CN201181133Y - 一种燃气内燃机热电冷联供系统 - Google Patents

一种燃气内燃机热电冷联供系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于能源技术应用领域,特别涉及一种燃气内燃机热电冷联供系统。该系统由燃气内燃机、发电机、烟气热水型吸收式热泵装置、冷凝换热器、补充冷热源装置、散热器、高温水换热器及低温水换热器通过阀门和管路连接组成。该系统供热工况下可有效地利用温度较高的排烟作为烟气热水型吸收式热泵装置发生器的高温热源,利用冷凝换热器的热量作为烟气热水型吸收式热泵装置蒸发器的低位热源,降低了排烟温度,回收了烟气潜热,提高了系统的综合效率,实现了能源的梯级利用,同时减少了污染物排放量。且在不增加任何设备的同时实现了系统的供冷功能。同时,补充的冷热源装置解决了热电比例与用户需求不匹配的问题。

Description

一种燃气内燃机热电冷联供系统
技术领域
本实用新型属于能源技术应用领域,特别涉及一种燃气内燃机热电冷联供系统。
背景技术
目前,燃气内燃机热电联供系统,多采用将燃气内燃机输出的机械能与发电 机连接,由发电机供电。冬季燃气内燃机的烟气直接输入余热锅炉,用来加热余热锅炉给水, 一般余热锅炉的排烟温度较高,在15(TC左右,夏季余热直接排放 到环境中。因此传统热电联供系统的缺点是,冬季能量不能得到充分利用,夏季 热能无法利用,还造成一定的环境污染,而且传统的热电联供系统往往存在着热 电比例与用户需求不匹配的问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中的不足,本实用新型特别提供一种燃气内燃机热电冷联 供系统。
本实用新型的技术方案如下:
一种燃气内燃机热电冷联供系统,它是由燃气内燃机、发电机、烟气热水型 吸收式热泵装置、冷凝换热器、高温水换热器、低温水换热器、补充冷热源装置 及散热器组成。所述燃气内燃机与发电机连接并输出机械能驱使发电机发电。其 结构特点是:燃气内燃机的烟气出口分别与烟气热水型吸收式热泵装置的高位发 生器、冷凝换热器的烟气进口、出UI相接。烟气热水型吸收式热泵装置的烟气出 口与冷凝换热器的烟气入口相接。空调回水回路和冷凝换热器的水路出口均与烟 气热水型吸收式热泵装置的蒸发器水路进口相接。烟气热水型吸收式热泵装置的
蒸发器水路出口分别与冷凝换热器的水路进口和空调供水回路相接。燃气内燃机 的高温水出口通过三通阀分别与烟气热水型吸收式热泵装置的低位发生器入口 和高温水换热器的高温侧水路入口相接。烟气热水型吸收式热泵装置低位发生器 出口和高温水换热器高温侧的水路出口均与燃气内燃机高温水水路进口相接。燃 气内燃机的低温水水路进、出口分别与低温水换热器高温侧的水路出、入口相接。 空调回水回路分别与高、低温水换热器低温侧水路进口和烟气热水型吸收式热泵 装置的冷凝器的水路进口相接。高、低温水换热器低温侧水路出口和烟气热水型 吸收式热泵装置的冷凝器的水路出口均与空调供水回路相接。散热器的水路出口 与空调回水回路相接。散热器的水路进口与空调供水回路相接。补充冷热源装置 的水路出、入口分别与空调供、回水管路相接。
供热工况时,阀门vl、 v3、 v4、 v5、 v15、 vl6开启,所述燃气内燃机的烟 气通过烟气热水型吸收式热泵装置的高位发生器进入所设冷凝换热器的烟气入 口,并通过冷凝换热器的烟气出口排出。阀门v2开启,燃气内燃机的烟气还可 以直接旁通到冷凝换热器的烟气入口以调节冷凝热量。冷凝换热器的水路出口与 烟气热水型吸收式热泵装置的蒸发器水路进口连通。烟气热水型吸收式热泵装置 的蒸发器水路出口与冷凝换热器的水路进口连通。冷凝换热器的冷凝热量作为烟 气热水型吸收式热泵的低位热源。燃气内燃机高、低温水路经过高、低温换热器 换热后,与烟气热水型吸收式热泵装置的冷凝器的水路并联,共同为空调系统提 供热量。补充热源装置的水路出、入口分别与空调供、回水管路相接,当热负荷 不能满足用户需求时,阀门v6、阀门v7开启,采用补充热源装置作为补充。当 烟气热水型吸收式热泵出现故障时,阀门v2和v14同时开启,将烟气直接排出。
制冷工况时,阀门v8、 v9、 v10、 vll、 v12、 vl3开启,所述燃气内燃机的 烟气进入烟气热水型吸收式热泵装置的高位发生器入口 ,并通过烟气热水型吸收 式热泵装置的烟气出口排出。燃气内燃机的高温水通过三通阀进入烟气热水型吸 收式热泵装置的低位发生器,为烟气热水型吸收式热泵装置提供热水。燃气内燃机低温水水路经过低温水换热器后,与烟气热水型吸收式热泵装置的冷凝器的水 路并联均通过散热器散热到环境冷源中。空调回水与烟气热水型吸收式热泵装置 的蒸发器水路进口连通,烟气热水型吸收式热泵装置的蒸发器水路出口与空调供 水管路连通,即烟气热水型吸收式热泵装置的蒸发器为空调系统提供冷量。补充 冷源装置的水路出、入口分别与空调供、回水管路相接,当系统的制冷能力不能 满足用户需求时,阀门V6、阀门V7开启,采用补充冷源装置作为补充。
