CN212930170U - 一种楼宇型冷热电联供系统 - Google Patents

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李金芳
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Abstract

本实用新型公开了一种楼宇型冷热电联供系统。本实用新型包括电力供应系统和冷热供应系统，所述的电力供应系统包含微燃机、光伏发电装置、蓄电池、逆变器、大楼配电网及外部电网，所述的微燃机发电系统直接并入大楼配电网，所述的光伏发电装置与蓄电池相连后通过逆变器连接大楼配电网，所述的大楼配电网和所述的外部电网相连；所述的冷热供应系统包含烟气换热器、热水型溴化锂机组、热泵机组、冷却塔、复合相变储能装置和热水罐。本实用新型最大化利用可再生资源，并通过冷却塔和热泵机组对于烟气余热进行深度利用，有效提高能源利用率，同时通过配置储能电池、复合相变储能装置提高设备利用率，在外部电源失去后保证供能可靠性。

Description

一种楼宇型冷热电联供系统
技术领域
本实用新型涉及商业楼宇的冷热电联合供应系统，具体地说是一种高效可靠的楼宇冷热电联供系统。
背景技术
目前，多数大型商业楼宇的用能高度依赖大电网，若外部电网失电，则自身用能将无法保障。此外，商业楼宇白天和夜晚的用能负荷峰谷差较大，这使得楼宇配电网电力设备运行效率较低，用能成本增加。
基于此，由于分布式能源系统位于用户侧，并且可根据用户属地能源资源和自身用能特性进行定制化设计，进而使得供能系统具备能源利用率高、用能清洁环保和供能安全可靠等优点。目前，分布式能源在商业楼宇中逐渐推广应用。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种高效可靠的楼宇冷热电联供系统，该系统最大化利用可再生资源，并通过冷却塔和热泵机组对于烟气余热进行深度利用，有效提高能源利用率，同时通过配置储能电池、复合相变储能装置提高设备利用率，在外部电源失去后保证供能可靠性。
为此，本实用新型采用如下的技术方案：一种楼宇型冷热电联供系统，包括电力供应系统和冷热供应系统，所述的电力供应系统包含微燃机、光伏发电装置、蓄电池、逆变器、大楼配电网及外部电网，所述的微燃机发电系统直接并入大楼配电网，所述的光伏发电装置与蓄电池相连后通过逆变器连接大楼配电网，所述的大楼配电网和所述的外部电网相连；
所述的冷热供应系统包含烟气换热器、热水型溴化锂机组、热泵机组、冷却塔、复合相变储能装置和热水罐；
所述的烟气换热器连接微燃机排烟管道，所述的热水罐连接烟气换热器热水管路，大楼生活热水管路连接热水罐，热水型溴化锂机组和暖通水总管路通过热水三向阀连接烟气换热器热水管路，大楼暖通水管路连接暖通水总管路，所述的复合相变储能装置通过管路和阀门与暖通水总管路连接，所述的热泵机组暖通水管路连接暖通水总管路，所述热水型溴化锂机组的冷却水管路和热泵机组的冷却水管路连接后通入冷却塔，所述烟气换热器的排烟管道通过烟气三向阀连接大气和冷却塔内部，所述的冷却水管路和烟气换热器管路连接补水罐。
所述的微燃机不仅具有黑启动功能，还具有启动快、调节灵活、噪音小、NOx排放低的优点，无需对于烟气进行脱硝。
所述的光伏发电装置在白天大楼用电高峰时直接将电力供给大楼使用，所述的蓄电池在晚上用电低谷时将微燃机所发电力进行存储，在白天用电高峰时释放其存储电量，同时在外部市电失去后，保证控制系统和重要设备电力，保障所述的微燃机进行黑启动时的电力。
电力供应系统所发电力直接并入大楼配电网，光伏发电布置在大楼顶部或周边空地处，其与蓄电池相连后通过逆变器连接大楼配电网，大楼配电网和外部电网相连；电力供应系统的微燃机余热烟气接入烟气换热器，烟气换热量利用烟气余热加热后的热水部分送入热水罐供大楼生活热水使用，剩余部分供给溴化锂机组制冷或者直接供应给大楼供暖，热泵机组可根据需求补充供冷/供热，溴化锂机组和热泵机组公用一个冷却塔，在冬季供热时，烟气换热器冷却后的烟气部分通入冷却塔加热冷却水，为热泵机组提供低温热源，复合相变储能装置可将供冷/供热时多余的能量存储。
进一步地，所述的大楼配电网通过隔离开关与外部电网相连。
进一步地，所述的复合相变储能在夏季楼宇暖通供冷时蓄冷，在冬季楼宇暖通供暖时蓄热，在楼宇暖通负荷低峰时进行蓄能，在楼宇暖通负荷高峰时或者暖通供应设备故障时进行释能。
进一步地，所述的补水罐在冷却水或者烟气换热器中热水不足时补充自来水。
进一步地，所述的冷却塔在夏季供冷时，对于热水型溴化锂机组和热泵机组的冷却水同时进行冷却；在冬季供暖时，烟气换热器冷却后的部分烟气通过烟气三向阀进入冷却塔中加热冷却水，为热泵机组的高效制热提供低温热源。
