CN108110778A - Cchp与热泵机组联合供能系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及加热和制冷的联合系统技术领域，尤其是一种CCHP和热泵机组联合供能系统，包括内燃机、发电机组和溴化锂机组，其特征在于，所述联合供能系统还包括与所述发电机组连接的热泵机组，所述热泵机组连接热水负荷、制冷负荷和采暖负荷，当发电机组产生的电力超过电力负荷，而溴化锂机组又不能满足用户的热水负荷、制冷负荷和采暖负荷时，热泵机组利用发电机组产生的多余电力辅助满足用户的热水负荷、制冷负荷和采暖负荷。本发明发电机组产生的多余的电能自用，而不用上网审批，能够实现热电平衡，发电机组(3)开机时间长，经济性好。
Description
技术领域
本发明涉及加热和制冷的联合系统技术领域，尤其是一种CCHP与热泵机组联合供能系统。
背景技术
CCHPCombined Cooling Heating and Power系统又称热电冷联产系统，分布式冷热电联产系统是能源综合梯级利用的解决方案。它以小水电、生物能、风能、太阳能、地热能、天然气、垃圾能或工业余热等一切可以产生电或热的资源作为一次能源，将发电系统和供热、供冷系统相结合的小规模、点状分布在用户附近的一种综合供能方式，从而满足用户对热、电、冷等能源的需求。CCHP系统既可使用户自成一个能源供应系统，又可与大电网并网运行，系统具有相对的独立性、灵活性和安全性。CCHP系统可以一台独立运行，又可以多台并联运行，可以满足不同功率负荷的用户需求。
以天然气作为一次能源的CCHP系统是利用发电机组3结合溴化锂机组2、冷水机组4和燃气锅炉10组合而成的一种供冷供热及供电的三联供系统。其主要流程参见图1，内燃机1燃烧天然气后产生的热量通过发电机组3发电后供应给用户的电力负荷6使用，系统发电后排出的烟气余热则通过溴化锂机组2等余热回收利用设备向用户供热或供冷，包括用户的热水负荷7、制冷负荷8/采暖负荷9。通过这种方式大大提高了整个系统的一次能源利用率，实现了能源的梯级利用，还可以提供并网电力作为能源互补。
由于发电机组3成本较高，同时发电效率受用户的电力负荷6影响较大，根据CCHP技术特点，发电机组3的配置一般在系统总负荷的20％左右(以冷定电)，其余负荷全部需要额外配置冷水机组4和燃气锅炉10来满足。
实际工程中，区域能源采用三联供系统时往往很难实现热电平衡。当区域电力负荷6满足需求时，产生的余热达不到所需的冷、热负荷。而当余热满足需求时，产生的电量超过区域本身所需，由于受国家“并网不上网”政策的限制，区域产生的电力负荷6难以消化。夏季电力负荷6可用于制冷机制冷，但是冬季供热需要用的锅炉或溴化锂机组2均以天然气为燃料，电力负荷6用不掉，造成了热电不平衡。综上所述系统的主要缺点有：1、发电成本较高，系统经济性较差；2、发电上网审批流程长，且上网电价不高；3、受冷热负荷的影响，天然气发电机组3的年利用小时数较低。
发明内容
本发明针对现有技术热电不平衡，天然气发电机组利用率低的问题，而研究设计一种天然气发电机组利用率高、系统经济性好的CCHP与热泵机组联合供能系统。
本发明采用的技术方案是：
一种CCHP和热泵机组联合供能系统，包括内燃机、发电机组和溴化锂机组，其特征在于，所述联合供能系统还包括与所述发电机组连接的热泵机组，所述热泵机组连接热水负荷、制冷负荷/采暖负荷，当发电机组产生的电力超过电力负荷，而溴化锂机组又不能满足用户的热水负荷、制冷负荷/采暖负荷时，热泵机组利用发电机组产生的多余电力辅助满足用户的热水负荷、制冷负荷/采暖负荷。
进一步地，所述热泵机组还与电网连接，在电网的谷电时段，使CCHP系统不工作，热泵机组利用电网的谷电满足用户的热水负荷、制冷负荷/采暖负荷。
更进一步地，所述热泵机组采用风冷热泵机组。
与现有技术相比，本发明显而易见地具有以下有益效果：
