CN110185538B - 一种多能互补分布式能源系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多能互补分布式能源系统，包括燃气内燃机、制冷机组、换热机组、储能装置、水源热泵系统和光伏阵列，燃气内燃机的能源输入端连接有天然气输送管道和空气输送管道，燃气内燃机的发电端通过发电机馈入输电网络，且储能装置电连接于输电网络电上，燃气内燃机的烟气输出端与换热机组的输入端连接，换热机组用于实现用户端制热，燃气内燃机的缸套水输出端与制冷机组连接，制冷机组用于实现用户端制冷，光伏阵列的电输出端馈入输电网络，水源热泵系统的输入端电连接于输电网络上，水源热泵系统用于实现用户端制冷制热。本发明通过电、光、天然气三者互补供能，实现以天然气为主的冷热电三联供，提高资源利用，减轻环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及多能互补技术领域，特别涉及一种多能互补分布式能源系统。
背景技术
能源是人类社会生存发展的重要物质基础。化石能源仍是当今世界能源结构的主要组成部分，但随着煤炭、石油等化石能源的消耗，出现了臭氧层破坏、气候变暖等一系列的环境问题。为了缓解这一系列环境及资源问题，不断寻求新的可行性方案，而现有的风光发电受阳光强度、照射时间、地理位置、风力等因素的制约，供电并不稳定，且无法满足用户的使用要求，因此在保证环境不受污染的情况下，提供一种多能互补的供能系统是十分有必要的。
发明内容
鉴以此，本发明提出一种多能互补分布式能源系统，通过天然气、光、电等多能互补，实现以天然气为主的冷热电三联供，缓解电网用电压力，减轻环境污染。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种多能互补分布式能源系统，包括燃气内燃机、制冷机组、换热机组、储能装置、水源热泵系统和光伏阵列，所述燃气内燃机的能源输入端连接有天然气输送管道和空气输送管道，所述燃气内燃机的发电端通过发电机馈入输电网络，且所述储能装置电连接于输电网络电上，所述燃气内燃机的烟气输出端与所述换热机组的输入端连接，所述换热机组用于实现用户端制热，所述燃气内燃机的缸套水输出端与所述制冷机组连接，所述制冷机组用于实现用户端制冷，所述光伏阵列的电输出端馈入输电网络，所述水源热泵系统的输入端电连接于输电网络上，所述水源热泵系统用于实现用户端制冷制热。
进一步的，所述制冷机组包括溴化锂制冷机、冷却塔、板式热交换器B和蓄冷水箱，所述燃气内燃机的缸套水输出端通过板式热交换器A与所述溴化锂制冷机连接，所述溴化锂制冷机与所述冷却塔管连接形成回路，所述溴化锂制冷机的输出端通过所述板式热交换器B与所述蓄冷水箱管连接，所述蓄冷水箱的输出端通过第一水泵接入用户端。
进一步的，所述换热机组包括余热锅炉、软化水处理器、软化水箱和生活热水箱，所述燃气内燃机的烟气输出端通过烟气管道与所述余热锅炉连接，所述软化水处理器与所述软化水箱的输入端连接，所述软化水箱的输出端与所述余热锅炉的进水端管连接，所述余热锅炉的出水端与所述生活热水箱管连接，所述生活热水箱的输出端通过第二水泵接入用户端。
进一步的，所述水源热泵系统包括水源热泵、储热罐和蓄冷罐，所述水源热泵由输电网络供电，所述水源热泵的第一输入端接入取水井，所述水源热泵的第一输出端接入回水井，所述水源热泵的第二输入端接自来水管，所述水源热泵的热水输出端通过第一阀门与所述储热罐管连接、所述水源热泵的冷水输出端通过第二阀门与所述蓄冷罐管连接，所述储热罐的输出端、蓄冷罐的输出端均接入用户端。
进一步的，所述天然气输送管道还用于向所述溴化锂制冷机供应能源。
进一步的，还包括散热水箱，所述散热水箱通过缸套水循环泵与所述燃气内燃机的缸套水管连接。
进一步的，还包括排污降温池，所述余热锅炉的烟气排放端通过球阀与所述排污降温池连通。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供的一种多能互补分布式能源系统，燃气内燃机燃烧天然气发电并馈入输电网络，换热机组可通过回收燃气内燃机排放的烟气实现对用户制热，不仅可以避免高温烟气直接排放引起环境温度升高的问题，而且还可以使排放的热量为生活所用，制冷机组可通过燃气内燃机的缸套水制冷生活所需的冷水，供夏天使用，实现以天然气为主的冷热电三联供，同时水源热泵通过少量的电能输入，就能实现将难以利用的低品位热能向高品位热能转移，提高了热量资源的利用，利用水源热泵和燃气内燃机排放的烟气、缸套水实现为生活用水制冷制热，改变用电制冷制热的方式，实现缓解电网供电压力，降低环境污染。
