CN109026227A - 一种含冷凝热回收的冷热电联供系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种含冷凝热回收的冷热电联供系统及方法，包括内燃发电机组、吸收式制冷机组以及冷凝热联合回收装置，所述内燃发电机组发出的电能通过并网装置接入配电网，发电过程中产生的余热驱动吸收式制冷机组制冷，冷凝热联合回收装置回收吸收式制冷机组和热泵的制冷过程中产生的冷凝热；冷凝热联合回收装置包括第一冷凝热换热器和第二冷凝热换热器，所述第一冷凝热换热器位于吸收式制冷机的冷却水回路，回收吸收式制冷机产生的冷凝热，出水分成两路，分别进入第二冷凝热换热器和发电机组余热回路的换热器中，所述第二冷凝热换热器位于热泵的冷凝回路，回收热泵制冷产生的冷凝热，所有回收的冷凝热用于制取生活热水。

Description

一种含冷凝热回收的冷热电联供系统及方法
技术领域
本发明涉及一种含冷凝热回收的冷热电联供系统及方法。
背景技术
冷热电三联供是一种典型的能源梯级利用技术，具有较高的能源综合利用 效率，在降低化石能源消耗、减少碳排放方面具有重要作用。同时，冷热电联 供属于分布式供能方式，可有效降低电力、热力供应成本和传输损耗，是城市 未来能源供应的重要手段。
冷热电联供系统主要包括发电机组、余热换热器、电制冷机组、吸收式制 冷机组等。能量的梯级利用是冷热电联供系统的核心理念，在现有系统中，一 次能源燃烧的高温热能首先用于发电，发电余热用于供暖、制取生活热水或驱 动吸收式制冷机供冷，可实现对不同品位能量的高效利用，燃料综合利用率在 70％-90％。然而，受限于超低品位余热利用技术，在现有的专利中，冷热电联供 系统仅回收发电机组的余热和热泵的冷凝热，未有吸收式制冷机和热泵冷凝热 的联合回收技术。
中国发明专利《一种热回收三联供系统》(201710111379.7)提供了一种热 回收三联供系统，能够回收热泵机组制冷过程的冷凝热，并降低设备注氟量。 中国发明专利《一种再利用冷热电三联供系统》(201310723449.6)提供了一种 冷热电回收三联供系统，回收了压缩式热泵的冷凝热用于采暖热水。但是上述 专利的冷凝热回收技术仅针对单一的热泵设备，未涉及吸收式制冷机和热泵的 冷凝热联合回收技术。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种含冷凝热回收的冷热电联供系统及 方法，本发明提出了吸收式制冷机和热泵冷凝热的联合回收技术，能够提高冷 热电三联供系统的能源利用率和减少能源消耗。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种含冷凝热回收的冷热电联供系统，包括内燃发电机组、吸收式制冷机 组以及冷凝热联合回收装置，所述内燃发电机组发出的电能通过并网装置接入 配电网，发电过程中产生的余热驱动吸收式制冷机组制冷，所述冷凝热联合回 收装置回收吸收式制冷机组和热泵的制冷过程中产生的冷凝热；
所述冷凝热联合回收装置包括第一冷凝热换热器和第二冷凝热换热器，所 述第一冷凝热换热器位于吸收式制冷机的冷却水回路，回收吸收式制冷机产生 的冷凝热，出水分成两路，分别进入第二冷凝热换热器和发电机组余热回路的 换热器中，完成换热过程。
作为进一步限定，所述内燃发电机组发电产生的余热包括高温烟气和缸套 水，高温烟气和缸套水均可用于驱动吸收式制冷机组制冷。
作为更进一步限定，还包括板式换热器，所述缸套水经过板式换热器制取 生活热水。
作为进一步限定，还包括热泵，所述热泵连接至低压电网，利用电能制冷。
作为进一步限定，所述第一冷凝热换热器配置有对应的泵体，泵体驱动生 活冷水进入第一冷凝热换热器。
作为更进一步限定，所述泵体采用由变频器驱动的转速可连续调节的水泵。
作为进一步限定，所述第一冷凝热换热器连接有三通调节阀，其出水经三 通调节阀分成两路，且两路出水的分配比例根据所需回收的热量计算得出。
作为更进一步限定，所述三通调节阀的入口处还连接有第二泵体，所述第 二泵体将生活冷水输送至三通调节阀。
作为更进一步限定，所述三通调节阀采用开度连续可调的总分式三通阀。
作为进一步限定，所述第二冷凝热换热器的一次侧分别与热泵压缩机和空 冷器相连，生活水进入第二冷凝热换热器吸收热泵的冷凝热，与缸套水换热器 二次侧出水共同汇入热水缓冲罐。
