[發(fā)明專利]通過(guò)并入水源高溫?zé)岜玫钠姽采姀S廢熱源利用的方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201580062401.2
• 申請(qǐng)日: 2015-09-14
• 公開（公告）號(hào): CN107003012A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 達(dá)科·雇里卡尼克;喬治·科勒普;史坦·布尼尼克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 馬里博爾大學(xué)
• 主分類號(hào): F24D3/18
• 分類號(hào): F24D3/18;F24D19/10;F01K1/00;F02G5/04
• 代理公司: 北京商專永信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11400
• 代理人: 葛強(qiáng),黃謙

技術(shù)領(lǐng)域

本專利申請(qǐng)的目標(biāo)是關(guān)于組合熱以及發(fā)電系統(tǒng)廢熱回收(即汽電共生電廠)的方法及裝置，其中并入的水源高溫?zé)岜美弥辽僖粋€(gè)汽電共生單元的廢熱源。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)使用熱泵通過(guò)使用廢熱回收來(lái)提高組合的熱及電力系統(tǒng)的加熱功率，該熱泵在許多設(shè)計(jì)中已加以采用。根據(jù)US2006037349專利，使用廢熱來(lái)改善熱泵式空調(diào)的加熱性能，或者防止熱泵式空調(diào)的室外熱交換器損壞。EP2299098中公開另一種解決方案，其包括空氣源式熱泵以利用汽電共生單元的廢熱源，其中類似于前述的方案，與水源熱泵潛力相比，所揭示方法的主要缺點(diǎn)是相當(dāng)?shù)偷臒嵝阅芟禂?shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是關(guān)于組合熱及電力系統(tǒng)，其中使用至少一個(gè)并入水源高溫?zé)岜脤⒌蜏責(zé)崃繌闹辽僖粋€(gè)廢熱源提升到較高溫度的熱輸出，其可以由至少一個(gè)用于空間或處理過(guò)程加熱消耗器，優(yōu)選地在區(qū)域加熱的范圍內(nèi)加以使用。重要的是要注意到根據(jù)本發(fā)明的熱泵用于加熱及升高熱分配網(wǎng)絡(luò)的回流管線中傳熱介質(zhì)的溫度，其中當(dāng)在正常操作條件下操作時(shí)，熱分配網(wǎng)絡(luò)的前向管線中熱傳遞介質(zhì)的設(shè)計(jì)(即操作)溫度基本上高于60℃。可以理解，熱分配網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作條件是在調(diào)試及預(yù)熱處理過(guò)程之后提供，其中至少在至少短時(shí)間內(nèi)成功地實(shí)現(xiàn)及維護(hù)熱分配網(wǎng)絡(luò)的基本設(shè)計(jì)溫度(即建立)，因此至少一個(gè)內(nèi)燃機(jī)被打開以及在連續(xù)運(yùn)作中通過(guò)在燃燒處理過(guò)程中燃燒燃料來(lái)操作，以及至少一個(gè)熱泵被打開以及操作作為液-氣相變化熱循環(huán)處理過(guò)程(即，熱泵原理)及廢熱源利用。因而至少一個(gè)內(nèi)燃機(jī)及至少一個(gè)熱泵在分配網(wǎng)絡(luò)的范圍內(nèi)用于各別地提供第一及第二熱源，其中各別單元基本上操作于最小及最大額定值(即滿載)工作電源之間范圍內(nèi)，最好在正常額定功率下連續(xù)運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生最高功率。

現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的示范性實(shí)施例，即在熱分配網(wǎng)絡(luò)(即優(yōu)選地至少一個(gè)閉合回路加熱系統(tǒng))中具有并入水源高溫?zé)岜玫钠姽采姀S的示意圖。