附图说明
图1为本发明一种多能互补分布式能源系统的结构示意图；
图中，1燃气内燃机、2制冷机组、201溴化锂制冷机、202冷却塔、203板式热交换器B、204蓄冷水箱、205第一水泵、3换热机组、301余热锅炉、302 软化水处理器、303软化水箱、304生活热水箱、305第二水泵、306排污降温池、4储能装置、5水源热泵系统、501水源热泵、502储热罐、503蓄冷罐、6 光伏阵列、7天然气输送管道、8空气输送管道、9发电机、10输电网络、11板式热交换器A、12用户端、13散热水箱。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
实施例
参见图1，本发明提供的一种多能互补分布式能源系统，包括燃气内燃机1、制冷机组2、换热机组3、储能装置4、水源热泵系统5和光伏阵列6，所述燃气内燃机1的能源输入端连接有天然气输送管道7和空气输送管道8，使天然气和空气在燃气内燃机1内燃烧，输出高温烟气和高温缸套水，并利用高温烟气和缸套水实现制冷制热；所述燃气内燃机1的发电端通过发电机9馈入输电网络10，在燃气内燃机1内燃烧的天然气驱动发电机9发电并馈入输电网络 10，且所述储能装置4电连接于输电网络10电上，其中储能装置4可以选择蓄电池组；所述燃气内燃机1的烟气输出端与所述换热机组3的输入端连接，所述换热机组3用于实现用户端12制热，所述燃气内燃机1的缸套水输出端与所述制冷机组2连接，所述制冷机组2用于实现用户端12制冷，换热机组3利用燃气内燃机1燃烧天然气产生的高温烟气制热生活用水，并接入用户端12供用户使用，制冷机组2利用燃气内燃机1的缸套水制冷，并将冷却水接入用户端 12，这里的用户端12可以是空调也可以是其他需要冷源的设备；所述光伏阵列6的电输出端馈入输电网络10，所述水源热泵系统5的输入端电连接于输电网络10上，所述水源热泵系统5用于实现用户端12制冷制热，本发明通过天然气、光、电三者互补供能，实现以天然气为主的冷热电三联供，提高资源利用率，减轻环境污染。工作原理：输入的天然气和空气在燃气内燃机1的气缸燃烧，驱动发电机9发电并馈入输电网络10，燃气内燃机1的烟气输出端通过烟气管道连通换热机组3，并在换热机组3加热生活用水并接入用户端12，燃气内燃机1的缸套水通过水管与制冷机组2连接，利用缸套水的热量在制冷机组2 内冷却生活用水，并将冷却水接入用户端12，同时光伏阵列6发电通过逆变器 14馈入输电网络10，水源热泵系统5通过输入少量电能，实现夏天制冷，冬天制热。
具体的，所述制冷机组2包括溴化锂制冷机201、冷却塔202、板式热交换器B203和蓄冷水箱204，所述燃气内燃机1的缸套水输出端通过板式热交换器 A11与所述溴化锂制冷机201连接，所述溴化锂制冷机201与所述冷却塔202 管连接形成回路，所述溴化锂制冷机201的输出端通过所述板式热交换器B203 与所述蓄冷水箱204管连接，所述蓄冷水箱204的输出端通过第一水泵205接入用户端12。冷却塔202不断为溴化锂制冷机201制冷供应水源，经溴化锂制冷机201冷却的水存于蓄冷水箱204内，并通过第一水泵205和气压给水罐接入用户端12，作为生活用冷却水。其中，溴化锂制冷机201还可以通过板式热交换器B203直接接入用户端12，在用户端12可利用该冷却水实现空调制冷。
具体的，所述换热机组3包括余热锅炉301、软化水处理器302、软化水箱 303和生活热水箱304，所述燃气内燃机1的烟气输出端通过烟气管道与所述余热锅炉301连接，所述软化水处理器302与所述软化水箱303的输入端连接，所述软化水箱303的输出端与所述余热锅炉301的进水端管连接，所述余热锅炉301的出水端与所述生活热水箱304管连接，所述生活热水箱304的输出端通过第二水泵305接入用户端12。软化水处理器302对接入的自来水进行软化，并将软化后的自来水存于软化水箱303中，由软化水箱303向余热锅炉301供水，其中软化水处理器302对自来水进行软化处理，可防止余热锅炉301内形成水垢，影响热量的传递，余热锅炉301制热的水储存于生活热水箱304内，可通过第二水泵305接入用户端12，供用户生活实用。
