CN117606076A - 一种园区冷热电联供系统 - Google Patents
一种园区冷热电联供系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117606076A CN117606076A CN202311375673.0A CN202311375673A CN117606076A CN 117606076 A CN117606076 A CN 117606076A CN 202311375673 A CN202311375673 A CN 202311375673A CN 117606076 A CN117606076 A CN 117606076A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- carbon dioxide
- water tank
- cooler
- expander
- heater
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 title claims abstract description 58
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 52
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 264
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 175
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 132
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 132
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 31
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims description 2
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
- F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
- F01K25/08—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours
- F01K25/10—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for using special vapours the vapours being cold, e.g. ammonia, carbon dioxide, ether
- F01K25/103—Carbon dioxide
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01K—STEAM ENGINE PLANTS; STEAM ACCUMULATORS; ENGINE PLANTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ENGINES USING SPECIAL WORKING FLUIDS OR CYCLES
- F01K7/00—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating
- F01K7/32—Steam engine plants characterised by the use of specific types of engine; Plants or engines characterised by their use of special steam systems, cycles or processes; Control means specially adapted for such systems, cycles or processes; Use of withdrawn or exhaust steam for feed-water heating the engines using steam of critical or overcritical pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B41/00—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids
- F04B41/02—Pumping installations or systems specially adapted for elastic fluids having reservoirs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D11/00—Central heating systems using heat accumulated in storage masses
- F24D11/02—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps
- F24D11/0214—Central heating systems using heat accumulated in storage masses using heat pumps water heating system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D18/00—Small-scale combined heat and power [CHP] generation systems specially adapted for domestic heating, space heating or domestic hot-water supply
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B29/00—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously
- F25B29/003—Combined heating and refrigeration systems, e.g. operating alternately or simultaneously of the compression type system
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B9/00—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point
- F25B9/002—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant
- F25B9/008—Compression machines, plants or systems, in which the refrigerant is air or other gas of low boiling point characterised by the refrigerant the refrigerant being carbon dioxide
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
本发明涉及节能储能技术领域,具体涉及一种园区冷热电联供系统,包括:热泵压缩机和第一冷却器等形成热泵回路;第一热水罐、第一冷水罐均与第一冷却器连接;依次连接的低压二氧化碳储罐、储能压缩机、第二冷却器、高压二氧化碳储罐、第二加热器、第一膨胀机、第一加热器和第二膨胀机;园区水在第一冷却器吸热,经第一热水罐至第一加热器,加热二氧化碳;用电高峰时用第一膨胀机和第二膨胀机供电;用电低谷时用第一膨胀机和第二膨胀机储电,第一热水罐储热;本申请通过热泵和压缩二氧化碳储能技术耦合,热泵技术产生的热量为二氧化碳供热,第二膨胀机继续做功发电,显著提高效率,可使园区在用电低谷期更加合理地利用低电价储存更多电量。
Description
技术领域
本发明涉及节能储能技术领域,具体涉及一种园区冷热电联供系统。
背景技术
在一个居民生活或工作的园区中,一般在夏季需要供冷,在冬季需要供热。在园区用电的过程中,经常存在用电高峰期和用电低谷期,需要对供电能力进行相应的不断调节。在目前能源紧缺的时代,对于以上供冷、供热和用电的能源供应,需要协调冷、热和电之间的供应关系,以最大程度地合理利用能源,达到节约能源和降低成本的目的。
发明内容
因此,本发明要解决的技术问题在于对于一个园区,如何协调冷、热和电之间的供应关系,以最大程度地合理利用能源,达到节约能源和降低成本的目的。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种园区冷热电联供系统,包括:第一蒸发器、回热器、热泵压缩机、第一冷却器、第一热水罐、第一冷水罐、低压二氧化碳储罐、储能压缩机、第二冷却器、高压二氧化碳储罐、第二加热器、第一膨胀机、第一加热器和第二膨胀机;
依次连接的第一蒸发器、回热器的低温侧管路、热泵压缩机、第一冷却器、回热器的高温侧管路和节流阀形成热泵回路;
在所述热泵回路中流通有工作介质,所述第一蒸发器适于利用工作介质对园区传输的冻冷水吸热制冷,制冷后的冻冷水回送至园区,以实现供冷;
所述第一热水罐的一端与第一冷却器连接;
所述第一冷水罐的一端与第一冷却器连接;所述园区冷热电联供系统适于将园区传输的水经第一冷水罐传输至第一冷却器,在第一冷却器吸热后的热水经第一热水罐回送至园区,以在用电高峰期实现供热;
