CN210242077U - 一种分布式能源节能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及分布式能源技术领域，尤其涉及一种分布式能源节能系统。包括天然气存储装置、制氢装置和氢氧燃料电池装置，还包括与热网连接的燃气锅炉、与冷网连接的溴化锂制冷机组和与水网通过水处理装置连接的水储装置；氢氧燃料电池装置通过变压器分别与电网、燃气锅炉、溴化锂制冷装置以及水处理装置连接；制氢装置和氢氧燃料电池装置分别通过余热收集管道与溴化锂制冷机组连接；氢氧燃料电池的阴极出水口与水储装置连接；燃气锅炉分别与天然气存储装置和水储装置连接，且燃气锅炉设有与制氢装置连接的蒸汽出口和与热网连接的热水出口；溴化锂制冷装置的冷却水进口与水储装置连接。该实用新型具有布设简单、节能环保的特点。

Description

一种分布式能源节能系统

技术领域

本实用新型涉及分布式能源技术领域，尤其涉及一种分布式能源节能系统。

背景技术

分布式能源系统是相对传统的集中式供能的能源系统而言的，传统的集中式供能系统采用大容量设备、集中生产，然后通过专门的输送设施(大电网、大热网等)将各种能量输送给较大范围内的众多用户；而分布式能源系统则是直接面向用户，按用户的需求就地生产并供应能量，具有多种功能，可满足多重目标的中、小型能量转换利用系统。

在进行分布式能源系统规划时，需要兼顾并网或离网等不同模式，综合考虑用户需求情况、设备投资成本、运行经济性以及效率等多种因素。并且需要考虑分布式能源的多样性及其技术的耦合性，大大增大了系统的优化设计难度。因此需要设计一种简单、节能的分布式能源节能系统。

实用新型内容

本实用新型要解决上述问题，提供一种布设简单的分布式能源节能系统。

本实用新型解决问题的技术方案是，提供一种分布式能源节能系统，依次包括天然气存储装置、用于将天然气重整制氢的制氢装置和氢氧燃料电池装置，还包括与热网连接的燃气锅炉、与冷网连接的溴化锂制冷机组和与水网通过水处理装置连接的水储装置；所述氢氧燃料电池装置通过变压器分别与电网、燃气锅炉、溴化锂制冷装置以及水处理装置连接；所述制氢装置和氢氧燃料电池装置分别通过余热收集管道与所述溴化锂制冷机组连接；所述氢氧燃料电池装置的阴极出水口与所述水储装置连接；所述燃气锅炉分别与天然气存储装置和水储装置连接，且所述燃气锅炉设有与所述制氢装置连接的蒸汽出口和与热网连接的热水出口；所述溴化锂制冷装置的冷却水进口与水储装置连接。

优选地，所述燃气锅炉包括底部设有进水口的壳体，所述壳体内设有筛板以将壳体内腔由底部到顶部分为设有所述热水出口的热水区和设有所述蒸汽出口的蒸汽区，所述热水区设有燃气加热组件和搅拌组件。

优选地，所述燃气加热组件包括若干内腔空心以通入天然气、内壁设有点火件的燃气柱，所述燃气柱将蒸汽区分为中心部和分支部；所述搅拌组件包括电机、中心搅拌柱和若干分支搅拌柱，所述中心搅拌柱连接于电机输出轴并安装于中心部，所述分支搅拌柱通过行星轮传动结构与电机输出轴连接并安装于分支部；所述行星轮传动结构包括中心轮、行星轮和齿圈，所述中心轮套接于电机输出轴，并通过行星轮传动齿圈，所述分支搅拌柱与齿圈连接。

优选地，所述热水区顶部设有蒸汽扰流装置，所述蒸汽扰流装置包括两端分别通过轴承设置于壳体内壁的转轴以及设置于转轴的扰流叶片，所述转轴通过伞状齿轮结构与所述中心搅拌柱连接，所述伞状齿轮结构包括设置于中心搅拌柱的第一伞状齿轮和设置于转轴、并与所述第一伞状齿轮啮合的第二伞状齿轮。

