CN107605594A - 分布式能源系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种分布式能源系统，分布式能源系统包括：锅炉、发电用内燃机、排污降温池和热泵机组，内燃机内设置有加热缸套，排污降温池包括：第一水箱和第二水箱，第一水箱与第二水箱连通且成连通器，第一水箱与锅炉之间、第一水箱与内燃机的加热缸套之间均设置有排污管路，第二水箱可接收市政来水和/或地表水，热泵机组连接在第一水箱和第二水箱之间，第一水箱和第二水箱中的一个为送水箱时，另一个为回水箱。由此，通过把热泵机组连接在第一水箱和第二水箱之间，能够回收利用分布式能源系统中的废热，从而可以降低排污水的温度，也可以防止水量、热量的浪费，同时，也可以提高分布式能源系统在民用建筑系统提供冷热电的经济合理性应用。

Description

分布式能源系统

技术领域

本发明涉及能源技术领域，特别涉及一种分布式能源系统。

背景技术

相关技术中，分布式能源是指分布在用户端的能源综合利用系统。一次能源以气体燃料为主，可再生能源为辅，利用一切可以利用的资源；二次能源以分布在用户端的热电冷(值)联产为主，其他中央能源供应系统为辅，实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用，并通过中央能源供应系统提供支持和补充；在环境保护上，将部分污染分散化、资源化，争取实现适度排放的目标；在能源的输送和利用上分片布置，这样可以减少长距离输送能源的损失，可以有效提高能源利用的安全性和灵活性。分布式能源具有能效利用合理、损耗小、污染少、运行灵活，系统经济性好等特点。

目前以气体燃料发电，对发电机排放烟气的余热进行能源的梯级利用是目前分布式能源应用的主要形式之一，发电机排放的烟气温度高达400℃以上，目前主要余热利用方式是通过余热锅炉(生产蒸汽或热水)对烟气余热进行再利用。

发电机通过烟气余热与余热烟气锅炉及一般燃气锅炉复合系统生产蒸汽或热水，在这个过程中，由于水质的因素，锅炉会设置定期排污和连续排污，排污量相对产蒸汽或热水流量一般可达3％～5％，对于高温高压蒸汽锅炉，排污水温度高达90℃以上，这部分排污水首先通过排污扩容器，后进入排污降温池与市政水进行混合冷却后排走，造成水量、热量的浪费。另外，发电机烟气利用后尾气温度仍可达100℃以上，余热回收不足。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明提出一种分布式能源系统，该分布式能源系统可以降低排污水的温度，也可以防止水量、热量的浪费。

根据本发明实施例的分布式能源系统包括：锅炉、发电用内燃机、排污降温池和热泵机组，所述内燃机内设置有加热缸套，所述排污降温池包括：第一水箱和第二水箱，所述第一水箱与所述第二水箱连通且成连通器，所述第一水箱与所述锅炉之间、所述第一水箱与所述内燃机的加热缸套之间均设置有排污管路，所述第二水箱可接收市政来水和/或地表水，所述热泵机组连接在所述第一水箱和所述第二水箱之间，所述第一水箱和所述第二水箱中的一个为送水箱时，另一个为回水箱。

根据本发明实施例的分布式能源系统，通过把热泵机组连接在第一水箱和第二水箱之间，能够回收利用分布式能源系统中的废热，从而可以降低排污水的温度，也可以防止水量、热量的浪费，同时，也可以提高分布式能源系统在民用建筑系统提供冷热电的经济合理性应用。

可选地，所述热泵机组和所述第一水箱之间设置有多个第一连接管，多个所述第一连接管伸入所述第一水箱的长度不同，所述热泵机组和所述第二水箱之间设置有多个第二连接管，多个所述第二连接管伸入所述第二水箱的长度不同，其中，所述热泵机组选择性地与多个所述第一连接管中的一个连通，所述热泵机组还选择性地与多个所述第二连接管中的一个连通。

进一步地，所述第一连接管为两个且分为第一连接管一和第一连接管二，所述第一连接管一伸入所述第一水箱的长度大于所述第一连接管二伸入所述第一水箱的长度，所述第二连接管为两个且分为第二连接管一和第二连接管二，所述第二连接管一伸入所述第二水箱的长度大于所述第二连接管二伸入所述第二水箱的长度，其中，当所述热泵机组与所述第一连接管一连通时，所述热泵机组还与所述第二连接管二连通，当所述热泵机组与所述第一连接管二连通时，所述热泵机组还与所述第二连接管一连通。