所述低压二氧化碳储罐、储能压缩机、第二冷却器、高压二氧化碳储罐、第二加热器、第一膨胀机、第一加热器和第二膨胀机依次连接;所述第二膨胀机与低压二氧化碳储罐连接;所述第一热水罐的另一端与第一加热器的进水口连接,所述第一冷水罐的另一端与第一加热器的出水口连接;所述第一膨胀机与第一加热器的二氧化碳进口端连接,所述第二膨胀机与第一加热器的二氧化碳出口端连接;所述第一加热器适于利用流经的热水加热第一膨胀机利用后的二氧化碳;
所述园区冷热电联供系统适于在用电高峰期利用第一膨胀机和第二膨胀机发电供电;所述园区冷热电联供系统适于在用电低谷期利用第一膨胀机和第二膨胀机发电储电,且利用第一热水罐储热。
可选地,还包括:第二冷水罐和第二热水罐;
所述第二冷水罐的一端与第二加热器的出水口连接,所述第二加热器的二氧化碳输入端与高压二氧化碳储罐连接,所述第二加热器的二氧化碳输出端与第一膨胀机连接;所述第二冷水罐的另一端与第二冷却器的进水口连接;所述第二冷却器的二氧化碳输入端与储能压缩机连接,所述第二冷却器的二氧化碳输出端与高压二氧化碳储罐连接;
所述第二热水罐的一端与第二加热器的进水口连接,所述第二热水罐的另一端与第二冷却器的出水口连接;所述园区冷热电联供系统适于通过第二冷水罐传输的冷水冷却第二冷却器中的二氧化碳,且通过第二热水罐传输的热水加热第二加热器中的二氧化碳。
可选地,在第二冷水罐与第二冷却器之间设置有第三冷却器,以进一步冷却第二冷水罐输送至第三冷却器中的冷水。
可选地,还包括:与所述第一蒸发器并联设置的第二蒸发器。
可选地,在所述节流阀与第一蒸发器连接的管路上设有第一阀门;在所述节流阀与第二蒸发器连接的管路上设有第二阀门。
可选地,在所述第一热水罐与第一加热器的进水口连接的管路上设有第三阀门;在第一热水罐与园区之间连接的管路上设有第四阀门。
可选地,所述工作介质为氟利昂或二氧化碳。
可选地,当所述工作介质为二氧化碳时,所述园区冷热电联供系统实现供冷的温度不高于10℃。
可选地,当所述工作介质为二氧化碳时,所述园区冷热电联供系统实现供热的温度不低于60℃。
可选地,当所述工作介质为二氧化碳时,所述热泵压缩机输出的压力范围为7.5MPa~10MPa。
可选地,在所述低压二氧化碳储罐中二氧化碳的压力范围为7.5MPa~10MPa。
可选地,在所述高压二氧化碳储罐中二氧化碳的压力范围为15MPa~25MPa。
可选地,所述储能压缩机出口的二氧化碳的温度低于150℃。
可选地,所述第一膨胀机出口的二氧化碳的温度低于150℃。
可选地,所述第二膨胀机出口的二氧化碳的温度低于150℃。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点:
1.本发明提供的园区冷热电联供系统,包括:第一蒸发器、回热器、热泵压缩机、第一冷却器、第一热水罐、第一冷水罐、低压二氧化碳储罐、储能压缩机、第二冷却器、高压二氧化碳储罐、第二加热器、第一膨胀机、第一加热器和第二膨胀机;依次连接的第一蒸发器、回热器的低温侧管路、热泵压缩机、第一冷却器、回热器的高温侧管路和节流阀形成热泵回路;在所述热泵回路中流通有工作介质,所述第一蒸发器适于利用工作介质对园区传输的冻冷水吸热制冷,制冷后的冻冷水回送至园区,以实现供冷;所述第一热水罐的一端与第一冷却器连接;所述第一冷水罐的一端与第一冷却器连接;所述园区冷热电联供系统适于将园区传输的水经第一冷水罐传输至第一冷却器,在第一冷却器吸热后的热水经第一热水罐回送至园区,以在用电高峰期实现供热;所述低压二氧化碳储罐、储能压缩机、第二冷却器、高压二氧化碳储罐、第二加热器、第一膨胀机、第一加热器和第二膨胀机依次连接;所述第二膨胀机与低压二氧化碳储罐连接;所述第一热水罐的另一端与第一加热器的进水口连接,所述第一冷水罐的另一端与第一加热器的出水口连接;所述第一膨胀机与第一加热器的二氧化碳进口端连接,所述第二膨胀机与第一加热器的二氧化碳出口端连接;所述第一加热器适于利用流经的热水加热第一膨胀机利用后的二氧化碳;所述园区冷热电联供系统适于在用电高峰期利用第一膨胀机和第二膨胀机发电供电;所述园区冷热电联供系统适于在用电低谷期利用第一膨胀机和第二膨胀机发电储电,且利用第一热水罐储热;本申请采用上述技术方案,不仅通过热泵技术冷热均得到应用,在供冷季供冷;在供暖季供暖;在非供冷和供暖季,可从环境中吸热,为园区提供生活热水,使得园区冷热电联供系统的整体能效水平显著提升。而且,通过热泵技术和压缩二氧化碳储能技术有机耦合,热泵技术产生的热量为第一膨胀机利用后的二氧化碳供热,使得加热后的二氧化碳通过第二膨胀机继续做功发电,显著提高储能效率,可使园区在用电低谷期更加合理地利用低电价储存更多的电量,且将低价电力高效存储为二氧化碳的压力能和热能,以更加适应用电高峰期的用电需求,使园区的负荷更加平稳,减少电网的波动性;极大降低园区的能源运行成本,减小电网的峰谷电力差;能源的使用及利用效率大大提升;最大程度地合理利用能源,达到节约能源和降低成本的目的。
