CN202928202U - 余热回收式分布式能源与城市干渠污水源热泵耦合系统 - Google Patents

余热回收式分布式能源与城市干渠污水源热泵耦合系统 Download PDF

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Abstract

余热回收式分布式能源与城市干渠污水源热泵耦合系统，燃气机燃烧天然气带动发电机，发电机发电驱动热泵产生一部分热量；同时燃气机产生的烟气进入到余热锅炉中，冷凝换热器和吸收式热泵分别吸收余热锅炉排放出的烟气和蒸汽，冷凝换热器放出热量输入吸收式热泵中，从而提供另一部分热量；在余热回收过程中，冷凝换热器排放出烟气余热占的全部天然气燃烧产生热量的10%，通过汽水换热器将这部分热量置换到城市干渠污水源热泵系统中的中介水中，能回收至少9%的余热，可以弥补污水源热泵系统蒸发器端中介水温度过低的不足，使中介水的温度提高2℃，同时中介水温的提高能再次提高热泵效率6%左右。

Description

余热回收式分布式能源与城市干渠污水源热泵耦合系统
技术领域
本实用新型涉及分布式能源与水源热泵耦合系统，尤其是一种余热回收式分布式能源与城市干渠污水源热泵耦合系统。
背景技术
伴随着电力需求的增加和世界能源危机的加剧，调整能源结构，提高能源利用率，改善能源安全，解决环境污染己经成为我国能源战略的重点。分布式能源系统是一种建立在能量梯级利用理念基础上的多联供总能系统，通过在需求侧根据用户对能源的不同需求，实现“温度对口、梯级利用”的供能模式，将输送环节的损耗降至最低，从而实现能源利用效率和环境效益的最大化。天然气分布式能源是利用天然气为燃料，燃机通过燃烧天然气发电后，产生的高温烟气送入余热利用设备，冬季可用于取暖，夏季可用于供冷，还可生产生活热水，驱动热量不足部分可由补燃的燃气进行供应。从而实现对能源的梯级利用，能够提高能源利用效率至80%-90%。但是这种常规分布式能源系统存在单一、能源利用率提升受限、经济欠佳等问题。故逐渐产生了新的分布式能源耦合系统，它基于常规分布式能源技术耦合了环境、可再生能源、常规能源系统、新型区域综合能源规划、智能电网和智能通信控制技术等，构成了一种新型分布式能源系统，但仍存在一部分带有低品位能量的烟气废气直接排放的情况。污染了环境，浪费了能量。随着城市的发展，城市污水量越来越大，并且逐渐成为了不可忽视的一种可利用资源，但是污水又脏又臭还含有很多杂物，对其的利用一直是一件难题。                
发明内容
本实用新型将余热回收式分布式能源与城市干渠污水源热泵系统耦合，解决了余热回收后的仍然带有热量的烟气废气直接排放导致的能源浪费问题，同时充分利用了城市干渠污水，变废为宝，从污水中提取热量，提高了能源利用的效率。
本实用新型采用的技术方案是，一种余热回收式分布式能源与城市干渠污水源热泵耦合系统，包括余热回收式分布式能源子系统、城市干渠污水源热泵子系统，其中余热回收式分布式能源子系统包括：燃气机、发电机、余热锅炉、冷凝换热器、吸收式热泵；城市干渠污水源热泵子系统包括：污水源热泵、汽水换热器、水水换热器；燃气机燃烧天然气带动发电机，发电机发电驱动污水源热泵进行供热；同时燃气机产生的烟气进入到余热锅炉中，冷凝换热器和吸收式热泵分别吸收余热锅炉排放出的烟气和高温蒸汽，冷凝换热器放出热量输入吸收式热泵中；水水换热器连接污水管道将污水中的热量置换到与汽水换热器连接的中介水中，冷凝换热器换热后排出的烟气尾气进入到汽水换热器中，汽水换热器将烟气中的热量置换到进入污水源热泵蒸发器端的中介水中。 
在上述系统中，冷凝换热器排放出烟气余热占的全部天然气燃烧产生热量的10%，通过汽水换热器将这部分热量置换到城市干渠污水源热泵系统的中介水中，能回收至少9%的余热，可以使中介水的温度提高2℃，补充污水与水水换热器中中介水热量置换后中介水温度过低的不足，同时中介水水温的提高能再次提高热泵效率6%左右。
由余热回收式分布式能源和城市干渠污水源热泵的耦合，实现系统能量梯级充分利用，根据热泵的性能（能效比为4.0来考虑），燃气机发出的40%电力可以产生160%以上的热量或冷量，结合余热回收系统的一次能源综合利用率40%以上，余热回收式分布式能源和城市干渠污水源热泵的耦合系统的最终一次能源综合利用率可达到200%以上。本系统还能使上网困难的电能得到充分利用，可以使天然气分布式能源的效益进一步提升，促进行业的良性发展通过再次利用海水中的能量，使原本流失的能量得到利用，节约了资源。
本实用新型的有益效果是：本系统实现了对天然气分布式能源系统烟气余热的充分利用，而且提高了污水源热泵系统中蒸发器端中介水进水水温，从而提高了系统整体效率。
附图说明
图1为本实用新型的原理图。
图中1.燃气机，2.发电机，3.余热锅炉，4.冷凝换热器，5.吸收式热泵，6.污水源热泵，7.水水换热器，8.汽水换热器，9.烟气尾气管道，10.供热管道，11.城市干渠污水进水管道，12.烟气排放管道。
具体实施方式
在图中，燃气机1燃烧天然气带动发电机2，发电机2发电驱动污水源热泵6进行供热；同时燃气机1产生的烟气进入到余热锅炉3中，冷凝换热器4和吸收式热泵5分别吸收余热锅炉3排放出的烟气和高温蒸汽，冷凝换热器4放出热量输入吸收式热泵5中；水水换热器7连接城市干渠污水进水管道11将污水中的热量置换到与汽水换热器8连接的中介水中，冷凝换热器4换热后排出的烟气通过烟气尾气管道9进入到汽水换热器8中，汽水换热器8将烟气中的热量置换到进入污水源热泵6蒸发器端的中介水中。
本实用新型不局限与本实施例，任何在本实用新型披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本实用新型的保护范围。

Claims (1)

1.一种余热回收式分布式能源与城市干渠污水源热泵耦合系统，包括余热回收式分布式能源子系统、城市干渠污水源热泵子系统，其中余热回收式分布式能源子系统包括：燃气机（1）、发电机（2）、余热锅炉（3）、冷凝换热器（4）、吸收式热泵（5）；城市干渠污水源热泵子系统包括：污水源热泵（6）、汽水换热器（8）、水水换热器（7）；其特征在于：燃气机（1）燃烧天然气带动发电机（2），发电机（2）发电驱动污水源热泵（6）进行供热；同时燃气机（1）产生的烟气进入到余热锅炉（3）中，冷凝换热器（4）和吸收式热泵（5）分别吸收余热锅炉（3）排放出的烟气和高温蒸汽，冷凝换热器（4）放出热量输入吸收式热泵（5）中；水水换热器（7）连接城市干渠污水进水管道（11）将污水中的热量置换到与汽水换热器（8）连接的中介水中；冷凝换热器（4）换热后排出的烟气通过烟气尾气管道（9）进入到汽水换热器（8）中，汽水换热器（8）将烟气中的热量置换到进入污水源热泵（6）蒸发器端的中介水中。
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