具体地，所述热泵机组和所述第一水箱之间设置有一个第一连接管，所述热泵机组和所述第二水箱之间设置有一个所述第二连接管，所述第一连接管伸入所述第一水箱的长度可调，所述第二连接管伸入所述第二水箱的长度可调。

可选地，所述第一连接管伸入所述第一水箱的长度增加时，所述第二连接管伸入所述第二水箱的长度减小，所述第一连接管伸入所述第一水箱的长度减小时，所述第二连接管伸入所述第二水箱的长度增加。

进一步地，所述的分布式能源系统还包括：软化水箱，所述软化水箱连接在所述第一水箱和所述第二水箱之间。

具体地，所述第一水箱和所述第二水箱之间设置有上下间隔开的两个连接装置，位于下方的所述连接装置设置有压差传感器，所述压差传感器适于在检测到所述第一水箱和所述第二水箱之间的压差达到预定值时打开位于上方的所述连接装置。

可选地，所述锅炉包括：燃气锅炉和余热锅炉，所述燃气锅炉和所述余热锅炉分别设置有排烟管和烟气换热管，所述烟气换热管设置在所述排烟管处且与所述第一水箱连通。

进一步地，所述烟气换热管、所述锅炉的排污管路和所述内燃机的加热缸套在所述第一水箱上的连接处从上向下依次排布。

具体地，所述第一水箱和所述第二水箱的不同高度处分别设置有温度传感器。

附图说明

图1是根据本发明实施例的分布式能源系统的工作流程框图。

附图标记：

分布式能源系统10；

锅炉1；燃气锅炉11；排烟管111；余热锅炉12；烟气换热管121；内燃机2；加热缸套21；；排污降温池3；第一水箱31；第二水箱32；热泵机组4；第一连接管41；第一连接管一411；第一连接管二412；第二连接管42；第二连接管一421；第二连接管二422；软化水箱5；连接装置6；用户7；水处理仪8；除氧泵9；除氧器91。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1详细描述一下根据本发明实施例的分布式能源系统10。

如图1所示，根据本发明实施例的分布式能源系统10包括：锅炉1、发电用内燃机2、排污降温池3和热泵机组4，发电用内燃机2具有发电的功能，内燃机2内设置有加热缸套21，加热缸套21具有加热内燃机2的作用，从而可以保证内燃机2在适宜的温度下正常工作。

排污降温池3包括：第一水箱31和第二水箱32，第一水箱31与第二水箱32连通，而且，第一水箱31与第二水箱32设置成连通器，第一水箱31与锅炉1之间、第一水箱31与内燃机2的加热缸套21之间均设置有排污管路，第二水箱32可单独接收市政来水，或者第二水箱32可单独接收地表水，或者第二水箱32可同时接收市政来水和地表水。

热泵机组4连接在第一水箱31和第二水箱32之间，第一水箱31和第二水箱32中的一个设置为送水箱时，另一个设置为回水箱，也就是说，当把第一水箱31设置为送水箱时，就应该把第二水箱32设置为回水箱，当把第一水箱31设置为回水箱时，就应该把第二水箱32设置为送水箱。

另外，锅炉1在生产蒸汽或热水过程中产生的温度很高的排污水，排污水能够通过排污管路排放到第一水箱31内，内燃机2在工作时产生的高温缸套水也能够通过排污管路排放到第一水箱31内。

由于第一水箱31内排污水的温度相对较高，第二水箱32中市政来水或者地表水温度相对较低，也就是说，第一水箱31和第二水箱32存在温差，这样在夏天时，第二水箱32可以作为送水箱，第一水箱31可以作为回水箱，这样从第二水箱31流出的低温水可以在热泵机组4中进行换热，热泵机组4中的换热介质可以供应给用户，以降低用户居住环境的温度。在冬天时，第一水箱31可以作为送水箱，第二水箱32可以作为回水箱，这样从第一水箱31流出的高温水可以在热泵机组4内进行换热，换热介质可以供应给用户，以提高用户居住环境的温度。

由此，通过热泵机组4与排污降温池3的连通，能够实现热泵机组4与第一水箱31或第二水箱32中水进行换热，从而可以防止废热排出到分布式能源系统10外部，进而可以回收利用分布式能源系统10中的废热，也可以防止水量、热量的浪费。

另外，该分布式能源系统10回收利用分布式能源系统10中的废热，能够节约产生回收的这部分废热所需要的燃料，从而可以节约发电成本，进而可以提高分布式能源系统10在民用建筑系统提供冷热电的经济合理性应用。