具体的，所述水源热泵系统5包括水源热泵501、储热罐502和蓄冷罐503，所述水源热泵501由输电网络10供电，所述水源热泵501的第一输入端接入取水井，所述水源热泵501的第一输出端接入回水井，其中，取水井和回水井可以是地下水，也可以是湖水；所述水源热泵501的第二输入端接自来水管，所述水源热泵501的热水输出端通过第一阀门(未标出)与所述储热罐502管连接、所述水源热泵501的冷水输出端通过第二阀门(未标出)与所述蓄冷罐503 管连接，所述储热罐502的输出端、蓄冷罐503的输出端均接入用户端12，实现生活冷热水供应。在用户负荷较大的情况下，通过输入少量的高位电能，实现低位热能向高位热能转移，在夏天制冷时，通过输电网络10对水源热泵501 的供电，实现制冷，并将冷水储存在蓄冷罐503内，需要时向用户侧的空调供应冷水；在冬天制热时，由输电网络10对水源热泵501供电，实现制热，并将热水储存在储热罐502内，需要时向用户侧的空调供应热水。
具体的，所述天然气输送管道7还用于向所述溴化锂制冷机201供应能源。在燃气内燃机1提供烟气不足的情况下，可以通过燃烧天然气，补充热量，提高溴化锂制冷机201的制冷能力。
具体的，还包括散热水箱13，所述散热水箱13通过缸套水循环泵(未标出) 与所述燃气内燃机1的缸套水管连接。其中散热水箱13与燃气内燃机1之间通过缸套水循环泵形成回路，燃气内燃机1的缸套水通过散热水箱13散热，在散热水箱13冷却后的缸套水在缸套水循环泵的驱动下循环回到燃气内燃机1的缸套中，通过散热水箱13实现缸套水的冷却回流，有效提高缸套水的利用率，节约了能源。
具体的，还包括排污降温池306，所述余热锅炉301的烟气排放端通过球阀 (未标出)与所述排污降温池306连通。可将余热锅炉301排放出来的烟气降温，并将烟气中含有的污染物沉于水中，并将排污降温池306的输出端连接就近的排污水管，实现对余热锅炉301排放烟气的处理，降低对环境的污染。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (4)
1.一种多能互补分布式能源系统，其特征在于：包括燃气内燃机、制冷机组、换热机组、储能装置、水源热泵系统和光伏阵列，所述燃气内燃机的能源输入端连接有天然气输送管道和空气输送管道，所述燃气内燃机的发电端通过发电机馈入输电网络，且所述储能装置电连接于输电网络电上，所述燃气内燃机的烟气输出端与所述换热机组的输入端连接，所述换热机组用于实现用户端制热，所述所述换热机组包括余热锅炉、软化水处理器、软化水箱和生活热水箱，所述燃气内燃机的烟气输出端通过烟气管道与所述余热锅炉连接，所述软化水处理器与所述软化水箱的输入端连接，所述软化水箱的输出端与所述余热锅炉的进水端管连接，所述余热锅炉的出水端与所述生活热水箱管连接，所述生活热水箱的输出端通过第二水泵接入用户端，所述燃气内燃机的缸套水输出端与所述制冷机组连接，所述制冷机组用于实现用户端制冷，所述制冷机组包括溴化锂制冷机、冷却塔、板式热交换器B和蓄冷水箱，所述燃气内燃机的缸套水输出端通过板式热交换器A与所述溴化锂制冷机连接，所述溴化锂制冷机与所述冷却塔管连接形成回路，所述溴化锂制冷机的输出端通过所述板式热交换器B与所述蓄冷水箱管连接，所述蓄冷水箱的输出端通过第一水泵接入用户端，所述光伏阵列的电输出端馈入输电网络，所述水源热泵系统的输入端电连接于输电网络上，所述水源热泵系统用于实现用户端制冷制热，所述水源热泵系统包括水源热泵、储热罐和蓄冷罐，所述水源热泵由输电网络供电，所述水源热泵的第一输入端接入取水井，所述水源热泵的第一输出端接入回水井，所述水源热泵的第二输入端接自来水管，所述水源热泵的热水输出端通过第一阀门与所述储热罐管连接、所述水源热泵的冷水输出端通过第二阀门与所述蓄冷罐管连接，所述储热罐的输出端、蓄冷罐的输出端均接入用户端。
2.如权利要求1所述的一种多能互补分布式能源系统，其特征在于：所述天然气输送管道还用于向所述溴化锂制冷机供应能源。
3.如权利要求1所述的一种多能互补分布式能源系统，其特征在于：还包括散热水箱，所述散热水箱通过缸套水循环泵与所述燃气内燃机的缸套水管连接。
4.如权利要求1所述的一种多能互补分布式能源系统，其特征在于：还包括排污降温池，所述余热锅炉的烟气排放端通过球阀与所述排污降温池连通。
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