[發明專利]一種分布式冷熱電聯供系統及其控制方法

有效

• 申請號: 202111486058.8
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114233418B
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 呂杰;宋文吉;馮自平
• 申請（專利權）人: 中國科學院廣州能源研究所
• 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: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 勞劍東;莫瑤江

本發明公開了一種分布式冷熱電聯供系統及其控制方法,涉及發電機能量利用技術領域，其包括：燃氣發電機組和熱泵單元，所述燃氣發電機組用于產生穩定的三相電和單相電并驅動所述熱泵單元制冷或制熱供應給用戶；所述燃氣發電機組包括控制單元、供電單元、發動機單元、余熱回收單元和冷卻單元，其中，在所述控制單元的控制下，所述發動機單元產生電能并通過所述供電單元驅動所述熱泵單元制冷或制熱，所述發動機單元產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。本發明具有集成度高、成本低、體積小、可快速拆裝的特點。

技術領域

本發明涉及發電機能量利用技術領域，具體涉及一種分布式冷熱電聯供系統及其控制方法。

背景技術

燃氣冷熱電聯供系統是以天然氣為一次能源，能夠同時產生電、熱、冷的聯產聯供系統。以天然氣為燃料，利用燃氣輪機、燃氣內燃機等設備將天然氣燃燒后獲得的高溫煙氣發電，冬季利用余熱供暖，夏季通過吸收式熱泵供冷，同時制取生活熱水。夏季冷負荷需求大時，不足的冷量通過電熱泵提供；冬季不足熱量由燃氣鍋爐提供。一套傳統的燃氣冷熱電聯供系統需要配備燃氣輪機/內燃機、吸收式熱泵、余熱鍋爐、電熱泵、燃氣鍋爐等設備。系統龐大，結構復雜，投資高，投資回收期長，經濟性差，設備利用率低，限制了其大規模應用。

有鑒于此，急需一種集成度高、成本低、體積小、可快速拆裝的新型分布式冷熱電聯供系統。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明提供一種分布式冷熱電聯供系統及其控制方法，其具有集成度高、成本低、體積小、可快速拆裝的特點，適用于作戰指揮所、邊防哨所等場景，為軍隊提供可移動的制冷制熱設備，實現舒適性用電與軍事用電的分離，以及適用于氣價便宜電價昂貴地區，以及電力增容困難地區。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種分布式冷熱電聯供系統，其包括：燃氣發電機組和熱泵單元，所述燃氣發電機組用于產生穩定的三相電和單相電并驅動所述熱泵單元制冷或制熱供應給用戶；所述燃氣發電機組包括控制單元、供電單元、發動機單元、余熱回收單元和冷卻單元，其中，在所述控制單元的控制下，所述發動機單元產生電能并通過所述供電單元驅動所述熱泵單元制冷或制熱，所述發動機單元產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。

如上所述的分布式冷熱電聯供系統，進一步地，所述發動機單元包括：燃氣發動機、發動機ECU、直流發電機、蓄電池、發動機冷卻水泵，其中，

所述燃氣發動機接入天然氣作為燃料，產生的機械能驅動所述直流發電機；

所述直流發電機產生的電能供給到所述蓄電池；

所述蓄電池為所述發動機冷卻水泵和所述發動機ECU供電。

如上所述的分布式冷熱電聯供系統，進一步地，所述供電單元包括：工頻發電機、電源轉換器，其中，

所述燃氣發動機產生的機械能驅動所述工頻發電機；

所述工頻發電機驅動所述熱泵單元制冷或制熱；

所述電源轉換器將所述工頻發電機產生的三相電轉換為單相交流電供應。

如上所述的分布式冷熱電聯供系統，進一步地，所述余熱回收單元包括：余熱回收換熱器，燃氣發動機的缸套設有溫度檢測器，所述溫度檢測器用于檢測燃氣發動機的缸套冷卻水出水溫度，根據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，以實現余熱回收。

如上所述的分布式冷熱電聯供系統，進一步地，所述冷卻單元包括：風機、翅片換熱器，在所述控制單元的控制下，所述工頻發電機驅動所述風機和所述翅片換熱器散熱。

如上所述的分布式冷熱電聯供系統，進一步地，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。