可选地，如图1所示，热泵机组4和第一水箱31之间设置有多个第一连接管41，多个第一连接管41伸入第一水箱31的长度不同，热泵机组4和第二水箱32之间设置有多个第二连接管42，多个第二连接管42伸入第二水箱32的长度不同，其中，热泵机组4选择性地与多个第一连接管41中的一个连通，热泵机组4还选择性地与多个第二连接管42中的一个连通。

其中，第一水箱31内不同高度的水层温度不同，进水温度越高，在第一水箱31内的相对高度越高，换言之，第一水箱31内的水温呈现从下向上温度越高的特点，第二水箱32内不同高度的水层温度也不同，第二水箱32内水温呈现从上到下温度越高的特点，当用户7需要不同温度的水温时，热泵机组4通过与伸入第一水箱31的不同长度的第一连接管41和伸入第二水箱32的不同长度的第二连接管42配合，第一水箱31流出的水能够经过与热泵机组4的换热后流入第二水箱32，第二水箱32流出的水也能够经过与热泵机组4的换热后流向第一水箱31，而且可以根据第一连接管41伸入第一水箱31的长度进行调节，以及可以根据第二连接管42伸入第二水箱32的长度进行调节，从而可以合理利用排污降温池3余热。

进一步地，第一连接管41设置为两个，而且，第一连接管41分为第一连接管一411和第一连接管二412，第一连接管一411伸入第一水箱31的长度大于第一连接管二412伸入第一水箱31的长度，这样设置能够泵出第一水箱31内不同温度的水，经过第一连接管41、热泵机组4和第二连接管42流入第二水箱32。

其中，第二连接管42设置为两个，而且，第二连接管42分为第二连接管一421和第二连接管二422，第二连接管一421伸入第二水箱32的长度大于第二连接管二422伸入第二水箱32的长度，这样设置能够泵出第二水箱32内不同温度的水，经过第二连接管42、热泵机组4和第一连接管41流入第一水箱31。

其中，当热泵机组4与第一连接管一411连通时，热泵机组4还与第二连接管二422连通，此种连接方式可以适用于夏天。当热泵机组4与第一连接管二412连通时，热泵机组4还与第二连接管一421连通，此种连接方式可以适用于冬天。这样设置可以实现第一水箱31与第二水箱32内冷热水的循环流动。

另外，当用户7需要热水时，热泵机组4与第一连接管二412和第二连接管一421连通，将第一水箱31内的水泵入到第二水箱32，能够满足用户7使用热水的需求，当用户7需要冷水时，热泵机组4与第二连接管二422和第一连接管一411连通，将第二水箱32内的水泵入到第一水箱31，能够满足用户7使用冷水的需求，从而可以进一步使排污水的热量进行充分利用。

具体地，根据本发明实施例的另一个具体实施例，热泵机组4和第一水箱31之间设置有一个第一连接管41，热泵机组4和第二水箱32之间设置有一个第二连接管42，第一连接管41伸入第一水箱31的长度可调，第二连接管42伸入第二水箱32的长度可调，这样设置能够分别省去一个第一连接管41和第二连接管42，从而可以使分布式能源系统10结构得到简化，而且热泵机组4可以根据实际需要选取适宜深度的水，这样可以得到适宜温度的水。

可选地，第一连接管41伸入第一水箱31的长度增加时，第二连接管42伸入第二水箱32的长度减小，第一连接管41伸入第一水箱31的长度减小时，第二连接管42伸入水箱的长度增加，这样设置可以增大泵出第一水箱31内的水与第二水箱32内的第二连接管42所在水层的高度差，从而可以使第一水箱31内的水与第二水箱32内的水更好地进行热交换，进而可以进一步防止热量散失。

进一步地，如图1所示，分布式能源系统10还可以包括：软化水箱5，软化水箱5连接在第一水箱31和第二水箱32之间，当热泵机组4制冷时，使第二连接管二422低温进水，第二连接管一421高温出水，此时降温池内多余的热量可进入软化水箱5内预热，当热泵机组4制热时，使第一连接管二412高温进水，第二连接管一421低温回水，此时根据降温池内的实际热量平衡情况来决定是否多余的热量进入预热软化水箱5，这样设置可以进一步防止热量的浪费。同时，软化水箱5也可以把从水处理仪8流过来的水软化，然后将软化后的水通过除氧泵9进入除氧器91进行除氧然后，再分别进入余热锅炉12或燃气锅炉11进行加热生产蒸汽或热水。

具体地，如图1所示，第一水箱31和第二水箱32之间设置有上下间隔开的两个连接装置6，位于下方的连接装置6设置有压差传感器，压差传感器适于在检测到第一水箱31和第二水箱32之间的压差达到预定值时联动打开位于上方的连接装置6，这样设置能够感应出第一水箱31和第二水箱32液面高度差，从而可以更好地了解分布式能源系统10的工作状态。连接装置6可采用地上安装，也可采用地下挖坑方式安装，其中，两个连接装置6可以设置成传感器。

