍋爐產(chǎn)生的蒸汽或熱水制冷或供熱，滿足用戶對冷、熱、電能量的需求，俗稱第二級能源利用。一般分布式天然氣冷熱電三聯(lián)供的熱效率在70～90%之間，排煙溫度通常在120℃以上，受制于低溫余熱利用技術(shù)的難題，現(xiàn)有技術(shù)無法進一步提高冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)的能源利用效率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，將120℃以上的低溫煙氣的溫度進一步降低，進行第三級能源利用，利用煙氣水分的冷凝潛熱，提高三聯(lián)供系統(tǒng)的能源利用率。

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)，包括發(fā)電機組、溴化鋰冷熱水機組、一級低溫煙氣換熱器、二級低溫煙氣換熱器、變配電系統(tǒng)以及壓縮式熱泵系統(tǒng)。發(fā)電機組產(chǎn)生的高溫煙氣，通過氣路管道輸送給溴化鋰冷熱水機組，溴化鋰冷熱水機組排放出低溫氣體，供給一級低溫煙氣換熱器，一級低溫煙氣換熱器排出的余熱經(jīng)煙氣排放管路排出或供給二級低溫煙氣換熱器；溴化鋰冷熱水機組中設(shè)置有生活冷/熱循環(huán)水出水管、生活冷/熱循環(huán)水進水管，溴化鋰冷熱水機利用高溫煙氣對來自用戶的生活冷/熱循環(huán)水進行熱量傳遞，將冷/熱水供給用戶；一級低溫煙氣換熱器中設(shè)置有水換熱管道，直接為用戶提供生活熱水；發(fā)電機組的電力通過變配電系統(tǒng)與外部電力并網(wǎng)連接，所輸出的部分電力輸出給用戶端，另一部分電力提供給壓縮式熱泵系統(tǒng)中的壓縮機，驅(qū)動熱泵系統(tǒng)工作；壓縮式熱泵系統(tǒng)包括電動壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器、涼水塔，壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥和蒸發(fā)器依次連接組成制冷劑回路，蒸發(fā)器與二級低溫煙氣換熱器之間通過載熱劑回路相連，低溫煙氣通過二級低溫煙氣換熱器時，將煙氣熱量傳遞給載熱劑回路中的水，流經(jīng)蒸發(fā)器時使制冷劑回路中的制冷劑吸熱蒸發(fā)，載熱劑回路水放熱后沿載熱劑回路流回二級低溫煙氣換熱器，依次循環(huán)；用戶空調(diào)的回水管道和冷水管道接入到載熱劑回路中，空調(diào)回水經(jīng)蒸發(fā)器降溫后，為空調(diào)提供冷水；冷凝器與用戶端之間通過采暖熱水回路連通，制冷劑回路中通過蒸發(fā)器收取的熱量利用壓縮機將制冷劑冷凝，在冷凝器中放出的熱量被采暖熱水回路中的水吸收，依次循環(huán)，通過采暖熱水通路提供給用戶采暖。

其中，發(fā)電機組可以采用燃氣輪機，溴化鋰冷熱水機組為煙氣型溴化鋰冷熱水機組；或者發(fā)電機組可以采用內(nèi)燃機，溴化鋰冷熱水機組為煙氣/熱水型溴化鋰冷熱水機組，內(nèi)燃機發(fā)電機組和煙氣/熱水型溴化鋰冷熱水機組間有缸套熱水循環(huán)回路；或者發(fā)電機組可以采用燃料電池，氣體燃料通過高溫燃料電池輸出直流電力，直流電通過逆變器將轉(zhuǎn)換為交流電，再輸送給變配電系統(tǒng)。

進一步，一級低溫煙氣換熱器排出的余熱通過三通閥提供給二級低溫煙氣換熱器或經(jīng)煙氣排放管路排出。

此外，蒸發(fā)器兩側(cè)的載熱劑回路上分別設(shè)置有三通閥，分別與空調(diào)回水管路或空調(diào)冷水管路連接。

再有，在采暖熱水回路與采暖熱水通路間還連接有涼水塔，采暖熱水通路中的熱水可以在通過涼水塔后經(jīng)采暖熱水回路返回冷凝器。

優(yōu)選的，所述一級低溫煙氣換熱器、二級低溫煙氣換熱器采用熱管式換熱器、板式換熱器等高效傳熱換熱器。

本發(fā)明通過溴化鋰冷熱水機組后的余熱排氣管道通過一級低溫煙氣換熱器制取生活熱水后，進一步降溫的低溫氣體通過二級低溫煙氣換熱器，將煙氣熱量傳遞給載熱劑回路中的水，煙氣被吸收熱量后進一步降溫而后被排放。載熱劑回路中的水吸收二級低溫煙氣換熱器中的煙氣熱量后，將熱量通過蒸發(fā)器傳遞給制冷劑，再通過載熱劑回路循環(huán)。制冷劑回路中的制冷劑吸熱蒸發(fā)后，通過制冷劑回路中的壓縮機，通過冷凝器放熱，所放熱量被采暖回路熱水吸收，將熱量供給用戶。

本發(fā)明通過二級換熱器回收煙氣的顯熱及大部分冷凝熱，將煙氣排放，從而收集的熱量通過載熱劑回路傳遞給制冷劑回路，供給采暖熱水。本發(fā)明的技術(shù)方案解決了冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)排放低溫氣體的再利用問題，大幅度提高了三聯(lián)供系統(tǒng)的能源利用率。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有技術(shù)公開的分布式天然氣冷熱電三聯(lián)系統(tǒng)的示意圖；

圖2是本發(fā)明冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)發(fā)電機組為燃氣輪機發(fā)電機組的示意圖；