优选地，所述中心搅拌柱设有若干搅拌爪。

优选地，所述蒸汽出口设有蒸汽过滤器。

优选地，所述蒸汽出口设有压力阀。

优选地，所述燃气柱为伸缩燃气柱，所述燃气柱顶部设有液位检测器。

本实用新型的有益效果：

1.采用氢氧燃料电池发电，其电能一方面提供给家庭用电设备，另一方面用于维持制热、制冷、水处理装置的运作；同时，氢氧燃料电池阴极产出的水汽可送入水储装置再利用。

2.充分利用天然气重整制氢和氢氧燃料电池发电过程中的余热，通过溴化锂制冷机组得到冷能。

3.通过燃气锅炉提供热能，且燃气锅炉产生的水蒸气可回收至天然气重整制氢过程中进行利用。

附图说明

图1是一种分布式能源节能系统的结构示意图；

图2是一种分布式能源节能系统中燃气锅炉的结构示意图；

图中：天然气存储装置1，制氢装置2，氢氧燃料电池装置3，燃气锅炉4，蒸汽出口41，热水出口42，进水口43，筛板44，燃气柱45，电机46，中心搅拌柱47，分支搅拌柱48，转轴49，溴化锂制冷机组5，水处理装置6，水储装置7，变压器8，热网91，冷网92，水网93，电网94。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施方式，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

一种分布式能源节能系统，如图1所示，依次包括天然气存储装置1、用于将天然气重整制氢的制氢装置2和氢氧燃料电池装置3，还包括与热网91连接的燃气锅炉4、与冷网92连接的溴化锂制冷机组5和与水网93通过水处理装置6连接的水储装置7；氢氧燃料电池装置3通过变压器8分别与电网94、燃气锅炉4、溴化锂制冷装置5以及水处理装置6连接；制氢装置2和氢氧燃料电池装置3分别通过余热收集管道与溴化锂制冷机组5连接；氢氧燃料电池装置3的阴极出水口与水储装置7连接；燃气锅炉4分别与天然气存储装置1和水储装置7连接，且燃气锅炉4设有与制氢装置2连接的蒸汽出口41和与热网91连接的热水出口42；溴化锂制冷装置5的冷却水进口与水储装置7连接。

使用时，天然气存储装置1中的一部分天然气进入制氢装置2中，在水蒸气作用下转化为氢气和二氧化碳。将除去二氧化碳的氢气送入氢氧燃料电池的阳极电解发电，产生的电能一部分送入电网94并送入家庭用电设备，另一部分送入燃气锅炉4、溴化锂制冷机组5和水处理装置6以维持其运作，这就完成了电能的分布。此外，氢氧燃料电池装置3阴极产出的水蒸气可以送入制氢装置2再利用，或者经较长的管道自然冷却后送入水储装置7中再利用。

然后，接收到电能的燃气锅炉4通过燃烧由天然气存储装置1送来的天然气、以对有水储装置7送来的水进行加热，加热产生的热水送往热网91并送入家庭用热设备，加热产生的水蒸气送往制氢装置2再利用。

同时，接收到电能的溴化锂制冷机组5将制氢过程和发电过程中产生的余热转化为冷能送入冷网92并送入家庭用冷设备。

接收到电能的水处理装置6对水储装置7中的水进行处理后，再送入水网93并送入家庭用水设备。

其中，如图2所示，燃气锅炉4包括底部设有进水口43的壳体，壳体内设有筛板44以将壳体内腔由底部到顶部分为设有热水出口42的热水区和设有蒸汽出口41的蒸汽区，热水区设有燃气加热组件和搅拌组件。

为了防止后续制氢装置2中引入杂质，蒸汽出口41设有蒸汽过滤器。同时为了提高安全性，蒸汽出口41设有压力阀。

燃气加热组件包括若干燃气柱45，燃气柱45内腔空心以通入天然气、内壁设有点火件。同时，燃气柱45将蒸汽区分为中心部和分支部；搅拌组件包括电机46、中心搅拌柱47和若干分支搅拌柱48，中心搅拌柱47连接于电机46输出轴并安装于中心部，分支搅拌柱48通过行星轮传动结构与电机46输出轴连接并安装于分支部；行星轮传动结构包括中心轮、行星轮和齿圈，中心轮套接于电机46输出轴，并通过行星轮传动齿圈，分支搅拌柱48与齿圈连接。中心搅拌柱47设有若干搅拌爪。