可选地，如图1所示，锅炉1可以包括：燃气锅炉11和余热锅炉12，燃气锅炉11和余热锅炉12分别设置有排烟管111和烟气换热管121，烟气换热管121设置在排烟管111处，而且，排烟管111和烟气换热管121分别与第一水箱31连通，这样设置能够将排烟管111和烟气换热管121处的热量经过烟气换热水流入第一水箱31，从而可以进一步提高分布式能源系统10的热量回收率。

进一步地，烟气换热管121、锅炉1的排污管路和内燃机2的加热缸套21在第一水箱31上的连接处从上向下依次排布。上下依次排布可以有利于根据实际温度进行合理设计连接位置，从而可以第一水箱31内的各处水温分布合理。

具体地，第一水箱31和第二水箱32的不同高度处分别设置有温度传感器，这样设置能够了解第一水箱31和第二水箱32内温度的分层情况。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种分布式能源系统，其特征在于，包括：

锅炉；

发电用内燃机，所述内燃机内设置有加热缸套；

排污降温池，所述排污降温池包括：第一水箱和第二水箱，所述第一水箱与所述第二水箱连通且成连通器，所述第一水箱与所述锅炉之间、所述第一水箱与所述内燃机的加热缸套之间均设置有排污管路，所述第二水箱可接收市政来水和/或地表水；

热泵机组，所述热泵机组连接在所述第一水箱和所述第二水箱之间，所述第一水箱和所述第二水箱中的一个为送水箱时，另一个为回水箱。

2.根据权利要求1所述的分布式能源系统，其特征在于，所述热泵机组和所述第一水箱之间设置有多个第一连接管，多个所述第一连接管伸入所述第一水箱的长度不同；

所述热泵机组和所述第二水箱之间设置有多个第二连接管，多个所述第二连接管伸入所述第二水箱的长度不同，其中，所述热泵机组选择性地与多个所述第一连接管中的一个连通，所述热泵机组还选择性地与多个所述第二连接管中的一个连通。

3.根据权利要求2所述的分布式能源系统，其特征在于，所述第一连接管为两个且分为第一连接管一和第一连接管二，所述第一连接管一伸入所述第一水箱的长度大于所述第一连接管二伸入所述第一水箱的长度；

所述第二连接管为两个且分为第二连接管一和第二连接管二，所述第二连接管一伸入所述第二水箱的长度大于所述第二连接管二伸入所述第二水箱的长度；

其中，当所述热泵机组与所述第一连接管一连通时，所述热泵机组还与所述第二连接管二连通，当所述热泵机组与所述第一连接管二连通时，所述热泵机组还与所述第二连接管一连通。

4.根据权利要求1所述的分布式能源系统，其特征在于，所述热泵机组和所述第一水箱之间设置有一个第一连接管，所述热泵机组和所述第二水箱之间设置有一个所述第二连接管，所述第一连接管伸入所述第一水箱的长度可调，所述第二连接管伸入所述第二水箱的长度可调。

5.根据权利要求4所述的分布式能源系统，其特征在于，所述第一连接管伸入所述第一水箱的长度增加时，所述第二连接管伸入所述第二水箱的长度减小；

所述第一连接管伸入所述第一水箱的长度减小时，所述第二连接管伸入所述第二水箱的长度增加。

6.根据权利要求1所述的分布式能源系统，其特征在于，还包括：软化水箱，所述软化水箱连接在所述第一水箱和所述第二水箱之间。

7.根据权利要求1所述的分布式能源系统，其特征在于，所述第一水箱和所述第二水箱之间设置有上下间隔开的两个连接装置，位于下方的所述连接装置设置有压差传感器，所述压差传感器适于在检测到所述第一水箱和所述第二水箱之间的压差达到预定值时打开位于上方的所述连接装置。

8.根据权利要求1所述的分布式能源系统，其特征在于，所述锅炉包括：燃气锅炉和余热锅炉，所述燃气锅炉和所述余热锅炉分别设置有排烟管和烟气换热管，所述烟气换热管设置在所述排烟管处且与所述第一水箱连通。

9.根据权利要求8所述的分布式能源系统，其特征在于，所述烟气换热管、所述锅炉的排污管路和所述内燃机的加热缸套在所述第一水箱上的连接处从上向下依次排布。

10.根据权利要求1所述的分布式能源系统，其特征在于，所述第一水箱和所述第二水箱的不同高度处分别设置有温度传感器。