基于上述系统的工作方法，内燃发电机组发出的电能通过并网装置接入配 电网，发电过程中产生的余热驱动吸收式制冷机组制冷，利用冷凝热联合回收 装置回收吸收式制冷机组的制冷过程中产生的冷凝热，并制取生活热水；
利用第一冷凝热换热器与吸收式制冷机的冷却水回路形成连接，回收吸收 式制冷机产生的冷凝热，出水分成两路，分别进入第二冷凝热换热器和发电机 组余热回路的换热器中，对出水进行汇集，汇入生活热水管道。
作为进一步限定，冷凝热联合回收装置优先使用热泵的冷凝热，当冷凝热 量超过设定值时，减小泵体的频率同时增加第二泵体的频率，从而减少从吸收 式制冷机吸入的冷凝热量。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提出了一种冷热电联供系统的冷凝热联合回收系统及方法，可以同 时回收冷热电联供系统中吸收式制冷机和热泵的冷凝热，用于制取生活热水。
本发明改变了传统冷热电联供系统制取生活热水的方式，由仅回收发电机 组余热制取生活热水改进为联合回收热泵和吸收式制冷机冷凝热制取生活热水 的方式。
由于主要使用冷凝热制取生活热水，本发明具有更高的能源利用率和节能 减排效益，并解决了冷热电联供系统的超低品位余热再利用问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申 请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本发明的含冷凝热回收的冷热电联供系统结构图；
图2为本发明的冷凝热联合回收装置结构图；
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。 除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的 普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图 限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确 指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说 明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器 件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、 “竖直”、“水平”、“侧”、“底”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，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定 的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示 可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可 以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体 情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，含冷凝热回收的冷热电联供系统，包括内燃发电机组、吸收 式制冷机组、热泵、缸套水换热器以及冷凝热联合回收装置。燃气内燃发电机 组发出的电能通过并网控制柜接入配电网，发电机组的烟气管道与吸收式制冷 机的高发回路相连，发电机组的缸套水分别与吸收式制冷机的低发回路和缸套 水板式换热器的一次侧相连；缸套水板式换热器的二次侧与生活热水管道相连； 吸收式制冷机利用高温烟气和缸套水余热制冷，其输出的空调水直接接入用户 空调水管道，其冷却水回路与本发明提出的冷凝热联合回收装置相连；热泵输 出的空调水直接接入用户空调水管道，其冷凝回路与本发明提出的冷凝热联合 回收装置相连；冷凝热联合回收装置回收吸收式制冷机和热泵的冷凝热，输出 的生活热水进入生活热水管道。