附圖說(shuō)明

圖1顯示出具有并入水源高溫?zé)岜?HP)的汽電共生電廠可選實(shí)施例的示意圖，其具有用于熱泵原理的操作的冷凝器及蒸發(fā)器單元，其中顯示出以及標(biāo)記以下項(xiàng)目：具有原動(dòng)機(jī)的汽電共生單元(CHP)，優(yōu)選地具有適配發(fā)電機(jī)(G)的內(nèi)燃機(jī)(ICE)，包括管線網(wǎng)絡(luò)(P1-P19)，閥(V1-V3)及泵(PU1-PU4))的熱分配回路，其與具有熱交換器(HE1-HE3)，艙口(H1-H4)，風(fēng)扇(F1)，外部冷卻系統(tǒng)(CT1)，大氣環(huán)境溫度(O)及控制溫度傳感器(T1-T13)的熱消耗器交互連結(jié)。

具體實(shí)施方式

參考具有并入水源高溫?zé)岜?HP)的汽電共生單元(CHP)的可選實(shí)施例，該系統(tǒng)包括以氣體燃料運(yùn)作的內(nèi)燃機(jī)(ICE)，優(yōu)選地為水冷式氣體發(fā)動(dòng)機(jī)，氣體例如為天然氣，液化石油氣，填埋氣體，木材氣或沼氣。雖然內(nèi)燃機(jī)(ICE)及發(fā)電機(jī)(G)用于發(fā)電及產(chǎn)生熱量，在供電時(shí)顯著的熱量由燃燒處理過(guò)程及其他子組件(即潤(rùn)滑油，注入及排氣，以下稱為煙道氣體)內(nèi)的汽缸釋出，其中熱量由熱消耗器(HC)使用，而不是通過(guò)外部冷卻系統(tǒng)(CT1)消散到大氣環(huán)境(O)。重要的是要注意熱消耗器(HC)的主要熱源優(yōu)選地由內(nèi)燃機(jī)(ICE)冷卻系統(tǒng)(即具有入口及出口孔徑的套管式熱交換器)表示，在此稱為流入及流出孔徑)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)(ICE)及熱泵(HP)被打開及供電時(shí)，優(yōu)選地為最佳效率或滿載狀態(tài)，多個(gè)廢熱源出現(xiàn)在汽電共生單元(CHP)及加熱熱泵(HP)的范圍內(nèi)。

廢熱有效回收對(duì)于提供良好的燃料能量的總利用率至關(guān)重要，因此首先及最重要廢熱源由排氣系統(tǒng)中煙道氣體表示，其為排氣系統(tǒng)是內(nèi)燃機(jī)(ICE)內(nèi)燃燒處理過(guò)程的產(chǎn)物。其次，至少有兩個(gè)額外的廢熱源以潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)，第一個(gè)由內(nèi)燃機(jī)(ICE)潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)表示，第二個(gè)由熱泵(HP)潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng)(即加裝壓縮機(jī)潤(rùn)滑油冷卻系統(tǒng))表示。此外，存在少量的廢熱源，例如內(nèi)燃機(jī)(ICE)的注入空氣冷卻系統(tǒng)，在某些情況下仍然對(duì)于良好的總廢熱源利用是重要的。

根據(jù)如圖1所示的可選實(shí)施例，內(nèi)燃機(jī)(ICE)冷卻系統(tǒng)流入及流出孔徑可操作地聯(lián)接到到熱分配回路，該熱分配回路包括一個(gè)管線網(wǎng)絡(luò)(P1-P19)，其可操作地將在汽電共生電廠范圍內(nèi)具有熱源的熱消耗器(HC)與并入水源高溫?zé)岜?HP)相互連結(jié)。熱分配回路還包括主要傳熱介質(zhì)及包括控制單元(即控制電子裝置)的自動(dòng)調(diào)節(jié)構(gòu)件，其用于主要傳熱介質(zhì)流量調(diào)節(jié)的閥(V1-V3)及泵(PU1-PU4)，其中熱源優(yōu)選地通過(guò)閉合熱分配回路中主要傳熱介質(zhì)循環(huán)的原理傳遞到熱消耗器(HC)。