本实用新型采用的上述连接形式所做成的热电冷联供系统,供热工况下可有 效地利用温度较高的排烟作为烟气热水型吸收式热泵装置发生器的高温热源,利 用冷凝换热器的热量作为烟气热水型吸收式热泵装置蒸发器的低位热源,实现了 能源的梯级利用,降低了排烟温度,回收了烟气潜热,提高了系统的综合效率, 同时减少了污染物排放量。且在不增加任何设备的同时实现了系统的供冷功能。 同时,补充的冷热源装置解决了热电比例与用户需求不匹配的问题。
附图说明
图1为本实用新型的全工况流程连接示意图。
图中标号:l一燃气内燃机,2 —发电机,3 —烟气热水型烟气热水型吸收式
热泵装置,4一冷凝换热器,5 —补充冷热源装置,6 —散热器,7 —高温水换热器, 8—低温水换热器,v0 —三通阀v0, vl —阀门vl, v2—阀门v2, v3—阀门v3, v4—阀门v4, v5 —阀门v5, v6—阀门v6, v7 —阀门v7, v8—阀门v8, v9—阀门 v9, vl0—阀门v10, vll —阀门vll, v12 —阀门v12, vl3—阀门v13, v14—阀 门vl4, vl5 —阀门v15, v16 —阔门vl6, la—燃气内燃机高温水水路,lb—燃气 内燃机低温水水路,7a—高温水换热器高温侧水路,7b—高温水换热器低温侧 水路,8a—低温水换热器高温侧水路,8b—低温水换热器低温侧水路,a—空调 回水回路,b—空调供水回路。
具体实施方式
参看附图l, 一种燃气内燃机热电冷联供系统,它是由燃气内燃机l、发电机2、烟气热水型吸收式热泵装置3、冷凝换热器4、补充冷热源装置5、散热器 6、高温水换热器7及低温水换热器8组成。所述燃气内燃机1与发电机2连接 并输出机械能驱使发电机发电,这与现有技术相同。所不同的是,燃气内燃机l 排出50(TC的烟气进入烟气热水型吸收式热泵装置3的高位发生器,从烟气热水 型吸收式热泵装置3排出或进入冷凝换热器4通过冷凝换热器4的烟气出口排出, 排气温度约为30。C。且燃气内燃机l的烟气可以通过调节阀门V2,旁通到冷凝 换热器4的入口以调节冷凝热量。空调回水回路a和冷凝换热器4的水路出口均 与烟气热水型吸收式热泵装置3的蒸发器水路进口相接。烟气热水型吸收式热泵 装置3的蒸发器水路出口分别与冷凝换热器4的水路进口和空调供水回路b相接。 燃气内燃机的高温水出口通过三通阀v0分别与烟气热水型吸收式热泵装置3的 低位发生器入口和高温水换热器7的高温侧水路入口相接。烟气热水型吸收式热 泵装置3低位发生器出口和高温水换热器7高温侧的水路出口均与燃气内燃机高 温水水路进口相接。燃气内燃机l的低温水水路进口、低温水水路出口分别与低 温水换热器8高温侧的水路出口、入口相接。空调回水回路a分别与高温水换热 器7的低温侧水路进口 、低温水换热器8低温侧水路进口和烟气热水型吸收式热 泵装置3的冷凝器的水路进口相接。
高温水换热器7的低温侧水路出口、低温水换热器8的低温侧水路出口和烟 气热水型吸收式热泵装置3的冷凝器的水路出口均与空调供水回路b相接。散热 器6的水路出口与空调回水回路a相接。散热器6的水路进口与空调供水回路b 相接。补充冷热源装置5的水路出口、水路入口分别与空调供水管路b、回水管 路a相接。
在制冷工况使用时,阀门v8、 v9、 v10、 vll、 v12、 vl3开启,燃气在燃器内燃机1中燃烧做功,燃气内燃机1的烟气进入烟气热水型吸收式热泵装置3的 高位发生器,并通过烟气热水型吸收式热泵装置3的烟气出口排出。燃气内燃机 1的高温水通过三通阀v0进入烟气热水型吸收式热泵装置3的低位发生器,为烟
气热水型吸收式热泵装置3提供热量。若热量过剩时,调节三通阀VO将高温水调节到高温水换热器7侧换热后,散热到环境冷源中。燃气内燃机l的低温水经 过低温水换热器8换热后,和烟气热水型吸收式热泵装置3的冷凝器的热量均通 过散热器6散热到环境冷源中。空调供、回水分别与烟气热水型吸收式热泵装置 3的蒸发器出、入口相接,烟气热水型吸收式热泵装置3的蒸发器为空调系统提 供冷量。当系统的制冷能力不能满足用户需求时,阀门v6、阀门v7开启,采用 补充冷源装置5作为补充。
在供热工况使用时,阀门vl、 v3、 v4、 v5、 v15、 vl6开启,燃气在燃气内 燃机1中燃烧做功,燃气内燃机1的排烟依次通过烟气热水型吸收式热泵装置3 的发生器和冷凝换热器4。冷凝换热器4的热量作为烟气热水型吸收式热泵装置 3蒸发器的低位热源。阀门v2开启,燃气内燃机1的烟气还可以直接旁通到冷凝 换热器4的烟气入口以调节冷凝热量。燃气内燃机l的高、低温水热量经过高、 低温水换热器7、 8换热后和烟气热水型吸收式热泵装置3的冷凝器热量共同为 空调系统提供热水,当热负荷不能满足用户需求时,阀门v6、阀门v7开启,采 用补充热源装置5作为补充。
当烟气热水型吸收式热泵3出现故障时,阀门v2和阀门v14同时开启,将 烟气直接排出。

