CN107367086A - 一种可用于制冷或制热的多功能系统 - Google Patents

Abstract

一种可用于制冷或制热的多功能系统，包括燃气发电机、供热换热器与烟气热水直燃机系统，所述燃气发电机通过烟气管与所述烟气热水直燃机系统连通，所述燃气发电机的缸套水出水管的第一分支连通所述供热换热器的换热进水管，第二分支连通所述烟气热水直燃机系统的高温水进水管，所述供热换热器的换热回水管与所述烟气热水直燃机系统的高温水回水管均与所述燃气发电机的缸套水回水管连通，所述供热换热器与烟气热水直燃机系统上还连接有冷温水供水管与冷温水回水管。本发明的可用于制冷或制热的多功能系统管路设计合理、管路简便、设备少、占地面积小，整个控制过程中能源损耗小，经济效益高。

Description

一种可用于制冷或制热的多功能系统

技术领域

本发明属于能源利用领域，尤其涉及一种能能为用户提供冷源或热源的系统。

背景技术

随着人民环保意识的增强，大部分城市对天然气的需求明显增加。天然气与煤相比，其对环境污染小，成本低，作为民用燃料的经济效益也大于工业燃料。与此同时，人们对生活水平质量也越来越重视，在寒冷的冬季，尤其是北方，家庭供热成了大部分家庭的必需品，在炎热的夏季，家庭供冷也有非常大的需求。现在技术中有较多利用天然气同时能为用户供冷与供热的系统，如专利文献CN203742831U公开了一种冷热电联产系统，该专利采用余热直燃机组利用发动机的余热进行制冷或制热，能源利用率较高，但是也存在一些问题，如该专利中采用散热水箱对高温缸套水散热处理，能源损耗大，发动机的高温缸套水回水的温度难以得到有效的控制，同时，整个管路系统中的设备管道更加繁多，占地面积更大。因此，设计出一套管路简单、能源利用率高的可用于制冷或制热的多功能系统具有广阔的市场前景。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种管路简单，能源利用率高的可用于制冷或制热的多功能系统。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种可用于制冷或制热的多功能系统，包括燃气发电机、供热换热器与烟气热水直燃机系统，所述燃气发电机通过烟气管与所述烟气热水直燃机系统连通，所述燃气发电机的缸套水出水管的第一分支连通所述供热换热器的换热进水管，第二分支连通所述烟气热水直燃机系统的高温水进水管，所述供热换热器的换热回水管与所述烟气热水直燃机系统的高温水回水管均与所述燃气发电机的缸套水回水管连通，所述供热换热器与烟气热水直燃机系统上还连接有冷温水供水管与冷温水回水管。

上述本发明中，优选的，所述缸套水出水管与缸套水回水管之间设有一级补温管，所述缸套水回水管上设有缸套水回水换热器，所述一级补温管与缸套水回水换热器相配合将所述缸套水回水管中的缸套水回水温度控制在70-80℃。

上述本发明中，优选的，所述缸套水回水管上设有第一温度传感器，所述第一温度传感器位于所述缸套水回水管与一级补温管交汇处的上游，所述缸套水出水管与一级补温管连通处设有依据所述第一温度传感器的反馈数据控制所述一级补温管中补温水流量的电动调节三通阀。

上述本发明中，优选的，所述缸套水回水管上设有第二温度传感器，所述第二温度传感器位于所述缸套水回水管与一级补温管交汇处的下游，所述缸套水回水管与缸套水回水换热器连通处设有依据所述第二温度传感器的反馈数据控制所述缸套水回水管中缸套水回水流向的电动调节三通阀。

上述本发明中，优选的，所述烟气热水直燃机系统包括烟气热水直燃机与缸套水换热器，所述高温水进水管、缸套水换热器、高温水回水管依次串联，所述缸套水换热器与烟气热水直燃机之间还设有热水进水管与热水回水管。