进一步地，夏季供冷时，烟气换热器采用热水出口三向阀和热水进口三向阀通向热水型溴化锂机组，所述的热水型溴化锂机组利用热水制冷供应给大楼；冬季供热时，烟气换热器采用热水出口三向阀和热水进口三向阀通向暖通水总管路直接给大楼供暖通供热。
本实用新型具有的优点：微燃机具有黑启动功能，在外部电源失去后，利用蓄电池电力可自启动，转变为孤网运行，进而启动冷热供应系统，保证大楼的供能可靠性；另外，复合相变储能装置可将大楼无负荷时的冷热量进行存储，保证微燃机在高效负荷阶段运行，同时烟气换热器进行余热利用保证一次能源利用率大幅提升，在冬季供暖时，部分烟气通入冷却塔加热冷却水，热泵机组利用冷却塔被加热的冷却水高效供热，对于烟气余热进行了深度利用。
附图说明
图1是本实用新型的示意图。
图中，1-微燃机；2-烟气三向阀；3-烟气换热器；4-补水罐；5-冷却塔；6-冷却水循环泵；7-溴化锂机组冷却水截止阀；8-热泵机组冷却水截止阀；9-热泵机组；10-溴化锂机组暖通水进口截止阀；11-热泵机组暖通水进口截止阀；12-第一暖通水进口阀；13-复合相变储能装置；14-暖通水循环泵；15-第二暖通水进口阀；16-第一暖通水出口阀；17-第二暖通水出口阀；18-热水罐；19-溴化锂机组；20-热水出口三向阀；21-热水进口三向阀；22-热水循环泵；23-蓄电池；24-光伏发电装置；25-逆变器；26-隔离开关。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
本实施例为一种高效可靠的楼宇冷热电联供系统，包括电力供应系统和冷热供应系统。
所述的电力供应系统包含微燃机1、光伏发电24、蓄电池23、逆变器25、大楼配电网及外部电网，所述的冷热供应系统包含烟气换热器3、热水型溴化锂机组19、热泵机组9、冷却塔3、复合相变储能12、热水罐18、冷却水循环泵6、暖通水循环泵14以及辅助的管道、阀门。
所述的微燃机1发电系统直接并入大楼配电网，所述的光伏发电装置24与蓄电池23输出电线相连后通过逆变器25连接大楼配电网，所述的大楼配电网和所述的外部电网通过隔离开关26相连。
所述的烟气换热器3连接微燃机排烟管道，所述的热水罐18连接烟气换热器3热水管路，所述大楼生活热水管路连接热水罐18，所述的溴化锂机组9和暖通水总管路通过热水出口三向阀20和热水进口三向阀21连接烟气换热器3热水进回水管路，所述的热泵机组9暖通水管路连接暖通水总管路，所述的复合相变储能设备13通过管道、阀门与暖通水总管路相连，所述的溴化锂机组9冷却水管路和热泵机组9冷却水管路汇总后接入冷却塔5，所述的排烟管道通过烟气三向阀3连接大气和冷却塔内部，所述的冷却水管路连接补水罐4。
楼宇白天电力负荷高，所述光伏板24发电通过逆变器25将电力输送给大楼配电网，微燃机1所发电力也输送给大楼配电网被楼宇消纳，楼宇晚上耗电负荷低，微燃机1所发电力也输送给大楼配电网后经逆变器存储在蓄电池中；在外部电源失去后，蓄电池给控制系统、隔离开关26等重要设备供电，隔离开关断开，微燃机进入黑启动。
所述的补水罐在冷却水或者烟气换热器中热水不足时补充自来水。
所述的冷却塔在夏季供冷时，对于热水型溴化锂机组和热泵机组的冷却水同时进行冷却；在冬季供暖时，烟气换热器冷却后的部分烟气通过烟气三向阀进入冷却塔中加热冷却水，为热泵机组的高效制热提供低温热源。
当夏季，向楼宇供冷时，烟气换热器热水通过溴化锂机组制冷输入暖通水总管路，热泵机组利用电能制冷输入暖通水总管路，冷却塔通过调整冷却塔风机频率调整冷却水在合适温度，保证溴化锂机组和热泵机组高效制冷，在制冷负荷需求较高时，溴化锂机组和热泵机组同时供冷，并且复合相变储能装置通过打开第一暖通水进口阀12和第二暖通水出口阀17、关闭第二暖通水进口阀15和第一暖通水出口阀16进行释冷；在晚间大楼暖通冷负荷低时，溴化锂机组正常运行，热泵机组降低负荷或者停机，打开阀门16和15，关闭阀门12和17，少部分冷量供给大楼后，大部分冷量被复合相变储能装置存储。
当冬季，向楼宇供热时，烟气换热器热水通过热水出口三向阀20和热水进口三向阀21直接进入暖通水总管路向大楼供暖，热泵机组利用电能制热输入暖通水总管路，烟气三向阀2通向冷却塔的开度增大，调整冷却塔冷却水在合适温度，通过对于烟气的余热进行深度利用，进而保证热泵机组高效制热，在大楼热负荷需求较高时，烟气换热器热水和热泵机组同时供热，并且复合相变储能通过打开阀门12和17、关闭阀门15和16进行释热；在晚间大楼暖通热负荷低时，溴化锂机组正常运行，这时打开阀门16和15，关闭阀门12和17，生成的热量少部分供给大楼后，大部分被复合相变储能装置存储。
如上所述，尽管参照特定的优先实施例已经表示和表达了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (6)