2.本发明提供的园区冷热电联供系统,还包括:第二冷水罐和第二热水罐;所述第二冷水罐的一端与第二加热器的出水口连接,所述第二加热器的二氧化碳输入端与高压二氧化碳储罐连接,所述第二加热器的二氧化碳输出端与第一膨胀机连接;所述第二冷水罐的另一端与第二冷却器的进水口连接;所述第二冷却器的二氧化碳输入端与储能压缩机连接,所述第二冷却器的二氧化碳输出端与高压二氧化碳储罐连接;所述第二热水罐的一端与第二加热器的进水口连接,所述第二热水罐的另一端与第二冷却器的出水口连接;所述园区冷热电联供系统适于通过第二冷水罐传输的冷水冷却第二冷却器中的二氧化碳,且通过第二热水罐传输的热水加热第二加热器中的二氧化碳;本申请采用上述技术方案,通过冷热水的循环,不仅在第二加热器中起到对二氧化碳加热的作用,而且起到在第二冷却器中对二氧化碳吸收热量的作用,热量在系统内部循环,因而输入功耗非常低;极大地降低运行成本。
3.本发明在第二冷水罐与第二冷却器之间设置有第三冷却器,以进一步冷却第二冷水罐输送至第三冷却器中的冷水;本申请采用上述技术方案,获得温度足够低的冷水,以更好地冷却第二冷却器中的二氧化碳。
4.本发明提供的园区冷热电联供系统,还包括:与所述第一蒸发器并联设置的第二蒸发器;本申请采用上述技术方案,提高对冻冷水的制冷效率。
5.本发明在所述节流阀与第一蒸发器连接的管路上设有第一阀门;在所述节流阀与第二蒸发器连接的管路上设有第二阀门;本申请采用上述技术方案,方便在使用第一蒸发器制冷或第二蒸发器制冷,以及共同采用第一蒸发器和第二蒸发器制冷模式之间的转换,且可分别调节冻冷水的流量。
6.本发明在所述第一热水罐与第一加热器的进水口连接的管路上设有第三阀门;在第一热水罐与园区之间连接的管路上设有第四阀门;本申请采用上述技术方案,方便在为园区供热和为第一加热器中的二氧化碳加热模式之间的转换,且可分别调节热水的流量。
7.本发明所述工作介质为氟利昂或二氧化碳;本申请采用上述技术方案,工作介质方便易得,成本更低。
8.本发明当所述工作介质为二氧化碳时,所述园区冷热电联供系统实现供冷的温度不高于10℃;本申请采用上述技术方案,限定供冷的温度,可以实现园区一般的供冷需求。
9.本发明当所述工作介质为二氧化碳时,所述园区冷热电联供系统实现供热的温度不低于60℃;本申请采用上述技术方案,限定供热的温度,可以实现园区一般的供热需求。
10.本发明当所述工作介质为二氧化碳时,所述热泵压缩机输出的压力范围为7.5MPa~10MPa;本申请采用上述技术方案,提供足够的压力,使得热泵回路正常运行。
11.本发明在所述低压二氧化碳储罐中二氧化碳的压力范围为7.5MPa~10MPa;本申请采用上述技术方案,使得二氧化碳的循环在超临界状态下运行。
12.本发明在所述高压二氧化碳储罐中二氧化碳的压力范围为15MPa~25MPa;本申请采用上述技术方案,使得二氧化碳的循环在超临界状态下运行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式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方式,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为本发明实施方式中提供的园区冷热电联供系统的连接结构示意图。
附图标记说明:
1、第一蒸发器;2、回热器;3、热泵压缩机;4、第一冷却器;5、节流阀;6、第二蒸发器;7、第一热水罐;8、第一加热器;9、第一膨胀机;10、低压二氧化碳储罐;11、储能压缩机;12、第二冷却器;13、高压二氧化碳储罐;14、第二加热器;15、第二膨胀机;16、第一冷水罐;17、第二冷水罐;18、第三冷却器;19、第二热水罐;20、第一阀门;21、第二阀门;22、第三阀门;23、第四阀门;24、园区。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示的园区冷热电联供系统的一种具体实施方式,包括:依次连接的第一蒸发器1、回热器2的低温侧管路、热泵压缩机3、第一冷却器4、回热器2的高温侧管路和节流阀5,第一热水罐7、第一冷水罐16,依次连接的低压二氧化碳储罐10、储能压缩机11、第二冷却器12、高压二氧化碳储罐13、第二加热器14、第一膨胀机9、第一加热器8和第二膨胀机15,与所述第一蒸发器1并联设置的第二蒸发器6、以及第二冷水罐17和第二热水罐19。具体的,在所述低压二氧化碳储罐10中二氧化碳的压力范围为7.5MPa~10MPa;在所述高压二氧化碳储罐13中二氧化碳的压力范围为15MPa~25MPa。