上述本发明中，优选的，所述燃气发电机中设有燃料涡轮增压室，所述燃料涡轮增压室上设有燃料冷却系统，所述燃料冷却系统包括由燃料冷却进液管、燃料冷却换热器与燃料冷却回液管依次串联形成的管路，所述燃料冷却换热器还连接有冷水进水管与冷水回水管。

上述本发明中，优选的，所述燃料冷却回液管与燃料冷却进液管之间设有与燃料冷却换热器相配合将所述燃料涡轮增压室中的燃料温度控制在45-55℃的二级补温管。

上述本发明中，优选的，所述燃料冷却进液管上设有第三温度传感器，所述第三温度传感器位于所述燃料冷却进液管与二级补温管交汇处的上游，所述燃料冷却回液管与二级补温管连通处设有依据所述第三温度传感器的反馈数据控制所述二级补温管中补温液流量的电动调节三通阀。

上述本发明中，优选的，所述可用于制冷或制热的多功能系统还包括锅炉供热系统，所述锅炉供热系统包括锅炉、锅炉出水管、锅炉回水管、生活热水供水系统与供暖系统，所述锅炉出水管的第一分支连接所述生活热水供水系统，所述锅炉出水管的第二分支连接所述供暖系统；

其中，所述生活热水供水系统包括由生活热水热源进水管、供水换热器、生活热水热源回水管依次串联形成的管路系统，所述供水换热器还连接客户端供水管与客户端回水管，所述生活热水热源进水管的进水端与所述锅炉出水管的第一分支连通，所述生活热水热源回水管的出水端连接所述锅炉回水管；

所述供暖系统包括由供暖热源进水管、供暖换热器、供暖热源回水管依次串联形成的管路系统，所述供暖换热器还连接空调水供水管与空调水回水管，所述空调水供水管与冷温水供水管相连通，所述空调水回水管与冷温水回水管相连通，所述供暖热源进水管的进水端与所述锅炉出水管的第二分支连通，所述供暖热源回水管的出水端连接所述锅炉回水管。

上述本发明中，优选的，所述客户端供水管与空调水供水管上设有第五温度传感器与第六温度传感器，所述锅炉出水管、生活热水供水系统与供暖系统连接处设有依据所述第五温度传感器与第六温度传感器的反馈数据控制所述锅炉出水管中高温水流量分配的电动三通调节阀。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1、本发明的可用于制冷或制热的多功能系统的烟气热水直燃机充分利用燃气发电机产生的高温烟气或高温缸套水可选择性的为用户供冷或供热，发电机产生的烟气或高温水得到有效利用，能源利用率高。

2、本发明的可用于制冷或制热的多功能系统管路设计合理、管路简便、设备少、占地面积小，整个控制过程中能源损耗小，经济效益高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的结构示意图。

图例说明：

1、燃气发电机；2、供热换热器；3、烟气管；4、缸套水出水管；5、换热进水管；6、高温水进水管；7、换热回水管；8、高温水回水管；9、缸套水回水管；10、冷温水供水管；11、冷温水回水管；12、一级补温管；13、缸套水回水换热器；14、第一温度传感器；15、第二温度传感器；16、烟气热水直燃机；17、缸套水换热器；18、热水进水管；19、热水回水管；20、燃料涡轮增压室；21、燃料冷却进液管；22、燃料冷却换热器；23、燃料冷却回液管；24、冷水进水管；25、冷水回水管；26、二级补温管；27、第三温度传感器；28、一号冷却塔进水管；29、一号冷却塔出回水管；30、二号冷却塔进水管；31、二号冷却塔出回水管；32、增压泵；33、三级补温管；34、第四温度传感器；301、锅炉；302、锅炉出水管；303、锅炉回水管；304、生活热水热源进水管；305、生活热水热源回水管；306、供水换热器；307、客户端供水管；308、客户端回水管；309、供暖热源进水管；310、供暖换热器；311、供暖热源回水管；312、空调水供水管；313、空调水回水管；314、第五温度传感器；315、第六温度传感器。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。