如图2所示，冷凝热联合回收装置包括：泵、三通调节阀和至少两个冷凝 热换热器。冷凝热换热器1的一次侧分别与泵3出口和冷却塔入口相连，二次 侧分别与泵1出口和三通调节阀入口相连；泵1驱动生活冷水首先回收吸收式 制冷机的冷凝热，但由于吸收式制冷机冷却温度较低，换热器1的出水温度约 为30℃，需利用热泵冷凝热和发电机组余热进行二次加热；三通调节阀将冷凝 热换热器1的出水分成两路分别进入冷凝热换热器2的二次侧回路和缸套水换 热器的二次侧回路，具体分配比例根据所需回收的热量计算得出；冷凝热换热 器2的一次侧分别与热泵压缩机和空冷器相连，生活水进入冷凝热换热器2可吸收热泵的冷凝热，最终与缸套水换热器二次侧出水共同汇入热水缓冲罐；冷 却塔和空冷器可将未被回收的冷凝热排放到空气中。
生活热水泵1和泵2均由变频器控制，可以控制相应回路中的冷水流量。 如果冷凝热量过剩，则调节泵1的频率以减少冷却水流量，从而减少回收吸收 式制冷机的冷凝热量，同时，应适当增加泵2的频率，以保证热泵的冷凝热和 机组余热可被完全吸收。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领 域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则 之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之 内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明 保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上， 本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明 的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种含冷凝热回收的冷热电联供系统，其特征是：包括内燃发电机组、吸收式制冷机组以及冷凝热联合回收装置，所述内燃发电机组发出的电能通过并网装置接入配电网，发电过程中产生的余热驱动吸收式制冷机组制冷，所述冷凝热联合回收装置回收吸收式制冷机组和热泵的制冷过程中产生的冷凝热；
所述冷凝热联合回收装置包括第一冷凝热换热器和第二冷凝热换热器，所述第一冷凝热换热器位于吸收式制冷机的冷却水回路，回收吸收式制冷机产生的冷凝热，出水分成两路，分别进入第二冷凝热换热器和发电机组余热回路的换热器中。
2.如权利要求1所述的一种含冷凝热回收的冷热电联供系统，其特征是：所述内燃发电机组发电产生的余热包括高温烟气和缸套水，高温烟气和缸套水均可用于驱动吸收式制冷机组制冷。
3.如权利要求2所述的一种含冷凝热回收的冷热电联供系统，其特征是：还包括板式换热器，所述缸套水经过板式换热器制取生活热水。
4.如权利要求3所述的一种含冷凝热回收的冷热电联供系统，其特征是：还包括热泵，所述热泵连接至低压电网，利用电能制冷。
5.如权利要求1所述的一种含冷凝热回收的冷热电联供系统，其特征是：所述第一冷凝热换热器配置有对应的泵体，泵体驱动生活冷水进入第一冷凝热换热器。
6.如权利要求1所述的一种含冷凝热回收的冷热电联供系统，其特征是：所述第一冷凝热换热器连接有三通调节阀，其出水经三通调节阀分成两路，且两路出水的分配比例根据所需回收的热量计算得出。
7.如权利要求6所述的一种含冷凝热回收的冷热电联供系统，其特征是：所述三通调节阀的入口处还连接有第二泵体，所述第二泵体将生活冷水输送至三通调节阀。
8.如权利要求4所述的一种含冷凝热回收的冷热电联供系统，其特征是：所述第二冷凝热换热器的一次侧分别与热泵压缩机和空冷器相连，生活水进入第二冷凝热换热器吸收热泵的冷凝热，与板式换热器二次侧出水共同汇入热水缓冲罐。
9.基于如权利要求1-8中任一项所述的系统的工作方法，其特征是：内燃发电机组发出的电能通过并网装置接入配电网，发电过程中产生的余热驱动吸收式制冷机组制冷，利用冷凝热联合回收装置回收吸收式制冷机组和热泵的制冷过程中产生的冷凝热，并制取生活热水；
利用第一冷凝热换热器与吸收式制冷机的冷却水回路形成连接，回收吸收式制冷机产生的冷凝热，出水分成两路，分别进入第二冷凝热换热器和发电机组余热回路的换热器中，对出水进行汇集，汇入生活热水管道。
10.如权利要求9所述的工作方法，其特征是：冷凝热联合回收装置优先使用热泵的冷凝热，当冷凝热量超过设定值时，减小泵体的频率同时增加第二泵体的频率，从而减少从吸收式制冷机吸入的冷凝热量。
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