依次连接的第一蒸发器1、回热器2的低温侧管路、热泵压缩机3、第一冷却器4、回热器2的高温侧管路和节流阀5,形成热泵回路。在所述热泵回路中流通有工作介质,具体的,所述工作介质为氟利昂或二氧化碳;当所述工作介质为二氧化碳时,所述热泵压缩机3输出的压力范围为7.5MPa~10MPa;所述储能压缩机11、第一膨胀机9、和第二膨胀机15出口的二氧化碳的温度均低于150℃。所述第一蒸发器1适于利用工作介质对园区24传输的冻冷水吸热制冷,制冷后的冻冷水回送至园区24,以实现供冷。所述第一热水罐7的一端与第一冷却器4连接;所述第一冷水罐16的一端与第一冷却器4连接;所述园区冷热电联供系统适于将园区24传输的水经第一冷水罐16传输至第一冷却器4,在第一冷却器4吸热后的热水经第一热水罐7回送至园区24,以在用电高峰期实现供热;具体的,当所述工作介质为二氧化碳时,考虑到二氧化碳的临界温度及临界压力分别为31.3℃和7.38MPa,为依据园区能量需求提供冷量及热量,热泵回路以跨临界方式运行,所述园区冷热电联供系统实现供冷的温度不高于10℃;所述园区冷热电联供系统实现供热的温度不低于60℃。所述第二膨胀机15与低压二氧化碳储罐10连接;所述第一热水罐7的另一端与第一加热器8的进水口连接,所述第一冷水罐16的另一端与第一加热器8的出水口连接;所述第一膨胀机9与第一加热器8的二氧化碳进口端连接,所述第二膨胀机15与第一加热器8的二氧化碳出口端连接;所述第一加热器8适于利用流经的热水加热第一膨胀机9利用后的二氧化碳。所述园区冷热电联供系统适于在用电高峰期利用第一膨胀机9和第二膨胀机15发电供电;所述园区冷热电联供系统适于在用电低谷期利用第一膨胀机9和第二膨胀机15发电储电,且利用第一热水罐7储热。
所述第二冷水罐17的一端与第二加热器14的出水口连接,所述第二加热器14的二氧化碳输入端与高压二氧化碳储罐13连接,所述第二加热器14的二氧化碳输出端与第一膨胀机9连接;所述第二冷水罐17的另一端与第二冷却器12的进水口连接;所述第二冷却器12的二氧化碳输入端与储能压缩机11连接,所述第二冷却器12的二氧化碳输出端与高压二氧化碳储罐13连接。所述第二热水罐19的一端与第二加热器14的进水口连接,所述第二热水罐19的另一端与第二冷却器12的出水口连接;所述园区冷热电联供系统适于通过第二冷水罐17传输的冷水冷却第二冷却器12中的二氧化碳,且通过第二热水罐19传输的热水加热第二加热器14中的二氧化碳。进一步的,在第二冷水罐17与第二冷却器12之间设置有第三冷却器18,以进一步冷却第二冷水罐17输送至第三冷却器18中的冷水。在所述节流阀5与第一蒸发器1连接的管路上设有第一阀门20;在所述节流阀5与第二蒸发器6连接的管路上设有第二阀门21。在所述第一热水罐7与第一加热器8的进水口连接的管路上设有第三阀门22;在第一热水罐7与园区24之间连接的管路上设有第四阀门23。
本申请所述园区冷热电联供系统的主要工作过程简述如下:园区24冷冻水回路中的冷冻水经第一蒸发器1制冷后,流出第一蒸发器1,再流入园区24,从而为园区24供冷,完成一次冷冻水循环。
在热泵循环中,工作介质可以是氟利昂、二氧化碳或其它制冷剂,经第一蒸发器1和/或第二蒸发器6的吸热,在第一蒸发器1和/或第二蒸发器6中的工作介质与园区24的冷冻水进行热量交换,在第一蒸发器1和/或第二蒸发器6中的工作介质与外界环境进行热量交换;之后,工作介质进入回热器2的低温侧再次吸热,并随后进入热泵压缩机3压缩,压缩后的二氧化碳进入第一冷却器4冷却,之后进入回热器2的高温侧放热,后经节流阀5后,进入第一蒸发器1和/或第二蒸发器6,以完成热泵循环。流经第一蒸发器1和/或第二蒸发器6的工作介质的流量分别由相应的第一阀门20和第二阀门21进行控制。
在储热回路中,来自第一冷水罐16的冷水进入第一冷却器4,吸收热泵冷却热后,流入第一热水罐7完成储热;第一热水罐7的热水一方面可以流经第一加热器8,为第一加热器8中的二氧化碳提供热量;另一方面可以为园区24的用户供暖以及提供生活热水,之后流入第一冷水罐16。流经两个支路的热水流量分别由相应的第三阀门22和第四阀门23进行控制。
在二氧化碳储能循环中,涉及储能和释能两个过程。在储能过程中,低压二氧化碳储罐10的二氧化碳进入储能压缩机11压缩,之后经第二冷却器12放热后,储存在高压二氧化碳储罐13中。在释能过程中,高压二氧化碳储罐13中的二氧化碳进入第二加热器14吸热,后经第一膨胀机9膨胀做功后,进入第一加热器8中再次吸热,之后,经第二膨胀机15进一步膨胀做功,之后流入低压二氧化碳储罐10中。
在循环水回路中,第二冷水罐17中的冷水进入第三冷却器18,进一步冷却后,进入第二冷却器12吸收二氧化碳热量,之后流入第二热水罐19;第二热水罐19中的热水流经第二加热器14,为二氧化碳提供热量,之后流入第二冷水罐17中。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (15)
1.一种园区冷热电联供系统,其特征在于,包括:第一蒸发器(1)、回热器(2)、热泵压缩机(3)、第一冷却器(4)、第一热水罐(7)、第一冷水罐(16)、低压二氧化碳储罐(10)、储能压缩机(11)、第二冷却器(12)、高压二氧化碳储罐(13)、第二加热器(14)、第一膨胀机(9)、第一加热器(8)和第二膨胀机(15);