1.一种楼宇型冷热电联供系统，包括电力供应系统和冷热供应系统，其特征在于，所述的电力供应系统包含微燃机(1)、光伏发电装置(24)、蓄电池(23)、逆变器(25)、大楼配电网及外部电网，所述的微燃机(1)发电系统直接并入大楼配电网，所述的光伏发电装置(24)与蓄电池(23)相连后通过逆变器(25)连接大楼配电网，所述的大楼配电网和所述的外部电网相连；
所述的冷热供应系统包含烟气换热器(3)、热水型溴化锂机组(19)、热泵机组(9)、冷却塔(5)、复合相变储能装置(13)和热水罐(18)；
所述的烟气换热器(3)连接微燃机排烟管道，所述的热水罐(18)连接烟气换热器(3)热水管路，大楼生活热水管路连接热水罐(18)，热水型溴化锂机组(19)和暖通水总管路通过热水三向阀连接烟气换热器(3)热水管路，大楼暖通水管路连接暖通水总管路，所述的复合相变储能装置(13)通过管路和阀门与暖通水总管路连接，所述的热泵机组暖通水管路连接暖通水总管路，所述热水型溴化锂机组(19)的冷却水管路和热泵机组(9)的冷却水管路连接后通入冷却塔(5)，所述烟气换热器(3)的排烟管道通过烟气三向阀(2)连接大气和冷却塔内部，所述的冷却水管路和烟气换热器管路连接补水罐(4)。
2.根据权利要求1所述的一种楼宇型冷热电联供系统，其特征在于，所述的大楼配电网通过隔离开关(26)与外部电网相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种楼宇型冷热电联供系统，其特征在于，所述的复合相变储能装置(13)在夏季楼宇暖通供冷时蓄冷，在冬季楼宇暖通供暖时蓄热，在楼宇暖通负荷低峰时进行蓄能，在楼宇暖通负荷高峰时或者暖通供应设备故障时进行释能。
4.根据权利要求1或2所述的一种楼宇型冷热电联供系统，其特征在于，所述的补水罐(4)在冷却水或者烟气换热器中热水不足时补充自来水。
5.根据权利要求1或2所述的一种楼宇型冷热电联供系统，其特征在于，所述的冷却塔在夏季供冷时，对于热水型溴化锂机组(19)和热泵机组(9)的冷却水同时进行冷却；在冬季供暖时，烟气换热器(3)冷却后的部分烟气通过烟气三向阀(2)进入冷却塔(5)中加热冷却水，为热泵机组(9)的高效制热提供低温热源。
6.根据权利要求1或2所述的一种楼宇型冷热电联供系统，其特征在于，夏季供冷时，烟气换热器(3)采用热水出口三向阀(20)和热水进口三向阀(21)通向热水型溴化锂机组(19)，所述的热水型溴化锂机组(19)利用热水制冷供应给大楼；冬季供热时，烟气换热器(3)采用热水出口三向阀(20)和热水进口三向阀(21)通向暖通水总管路直接给大楼供暖通供热。
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