实施例：

如图1所示，本实施例的可用于制冷或制热的多功能系统，包括燃气发电机1、供热换热器2与烟气热水直燃机系统，燃气发电机1通过烟气管3与烟气热水直燃机系统连通，燃气发电机1的缸套水出水管4的第一分支连通供热换热器2的换热进水管5，第二分支连通烟气热水直燃机系统的高温水进水管6，供热换热器2的换热回水管7与烟气热水直燃机系统的高温水回水管8均与燃气发电机1的缸套水回水管9连通，供热换热器2与烟气热水直燃机系统上还连接有冷温水供水管10与冷温水回水管11。上述可用于制冷或制热的多功能系统充分利用燃气发电机1产生的高温烟气或高温缸套水可选择性的为用户供冷或供热，发电机的产生烟气或高温水得到有效利用，能源利用率高。

本实施例中，缸套水出水管4与缸套水回水管9之间设有一级补温管12，缸套水回水管9上设有缸套水回水换热器13，一级补温管12与缸套水回水换热器13相配合将缸套水回水管9中的缸套水回水温度控制在70-80℃。燃气发电机1对缸套水的回水温度有一定的要求，温度不能太高也不能太低，需要控制在合理的范围，本实施例不用增加额外的装置即可实现燃气发电机1缸套水温度的控制，通过一级补温管12与缸套水回水换热器13可实现缸套水温度的有效控制，可以减小前期设备的投入。另外，可选择的在高温水进水管6与高温水回水管8之间设置三级补温管33，并相应设置第四温度传感器34，与前述补温管和温度传感器相配合，协同作用控制缸套水回水的温度。

本实施例中，缸套水回水管9上设有第一温度传感器14，第一温度传感器14位于缸套水回水管9与一级补温管12交汇处的上游，缸套水出水管4与一级补温管12连通处设有依据第一温度传感器14的反馈数据控制一级补温管12中补温水流量的电动调节三通阀。缸套水回水管9上设有第二温度传感器15，第二温度传感器15位于缸套水回水管9与一级补温管12交汇处的下游，缸套水回水管9与缸套水回水换热器13连通处设有依据第二温度传感器15的反馈数据控制缸套水回水管9中缸套水回水流向的电动调节三通阀。本实施例中，设置温度传感器可以自动监控管路中的温度，可以省去很多的人工操作。当缸套水回水的温度太低，第一温度传感器14将温度数据反馈给电动调节三通阀，电动调节三通阀自动开启一级补温管12，并使部分缸套水出水管4中的高温缸套水进入缸套水回水管9中，使缸套水回水的温度升高。当缸套水回水的温度太高，第二温度传感器15将温度数据反馈给电动调节三通阀，电动调节三通阀自动改变开启缸套水回水管9的流向，使缸套水回水管9的缸套水进入缸套水回水换热器13，使缸套水回水的温度降低，达到缸套水回水的温度要求。

本实施例中，烟气热水直燃机系统包括烟气热水直燃机16与缸套水换热器17，高温水进水管6、缸套水换热器17、高温水回水管8依次串联，缸套水换热器17与烟气热水直燃机16之间还设有热水进水管18与热水回水管19。采用缸套水换热器17可以将高温水进水管6中热量间接提供给烟气热水直燃机16，可以避免燃气发电机1的缸套水直接进入烟气热水直燃机16，缸套水不会被烟气热水直燃机16中可能泄露的溴化锂等污染，可以保证缸套水的洁净，不会因混合有烟气热水直燃机16中的溴化锂等而腐蚀燃气发电机1。采用缸套水换热器17时，可采用换热效率高的板式或其他形式的换热器。

本实施例中，燃气发电机1中设有燃料涡轮增压室20，燃料涡轮增压室20上设有燃料冷却系统，燃料冷却系统包括由燃料冷却进液管21、燃料冷却换热器22与燃料冷却回液管23依次串联形成的管路，燃料冷却换热器22还连接有冷水进水管24与冷水回水管25。燃料通过燃料涡轮增压室20后燃料的温度很高，需要降温后才能通入燃气发电机1中，本实施例中采用燃料冷却系统冷却燃气发电机1的燃料。一般来说，燃料冷却进液管21与燃料冷却回液管23中通常采用防冻液，以防止温度太低时冷却液结冰，而不能自由流动，影响换热效率。