依次连接的第一蒸发器(1)、回热器(2)的低温侧管路、热泵压缩机(3)、第一冷却器(4)、回热器(2)的高温侧管路和节流阀(5)形成热泵回路;
在所述热泵回路中流通有工作介质,所述第一蒸发器(1)适于利用工作介质对园区(24)传输的冻冷水吸热制冷,制冷后的冻冷水回送至园区(24),以实现供冷;
所述第一热水罐(7)的一端与第一冷却器(4)连接;
所述第一冷水罐(16)的一端与第一冷却器(4)连接;所述园区冷热电联供系统适于将园区(24)传输的水经第一冷水罐(16)传输至第一冷却器(4),在第一冷却器(4)吸热后的热水经第一热水罐(7)回送至园区(24),以在用电高峰期实现供热;
所述低压二氧化碳储罐(10)、储能压缩机(11)、第二冷却器(12)、高压二氧化碳储罐(13)、第二加热器(14)、第一膨胀机(9)、第一加热器(8)和第二膨胀机(15)依次连接;所述第二膨胀机(15)与低压二氧化碳储罐(10)连接;所述第一热水罐(7)的另一端与第一加热器(8)的进水口连接,所述第一冷水罐(16)的另一端与第一加热器(8)的出水口连接;所述第一膨胀机(9)与第一加热器(8)的二氧化碳进口端连接,所述第二膨胀机(15)与第一加热器(8)的二氧化碳出口端连接;所述第一加热器(8)适于利用流经的热水加热第一膨胀机(9)利用后的二氧化碳;
所述园区冷热电联供系统适于在用电高峰期利用第一膨胀机(9)和第二膨胀机(15)发电供电;所述园区冷热电联供系统适于在用电低谷期利用第一膨胀机(9)和第二膨胀机(15)发电储电,且利用第一热水罐(7)储热。
2.根据权利要求1所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,还包括:第二冷水罐(17)和第二热水罐(19);
所述第二冷水罐(17)的一端与第二加热器(14)的出水口连接,所述第二加热器(14)的二氧化碳输入端与高压二氧化碳储罐(13)连接,所述第二加热器(14)的二氧化碳输出端与第一膨胀机(9)连接;所述第二冷水罐(17)的另一端与第二冷却器(12)的进水口连接;所述第二冷却器(12)的二氧化碳输入端与储能压缩机(11)连接,所述第二冷却器(12)的二氧化碳输出端与高压二氧化碳储罐(13)连接;
所述第二热水罐(19)的一端与第二加热器(14)的进水口连接,所述第二热水罐(19)的另一端与第二冷却器(12)的出水口连接;所述园区冷热电联供系统适于通过第二冷水罐(17)传输的冷水冷却第二冷却器(12)中的二氧化碳,且通过第二热水罐(19)传输的热水加热第二加热器(14)中的二氧化碳。
3.根据权利要求2所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,在第二冷水罐(17)与第二冷却器(12)之间设置有第三冷却器(18),以进一步冷却第二冷水罐(17)输送至第三冷却器(18)中的冷水。
4.根据权利要求1-3任一项所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,还包括:与所述第一蒸发器(1)并联设置的第二蒸发器(6)。
5.根据权利要求4所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,在所述节流阀(5)与第一蒸发器(1)连接的管路上设有第一阀门(20);在所述节流阀(5)与第二蒸发器(6)连接的管路上设有第二阀门(21)。
6.根据权利要求1-3任一项所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,在所述第一热水罐(7)与第一加热器(8)的进水口连接的管路上设有第三阀门(22);在第一热水罐(7)与园区(24)之间连接的管路上设有第四阀门(23)。
7.根据权利要求1-3任一项所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,所述工作介质为氟利昂或二氧化碳。
8.根据权利要求7所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,当所述工作介质为二氧化碳时,所述园区冷热电联供系统实现供冷的温度不高于10℃。
9.根据权利要求7所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,当所述工作介质为二氧化碳时,所述园区冷热电联供系统实现供热的温度不低于60℃。
10.根据权利要求7所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,当所述工作介质为二氧化碳时,所述热泵压缩机(3)输出的压力范围为7.5MPa~10MPa。
11.根据权利要求1-3任一项所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,在所述低压二氧化碳储罐(10)中二氧化碳的压力范围为7.5MPa~10MPa。