通过中心搅拌柱和分支搅拌柱以实现对水的均匀加热，既保证了热能的均匀，也保证了水蒸气的均匀产出。

还可以将燃气柱45设置为伸缩燃气柱，燃气柱45顶部设有液位检测器。以使得燃气柱45的高度随水位的下降而下降，从而防止燃气柱45上部分干烧。

此外，热水区顶部设有蒸汽扰流装置，蒸汽扰流装置包括两端分别通过轴承设置于壳体内壁的转轴49以及设置于转轴49的扰流叶片，转轴49通过伞状齿轮结构与中心搅拌柱47连接，伞状齿轮结构包括设置于中心搅拌柱47的第一伞状齿轮和设置于转轴49、并与第一伞状齿轮啮合的第二伞状齿轮。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (8)

1.一种分布式能源节能系统，其特征在于： 依次包括天然气存储装置（1）、用于将天然气重整制氢的制氢装置（2）和氢氧燃料电池装置（3），还包括与热网（91）连接的燃气锅炉（4）、与冷网（92）连接的溴化锂制冷机组（5）和与水网（93）通过水处理装置（6）连接的水储装置（7）；所述氢氧燃料电池装置（3）通过变压器（8）分别与电网（94）、燃气锅炉（4）、溴化锂制冷装置（5）以及水处理装置（6）连接；所述制氢装置（2）和氢氧燃料电池装置（3）分别通过余热收集管道与所述溴化锂制冷机组（5）连接；所述氢氧燃料电池装置（3）的阴极出水口与所述水储装置（7）连接；所述燃气锅炉（4）分别与天然气存储装置（1）和水储装置（7）连接，且所述燃气锅炉（4）设有与所述制氢装置（2）连接的蒸汽出口（41）和与热网（91）连接的热水出口（42）；所述溴化锂制冷装置（5）的冷却水进口与水储装置（7）连接。

2.根据权利要求1所述的一种分布式能源节能系统，其特征在于：所述燃气锅炉（4）包括底部设有进水口（43）的壳体，所述壳体内设有筛板（44）以将壳体内腔由底部到顶部分为设有所述热水出口（42）的热水区和设有所述蒸汽出口（41）的蒸汽区，所述热水区设有燃气加热组件和搅拌组件。

3.根据权利要求2所述的一种分布式能源节能系统，其特征在于：所述燃气加热组件包括若干内腔空心以通入天然气、内壁设有点火件的燃气柱（45），所述燃气柱（45）将蒸汽区分为中心部和分支部；所述搅拌组件包括电机（46）、中心搅拌柱（47）和若干分支搅拌柱（48），所述中心搅拌柱（47）连接于电机（46）输出轴并安装于中心部，所述分支搅拌柱（48）通过行星轮传动结构与电机（46）输出轴连接并安装于分支部；所述行星轮传动结构包括中心轮、行星轮和齿圈，所述中心轮套接于电机（46）输出轴，并通过行星轮传动齿圈，所述分支搅拌柱（48）与齿圈连接。

4.根据权利要求3所述的一种分布式能源节能系统，其特征在于：所述热水区顶部设有蒸汽扰流装置，所述蒸汽扰流装置包括两端分别通过轴承设置于壳体内壁的转轴（49）以及设置于转轴（49）的扰流叶片，所述转轴（49）通过伞状齿轮结构与所述中心搅拌柱（47）连接，所述伞状齿轮结构包括设置于中心搅拌柱（47）的第一伞状齿轮和设置于转轴（49）、并与所述第一伞状齿轮啮合的第二伞状齿轮。

5.根据权利要求3所述的一种分布式能源节能系统，其特征在于：所述中心搅拌柱（47）设有若干搅拌爪。

6.根据权利要求1所述的一种分布式能源节能系统，其特征在于：所述蒸汽出口（41）设有蒸汽过滤器。

7.根据权利要求1所述的一种分布式能源节能系统，其特征在于：所述蒸汽出口（41）设有压力阀。

8.根据权利要求3所述的一种分布式能源节能系统，其特征在于：所述燃气柱（45）为伸缩燃气柱，所述燃气柱（45）顶部设有液位检测器。

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