本实施例中，燃料冷却回液管23与燃料冷却进液管21之间设有与燃料冷却换热器22相配合将所述燃料涡轮增压室20中的燃料温度控制在45-55℃的二级补温管26。设置二级补温管26可以保证燃料冷却进液管21中的温度符合进入燃料涡轮增压室20的要求。

本实施例中，燃料冷却进液管21上设有第三温度传感器27，第三温度传感器27位于燃料冷却进液管21与二级补温管26交汇处的上游，燃料冷却回液管23与二级补温管26连通处设有依据第三温度传感器27的反馈数据控制二级补温管26中补温液流量的电动调节三通阀。当燃料冷却进液管21的温度太低，第三温度传感器27将温度数据反馈给电动调节三通阀，电动调节三通阀自动开启二级补温管26，并使部分燃料冷却回液管23中的冷却液进入燃料冷却进液管21中，使冷却液的温度升高。

本实施例中，可用于制冷或制热的多功能系统还包括锅炉供热系统，锅炉供热系统包括锅炉301、锅炉出水管302、锅炉回水管303、生活热水供水系统与供暖系统，锅炉出水管302的第一分支连接生活热水供水系统，锅炉出水管302的第二分支连接供暖系统；

其中，生活热水供水系统包括由生活热水热源进水管304、供水换热器306、生活热水热源回水管305依次串联形成的管路系统，供水换热器306还连接客户端供水管307与客户端回水管308，生活热水热源进水管304的进水端与锅炉出水管302的第一分支连通，生活热水热源回水管305的出水端连接锅炉回水管303；

供暖系统包括由供暖热源进水管309、供暖换热器310、供暖热源回水管311依次串联形成的管路系统，供暖换热器310还连接空调水供水管312与空调水回水管313，空调水供水管312与冷温水供水管10相连通，空调水回水管313与冷温水回水管11相连通，供暖热源进水管309的进水端与锅炉出水管302的第二分支连通，供暖热源回水管311的出水端连接锅炉回水管303。

本实施例中，增加锅炉供热系统可以为用户补充供暖和为用户提供生活热水，但一般锅炉301对水质的要求较高，以防止水在锅炉301内结垢，增加锅炉301的安全隐患，本实施例中，锅炉301出来的高温水没有直接与生活热水供水系统与供暖系统的水相连通，而是在客户端设置供水换热器306与设置供暖换热器310交换热量给生活热水供水系统与供暖系统，无需对锅炉301回水进行净化即可直接进入锅炉301，可以保证进入锅炉301内的回水的纯净度，可以减小整个系统中的设备数量，成本更加节约。另外，在客户端设置供水换热器306与设置供暖换热器310交换热量给生活热水供水系统与供暖系统，还可以克服锅炉301出水流量小但温度高的缺点，通过热交换，可以为用户提供更大流量且温度适中的热水。

本实施例中，客户端供水管307与空调水供水管312上设有第五温度传感器314与第六温度传感器315，锅炉出水管302、生活热水供水系统与供暖系统连接处设有依据第五温度传感器314与第六温度传感器315的反馈数据控制锅炉出水管302中高温水流量分配的电动三通调节阀。锅炉出水管302中的高温水通过三通阀分配给生活热水供水系统、供暖系统，客户端供水管307与空调水供水管312上设有第五温度传感器314与第六温度传感器315可以监控客户端的温度情况，再反馈给锅炉出水管302、生活热水供水系统与供暖系统连接处的电动三通调节阀，可以改变进入生活热水供水系统、供暖系统中的热水流量，以满足用户的实际需求。采用温度传感器可以减少人工操作，误差更小，可实现系统的全自动精确控制。