12.根据权利要求11所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,在所述高压二氧化碳储罐(13)中二氧化碳的压力范围为15MPa~25MPa。
13.根据权利要求12所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,所述储能压缩机(11)出口的二氧化碳的温度低于150℃。
14.根据权利要求12所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,所述第一膨胀机(9)出口的二氧化碳的温度低于150℃。
15.根据权利要求12所述的园区冷热电联供系统,其特征在于,所述第二膨胀机(15)出口的二氧化碳的温度低于150℃。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311375673.0A CN117606076A (zh) | 2023-10-20 | 2023-10-20 | 一种园区冷热电联供系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311375673.0A CN117606076A (zh) | 2023-10-20 | 2023-10-20 | 一种园区冷热电联供系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117606076A true CN117606076A (zh) | 2024-02-27 |
Family
ID=89948646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311375673.0A Pending CN117606076A (zh) | 2023-10-20 | 2023-10-20 | 一种园区冷热电联供系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117606076A (zh) |
-
2023
- 2023-10-20 CN CN202311375673.0A patent/CN117606076A/zh active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109826682B (zh) | 一种可实现冷热电联供的集成型供能系统 | |
CN114198170B (zh) | 一种基于双蓄热回路的二氧化碳储能系统及其工作方法 | |
WO2019114536A1 (zh) | 构造冷源能量回收系统、热力发动机系统及能量回收方法 | |
CN213392296U (zh) | 联合发电系统 | |
CN113739444A (zh) | 一种冷热联供的蒸汽热泵系统 | |
CN116470188A (zh) | 一种应用于储能电池的制冷加热控温装置及控温方法 | |
CN201463387U (zh) | 一种双循环工业冷水机组 | |
CN201945082U (zh) | 一体式工业冷水机组 | |
CN1137359C (zh) | 一种适于大温差、可充分利用能源的溴化锂吸收式制冷机 | |
CN112112693A (zh) | 采用电蓄热的液态空气储能系统 | |
CN114382565B (zh) | 一种冷热电联产的储能发电系统 | |
CN117606076A (zh) | 一种园区冷热电联供系统 | |
CN115306507A (zh) | 移动式车载电源系统 | |
CN111305922B (zh) | 液态空气储能系统 | |
CN211233446U (zh) | 直流变频复叠二氧化碳热泵机组 | |
CN211146952U (zh) | 蓄热式二氧化碳复叠热泵机组 | |
CN210035930U (zh) | 一种多模式co2冷热电联产系统 | |
KR20210092106A (ko) | 산업체 스팀, 온수, 냉수 겸용 에너지절감 및 탄소배출 감소의 친환경 고효율 히트펌프장치 및 이를 이용한 시스템 | |
CN114592938B (zh) | 一种热泵储电耦合液化空气储能综合系统及储能方法 | |
CN112902281A (zh) | 基于二氧化碳热泵冷热联用设备 | |
CN113266437B (zh) | 基于一体式冷箱的液态空气储能装置 | |
CN110118305B (zh) | 一种天然气调压站余压综合利用系统 | |
CN219283662U (zh) | 一种高效节能型双温变频激光冷水机 | |
CN219473844U (zh) | 集成热回收与自然冷却的空调系统 | |
CN213066361U (zh) | 利用天然气冷能的集中空调系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |