[發(fā)明專利]一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111486058.8
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114233418B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂杰;宋文吉;馮自平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院廣州能源研究所
• 主分類號: F01K13/00
• 分類號: F01K13/00;F01K21/00;F01K23/10;F02B63/04;F02B77/00;F25B29/00;F25B49/00
• 代理公司: 廣州科粵專利商標(biāo)代理有限公司 44001
• 代理人: 勞劍東;莫瑤江

1.一種分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，包括：燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組和熱泵單元，所述燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組用于產(chǎn)生穩(wěn)定的三相電和單相電并驅(qū)動(dòng)所述熱泵單元制冷或制熱供應(yīng)給用戶；所述燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組包括控制單元、供電單元、發(fā)動(dòng)機(jī)單元、余熱回收單元和冷卻單元，其中，在所述控制單元的控制下，所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元產(chǎn)生電能并通過所述供電單元驅(qū)動(dòng)所述熱泵單元制冷或制熱，所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元產(chǎn)生的熱量通過所述冷卻單元散熱，或/和通過所述余熱回收單元回收；

所述發(fā)動(dòng)機(jī)單元包括：燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)ECU、直流發(fā)電機(jī)、蓄電池、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵，其中，

所述燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)接入天然氣作為燃料，產(chǎn)生的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)所述直流發(fā)電機(jī)；

所述直流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能供給到所述蓄電池；

所述蓄電池為所述發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵和所述發(fā)動(dòng)機(jī)ECU供電；

所述供電單元包括：工頻發(fā)電機(jī)、電源轉(zhuǎn)換器，其中，

所述燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能驅(qū)動(dòng)所述工頻發(fā)電機(jī)；

所述工頻發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述熱泵單元制冷或制熱；

所述電源轉(zhuǎn)換器將所述工頻發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的三相電轉(zhuǎn)換為單相交流電供應(yīng)；

所述冷卻單元包括：風(fēng)機(jī)、翅片換熱器，在所述控制單元的控制下，所述工頻發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)所述風(fēng)機(jī)和所述翅片換熱器散熱；

所述控制單元包括：控制器和觸摸屏，所述控制器用于與各個(gè)單元、繼電器控制信號連接，所述觸摸屏用于與所述控制器交互；

還包括第二發(fā)電機(jī)組，所述第二發(fā)電機(jī)組驅(qū)動(dòng)所述熱泵單元制冷或制熱供應(yīng)給用戶且所述第二發(fā)電機(jī)組包括市電、可再生能源發(fā)電、或/和柴油發(fā)電機(jī)，其中，當(dāng)接入市電的價(jià)格低時(shí)，斷開所述燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組與所述熱泵單元的連接并接入所述第二發(fā)電機(jī)組與所述熱泵單元的連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，所述余熱回收單元包括：余熱回收換熱器，燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的缸套設(shè)有溫度檢測器，所述溫度檢測器用于檢測燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的缸套冷卻水出水溫度，根據(jù)控制策略控制冷卻水流入余熱回收換熱器的控制閥，以及余熱回收的電磁閥，以實(shí)現(xiàn)余熱回收。

3.一種分布式冷熱電聯(lián)供控制方法，所述方法適用于權(quán)利要求1至2任一所述的分布式冷熱電聯(lián)供系統(tǒng)，其特征在于，包括第一工作模式、第二工作模式和第三工作模式，其中，

所述第一工作模式包括：控制器閉合第一繼電器，蓄電池為發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵供電，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水泵啟動(dòng)工作；

控制器閉合第二繼電器，蓄電池為發(fā)動(dòng)機(jī)ECU供電，控制器發(fā)出啟動(dòng)指令給發(fā)動(dòng)機(jī)ECU進(jìn)而啟動(dòng)燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)；

燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)工頻發(fā)電機(jī)和直流發(fā)電機(jī)；

控制器閉合第三繼電器，直流發(fā)電機(jī)發(fā)電進(jìn)而為蓄電池充電；

所述第二工作模式包括：

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組產(chǎn)生穩(wěn)定的三相電和單相電并驅(qū)動(dòng)熱泵單元制冷或制熱供應(yīng)給用戶；

根據(jù)控制策略，控制器閉合第四繼電器，工頻發(fā)電機(jī)進(jìn)而驅(qū)動(dòng)風(fēng)機(jī)啟動(dòng)散熱；

根據(jù)用戶需求，選擇開啟或關(guān)閉熱泵單元；

所述第三工作模式包括：

當(dāng)接入市電的價(jià)格低時(shí)，斷開燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組與熱泵單元的連接并接入第二發(fā)電機(jī)組與熱泵單元的連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式冷熱電聯(lián)供控制方法，其特征在于，在所述第二工作模式下，

檢測燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)的缸套冷卻水出水溫度，根據(jù)控制策略控制冷卻水流入余熱回收換熱器的控制閥，以及余熱回收的電磁閥，以實(shí)現(xiàn)余熱回收；

回收的余熱用于提高系統(tǒng)供暖能力，或/和用于熱泵單元除霜。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分布式冷熱電聯(lián)供控制方法，其特征在于，切換至所述第三工作模式時(shí)，關(guān)閉熱泵單元后再依次斷開第一斷路器、然后閉合第二斷路器，最后啟動(dòng)熱泵單元。