本实施例中，烟气热水直燃机16通过一号冷却塔进水管28与一号冷却塔出回水管29与冷却塔相连通，缸套水回水换热器13通过二号冷却塔进水管30与二号冷却塔出回水管31与冷却塔相连通。在缸套水回水管9中的温度较高时，需要降低温度才能返回燃气发电机1中，此时可通过缸套水回水换热器13实现对缸套水回水温度的控制。一般来说，烟气热水直燃机16在供冷时，需要通入冷却水带走制冷时机组所产生的热量，此时，需通入冷却水，但是烟气热水直燃机16在供热时，一般无需通入冷却水，此时可切断烟气热水直燃机16与冷却塔之间的管路。

本实施例中，缸套水出水管4、冷温水供水管10、燃料冷却回液管23、冷水进水管24与二号冷却塔进水管30上均设有增压泵32。增压泵32可以增大管路之间的压力，在缸套水出水管4上设置增压泵32可加速管路中高温水的循环，加速缸套水与外界的能量交换，在冷温水供水管10上设置增压泵32可增加客户端的水压，在燃料冷却回液管23、冷水进水管24与二号冷却塔进水管30上设有增压泵32均可以实现冷却水或冷却液的流速，热交换更加快速，以满足管路中快速散热的需求。

在使用本实施例的可用于制冷或制热的多功能系统时，在燃气发电机1与烟气热水直燃机16均通入天然气与空气的混合气体作为燃料，燃气发电机1提供电能通过导线并入电网或给其他装置供电，烟气热水直燃机16利用利用天然气与空气的混合气体作为燃料，并利用燃气发电机1的烟气或高温缸套水作为辅助燃料，可以为用户提供冷源或热源。一般来说，在夏季温度较高时，燃气发电机1的烟气或高温缸套水全部通入烟气热水直燃机16用来制冷，为用户提供冷源，此时，缸套水出水管4、换热进水管5与高温水进水管6连通处的三通阀不给换热进水管5中提供高温缸套水，而是将高温缸套水全部提供给高温水进水管6，同时关闭换热进水管5与换热回水管7上阀门。在不需要为用户供冷时，燃气发电机1的高温缸套水不供给烟气热水直燃机16，而是供给供热换热器2，为用户提供热源，烟气热水直燃机16利用燃气发电机1的烟气和天然气为用户补充热源。此时，缸套水出水管4、换热进水管5与高温水进水管6连通处的三通阀不给高温水进水管6中提供高温缸套水，而是将高温缸套水全部提供给换热进水管5。在使用本系统中，若缸套水回水管9中的温度过高或过低，可采用一级补温管12、缸套水回水换热器13等调控缸套水回水温度以满足要求。

本实施例中的可用于制冷或制热的多功能系统管路设计合理，管路简便。可广泛应用于小区、宾馆等场所，具有广阔的市场价值。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种可用于制冷或制热的多功能系统，包括燃气发电机（1）、供热换热器（2）与烟气热水直燃机系统，所述燃气发电机（1）通过烟气管（3）与所述烟气热水直燃机系统连通，其特征在于，所述燃气发电机（1）的缸套水出水管（4）的第一分支连通所述供热换热器（2）的换热进水管（5），第二分支连通所述烟气热水直燃机系统的高温水进水管（6），所述供热换热器（2）的换热回水管（7）与所述烟气热水直燃机系统的高温水回水管（8）均与所述燃气发电机（1）的缸套水回水管（9）连通，所述供热换热器（2）与烟气热水直燃机系统上还连接有冷温水供水管（10）与冷温水回水管（11）。

2.根据权利要求1所述的可用于制冷或制热的多功能系统，其特征在于，所述缸套水出水管（4）与缸套水回水管（9）之间设有一级补温管（12），所述缸套水回水管（9）上设有缸套水回水换热器（13），所述一级补温管（12）与缸套水回水换热器（13）相配合将所述缸套水回水管（9）中的缸套水回水温度控制在70-80℃。

3.根据权利要求2所述的可用于制冷或制热的多功能系统，其特征在于，所述缸套水回水管（9）上设有第一温度传感器（14），所述第一温度传感器（14）位于所述缸套水回水管（9）与一级补温管（12）交汇处的上游，所述缸套水出水管（4）与一级补温管（12）连通处设有依据所述第一温度传感器（14）的反馈数据控制所述一级补温管（12）中补温水流量的电动调节三通阀。