Claims (4)

1、一种燃气内燃机热电冷联供系统,其特征在于:该系统由燃气内燃机(1)、发电机(2)、烟气热水型吸收式热泵装置(3)、冷凝换热器(4)、补充冷热源装置(5)、散热器(6)、高温水换热器(7)及低温水换热器(8)通过阀门和管路连接组成; 所述燃气内燃机(1)与发电机(2)连接,燃气内燃机(1)的烟气口分别与烟气热水型吸收式热泵装置(3)的高位发生器和冷凝换热器(4)的烟气入口、烟气出口相接,烟气热水型吸收式热泵装置(3)的烟气出口与冷凝换热器(4)的烟气入口相接; 燃气内燃机(1)的高温水水路(1a)出口通过三通阀(v0)分别与烟气热水型吸收式热泵装置(3)的低位发生器入口和高温水换热器(7)的高温侧水路(7a)入口相接,燃气内燃机(1)的低温水水路(1b)的进、出口分别与低温水换热器(8)高温侧水路(8a)的出、入口相接; 其中空调回水回路(a)和冷凝换热器(4)的水路出口与烟气热水型吸收式热泵装置(3)的蒸发器水路进口相接,烟气热水型吸收式热泵装置(3)的蒸发器水路出口分别与冷凝换热器(4)的水路进口和空调供水回路(b)相接;空调回水回路(a)分别与高温水换热器(7)的低温侧水路(7b)的进口、低温水换热器(8)的低温侧水路(8b)的进口和烟气热水型吸收式热泵装置(3)的冷凝器的水路进口相接; 烟气热水型吸收式热泵装置(3)低位发生器出口和高温水换热器(7)高温侧的水路(7a)出口均与燃气内燃机(1)高温水水路(1a)进口相接; 散热器(6)的水路出口与空调回水回路(a)相接,散热器(6)的水路进口与空调供水回路(b)相接; 高温水换热器(7)低温侧水路(7b)的出口、低温水换热器(8)的低温侧水路(8b)的出口和烟气热水型吸收式热泵装置(3)的冷凝器的水路出口均与空调供水回路(b)相接。
2、 根据权利要求1所述的一种燃气内燃机热电冷联供系统,其特征在于:所述燃气内燃机(1)的烟气口和冷凝换热器(4)的烟气入口、烟气出口相接的 管路上有一个阀门(V2),开通该阀门(V2)可利用燃气内燃机(1)的烟气调节 冷凝换热器(4)的热量,实现系统的热量平衡。
3、 根据权利要求1所述的一种燃气内燃机热电冷联供系统,其特征在于: 燃气内燃机(1)的高温水通过三通阀(v0)进入烟气热水型吸收式热泵装置(3) 的低位发生器,为烟气热水型吸收式热泵装置(3)提供热量,热量过剩时,可 通过调节三通阀(v0)将热量调节到高温水换热器(7)侧换热后,通过散热器(6)散热到环境冷源中,实现系统的热量平衡。
4、 根据权利要求1所述的一种燃气内燃机热电冷联供系统,其特征在于: 补充冷热源装置(5)的水路出口、水路入口分别有阀门(V7)及阀门(V6),并与 空调供水管路(b)、回水管路(a)相接,当热负荷不能满足用户需求时,可采 用补充热源装置(5)作为补充,打开阀门(V6)、阀门(V7),可以解决用户的 负荷匹配问题。
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