1、在热水负荷、制冷负荷和采暖负荷较多时，若只采用溴化锂机组供应，则需要产生大量的电力，往往电力会有多余，电力需要上网发行，本发明电力不需要上网，发电自用，相比上网电价，自用的价值更高，同时减少了电力上网审批的手续。
2、热泵机组利用发电机组产生的多余电力辅助溴化锂机组满足用户的热水负荷、制冷负荷/采暖负荷能够实现热电平衡，可大大提升发电机组的开机时间，发电机组利用率高，系统经济性好。
3、由于谷电价格低，在谷电时段可以不打开发电机组，热泵机组直接从电网下电满足用户热水负荷、制冷负荷/采暖负荷，大大减小了成本。
附图说明
图1是现有技术CHPP系统示意图；
图2是本发明实施例示意图。
图中，1、内燃机，2、溴化锂机组，3、发电机组，4、冷水机组，5、热泵机组，6、电力负荷，7、热水负荷，8、制冷负荷，9、采暖负荷，10、燃气锅炉。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“径向”、“轴向”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
如图2所示的CCHP和热泵机组联合供能系统，包括内燃机1、发电机组3、溴化锂机组2以及与发电机组3连接的热泵机组5，溴化锂机组2和热泵机组5均连接热水负荷7、制冷负荷8/采暖负荷9，热泵机组5还与电网连接。
在夏季或者冬季，用户的热水负荷7、制冷负荷8/采暖负荷9较多，而用电负荷较少，导致发电机产生多余电力，而溴化锂机组2不能满足用户的热水负荷7、制冷负荷8/采暖负荷9，多余的电力要上电网发行，而用户又需要从电网下电或者通过燃气锅炉10、冷水机组4等满足热水负荷7、制冷负荷8/采暖负荷9。本发明实施例将多余的电力提供给热泵机组5，而不需要上网发行，热泵机组5产生热水、制冷/采暖，辅助溴化锂机组2满足用户的热水负荷7、制冷负荷8/采暖负荷9，这样就不会再有多余的电力产生，实现了热电平衡，根据热水负荷7、制冷负荷8/采暖负荷9的需要确定开启发电机组3的个数。可大大提升发电机组3的开机时间，发电机组3利用率高，系统经济性好。
由于CCHP系统的发电成本介于电网的谷电电价和峰电电价之间，所以在电网的峰电时段，尽量较长时间的开启发电机组3，而不从电网下电；在电网的谷电时段，可关闭发电机组3，仅从电网下电，通过热泵机组5满足用户的热水负荷7、制冷负荷8/采暖负荷9。
本实施例的热泵机组5采用风冷热泵机组5。
本发明发电机组3发电供给热泵机组5，热泵机组5在夏季、冬季和过渡季节均可根据项目需要提供热水、制冷/制热，发电机组3产生的多余电力不需要上网审批，电力系统“并网不上网”，发电机组3产生的多余电力直接供给热泵使用，高效利用天然气能源，不会造成发电量的浪费。
同时，本系统相对现有技术减少燃气锅炉10和冷水机组4，减少了设备，节约了成本。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (3)
1.一种CCHP和热泵机组联合供能系统，包括内燃机(1)、发电机组(3)和溴化锂机组(2)，其特征在于，所述联合供能系统还包括与所述发电机组(3)连接的热泵机组(5)，所述热泵机组(5)连接热水负荷(7)、制冷负荷(8)/采暖负荷(9)，当发电机组(3)产生的电力超过电力负荷(6)，而溴化锂机组(2)又不能满足用户的热水负荷(7)、制冷负荷(8)/采暖负荷(9)时，热泵机组(5)利用发电机组(3)产生的多余电力辅助满足用户的热水负荷(7)、制冷负荷(8)/采暖负荷(9)。
2.根据权利要求1所述的CCHP和热泵机组联合供能系统，其特征在于，所述热泵机组(5)还与电网连接，在电网的谷电时段，使CCHP系统不工作，热泵机组(5)利用电网的谷电满足用户的热水负荷(7)、制冷负荷(8)/采暖负荷(9)。
3.根据权利要求1所述的CCHP和热泵机组联合供能系统，其特征在于，所述热泵机组(5)采用风冷热泵机组。
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