4.根据权利要求2所述的可用于制冷或制热的多功能系统，其特征在于，所述缸套水回水管（9）上设有第二温度传感器（15），所述第二温度传感器（15）位于所述缸套水回水管（9）与一级补温管（12）交汇处的下游，所述缸套水回水管（9）与缸套水回水换热器（13）连通处设有依据所述第二温度传感器（15）的反馈数据控制所述缸套水回水管（9）中缸套水回水流向的电动调节三通阀。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的可用于制冷或制热的多功能系统，其特征在于，所述烟气热水直燃机系统包括烟气热水直燃机（16）与缸套水换热器（17），所述高温水进水管（6）、缸套水换热器（17）、高温水回水管（8）依次串联，所述缸套水换热器（17）与烟气热水直燃机（16）之间还设有热水进水管（18）与热水回水管（19）。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的可用于制冷或制热的多功能系统，其特征在于，所述燃气发电机（1）中设有燃料涡轮增压室（20），所述燃料涡轮增压室（20）上设有燃料冷却系统，所述燃料冷却系统包括由燃料冷却进液管（21）、燃料冷却换热器（22）与燃料冷却回液管（23）依次串联形成的管路，所述燃料冷却换热器（22）还连接有冷水进水管（24）与冷水回水管（25）。

7.根据权利要求6所述的可用于制冷或制热的多功能系统，其特征在于，所述燃料冷却回液管（23）与燃料冷却进液管（21）之间设有与燃料冷却换热器（22）相配合将所述燃料涡轮增压室（20）中的燃料温度控制在45-55℃的二级补温管（26）。

8.根据权利要求7所述的可用于制冷或制热的多功能系统，其特征在于，所述燃料冷却进液管（21）上设有第三温度传感器（27），所述第三温度传感器（27）位于所述燃料冷却进液管（21）与二级补温管（26）交汇处的上游，所述燃料冷却回液管（23）与二级补温管（26）连通处设有依据所述第三温度传感器（27）的反馈数据控制所述二级补温管（26）中补温液流量的电动调节三通阀。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的可用于制冷或制热的多功能系统，其特征在于，所述可用于制冷或制热的多功能系统还包括锅炉供热系统，所述锅炉供热系统包括锅炉（301）、锅炉出水管（302）、锅炉回水管（303）、生活热水供水系统与供暖系统，所述锅炉出水管（302）的第一分支连接所述生活热水供水系统，所述锅炉出水管（302）的第二分支连接所述供暖系统；

其中，所述生活热水供水系统包括由生活热水热源进水管（304）、供水换热器（306）、生活热水热源回水管（305）依次串联形成的管路系统，所述供水换热器（306）还连接客户端供水管（307）与客户端回水管（308），所述生活热水热源进水管（304）的进水端与所述锅炉出水管（302）的第一分支连通，所述生活热水热源回水管（305）的出水端连接所述锅炉回水管（303）；

所述供暖系统包括由供暖热源进水管（309）、供暖换热器（310）、供暖热源回水管（311）依次串联形成的管路系统，所述供暖换热器（310）还连接空调水供水管（312）与空调水回水管（313），所述空调水供水管（312）与冷温水供水管（10）相连通，所述空调水回水管（313）与冷温水回水管（11）相连通，所述供暖热源进水管（309）的进水端与所述锅炉出水管（302）的第二分支连通，所述供暖热源回水管（311）的出水端连接所述锅炉回水管（103）。

10.根据权利要求9所述的可用于制冷或制热的多功能系统，其特征在于，所述客户端供水管（307）与空调水供水管（312）上设有第五温度传感器（314）与第六温度传感器（315），所述锅炉出水管（302）、生活热水供水系统与供暖系统连接处设有依据所述第五温度传感器（314）与第六温度传感器（315）的反馈数据控制所述锅炉出水管（302）中高温水流量分配的电动三通调节阀。