[發明專利]一種熱動力冷水裝置及熱動力冷水裝置控制方法

在審

• 申請號: 201711415715.3
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108131868A
• 公開（公告）日: 2018-06-08
• 發明（設計）人: 謝夢;徐紅艷;童乙倫;童獻文
• 申請（專利權）人: 湖南同能機電科技有限公司
• 主分類號: F25B31/02
• 分類號: F25B31/02;F25B41/00;F25B49/02;F02B63/04;F02C6/00;F01D15/10
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本發明公開了一種熱動力冷水裝置及熱動力冷水裝置控制方法，其特征在于，包括熱動力發電機組和冷水機組，熱動力發電機組包括發動機和發電機，其中二者傳動軸相連；冷水機組包括電動機、壓縮機和與壓縮機吸氣管連接的蒸發器，以及與壓縮機排氣管連接的冷凝器，用于制冷水；發電機、發動機、壓縮機和電動機依次直接串聯連接，其中壓縮機的傳動軸與電動機的傳動軸連接；發動機和壓縮機的兩端均具有向外伸出的傳動軸，發動機的傳動軸和壓縮機的傳動軸通過連軸裝置相連。該熱動力冷水裝置及控制方法能采用電力和燃料，實現電力和燃料的優勢互補，而且有多種運行模式，能源利用效率高，具備顯著的經濟效益和社會效益。

技術領域

本發明涉及燃氣發電和制冷領域，尤其涉及一種熱動力冷水裝置及熱動力冷水裝置控制方法。

背景技術

隨著天然氣在城市的廣泛使用，目前很多地區出現冷-熱-電聯產的能源站，可以提供制冷、供熱（采暖和供熱水）以及電力供應，其采用內燃發動機或燃氣輪機驅動發電機單元發電，發電排出的高溫尾氣和熱水供給吸收式冷水機組來制冷。

對于以夏季集中供冷為主的能源站，其冷負荷遠大于供熱負荷，必須用所發電再來驅動冷水機組，承擔大部分制冷負荷，而吸收式冷水機組僅提供輔助供冷。這種制冷運行模式，燃氣熱能先轉化為機械能，再轉化為電能，最后再由電能轉化為壓縮機的機械能，能源重復轉換，效率低，而且系統復雜，占地面積大，只適合大型系統。

此外：

公開號為 102563970A的中國專利（申請號為201210042712.0）公開了一種交流電、燃氣機并聯雙驅動冷水裝置，該方案中，電機單元、燃氣機采用皮帶輪并聯方式，結構復雜，采用皮帶輪機械傳動效率低，而且也無發電功能；此外制冷時，燃氣機排出的高品位煙氣熱能沒有利用，不能轉化成冷源，燃氣制冷效率低。

公開號為106969529A的中國專利中（申請號為201710356192.3），天然氣高效制冷裝置采用單一的燃氣輪機直接驅動壓縮機，制冷時，燃氣機排出的高品位煙氣熱能通過吸收式制冷模塊回收制冷，燃氣制冷效率較高，但是壓縮機沒有電機單元驅動，只能采用燃氣制冷，功能單一，適用范圍有限。而且在實際使用工程中，燃氣輪機的輸出功率較大，往往會采用能產生較大制冷量的離心壓縮機，葉輪轉速高達一萬多轉，且內部結構配合精密，因而對壓縮機輸入傳動軸的平穩性，即軸向震動和徑向震動要求較高。而燃氣輪機運行中可能會出現喘震現象，直接用燃氣動力驅動壓縮機將影響壓縮機安全運行，反之離心壓縮機在低負荷下也會經常出現喘震，反過來也會影響燃氣輪機的安全運行。

公開號為105276856A的中國專利公開了一種燃氣冷水空氣調節機（申請號為201510254890.3），其采用發動機驅動壓縮機，同時驅動發電機，無電機驅動壓縮機功能，結構為皮帶傳動，功能較單一，結構復雜。

公開號為 1776328的中國專利公開了一種混合動力燃氣冷水空調及操作方法（申請號為200510122835.5），該方案中，也采用電動機和發動機聯合驅動壓縮機，并提到了混合動力裝置采用串聯方式和并聯方式，該技術方案所謂的串聯方式，是采用的一種電氣和控制邏輯上的串聯，即先用發動機發電，再用電機驅動壓縮機，發動機和壓縮機并無直接的機械連接；而其中并聯方式指：發動機可獨立帶動壓縮機，電動機也能獨立帶動壓縮機，然后又可聯合驅動壓縮機。因此發動機與電動機，電動機與壓縮機之間，分別有獨立的機械連接結構，然后再在一起并聯，結構復雜，所以說明書里也提到：“并聯式混合動力結構復雜，該發明不采用”。

公開號為1862947的中國專利公開了一種基于恒轉速的燃氣冷水獨立供能系統（申請號為200610014290.0），該系統中，發動機可以同時驅動壓縮機和發電機，根據附圖，其結構也為直連方式，但是發動機設置在壓縮機與發電機之間，壓縮機只能采用發動機驅動，不能采用電機驅動，功能單一。

因此，有必要設計一種熱動力冷水裝置及熱動力冷水裝置控制方法。

發明內容