CN215863670U - 汽电联供装置及供热系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及热泵系统技术领域，尤其是涉及一种汽电联供装置及供热系统。汽电联供装置包括热泵机组、燃气发动机和发电装置；所述燃气发动机的第一驱动端用于连接所述热泵机组的压缩机，所述燃气发动机的第二驱动端用于连接所述发电装置的输入端，以使所述发电装置输出电能。本申请提供的汽电联供装置，可将燃气发动机输出的部分动能，通过发电装置转换为电能，在被供热的建筑热需求较小时，能够避免能源的浪费。

Description

汽电联供装置及供热系统

技术领域

本申请涉及热泵系统技术领域，尤其是涉及一种汽电联供装置及供热系统。

背景技术

燃气发动机热泵(Gas engine Heat Pump，简称GHP)是以城市燃气作为能源，通过燃气发动机做功驱动压缩机，使工质循环运动反复发生物理相变过程，分别在蒸发器中气化吸热，在冷凝器中液化放热，实现热泵循环，使热量不断得到交换传递，并通过阀门切换使机组实现制热和制冷功能的切换。

燃气发动机在满负荷运行时效率更高。当热泵机组在供热时，若被供热的建筑热需求较小，此时燃气发动机满负荷运行存在能源浪费的问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种汽电联供装置及供热系统，用于为用户供热，且可将多余能量转化为电能，避免能源浪费。

本申请提供了一种汽电联供装置，包括热泵机组、燃气发动机和发电装置；

所述燃气发动机的第一驱动端用于连接所述热泵机组的压缩机，所述燃气发动机的第二驱动端用于连接所述发电装置的输入端，以使所述发电装置输出电能。

在上述技术方案中，进一步地，还包括磁力耦合器；

所述磁力耦合器用于连接所述燃气发动机的第二驱动端和所述发电装置的输入端。

在上述技术方案中，进一步地，还包括储能装置；

所述储能装置与所述发电装置的输出端连接以存储电能。

在上述技术方案中，进一步地，所述热泵机组的冷凝器包括第一壳体和工质管；

所述第一壳体内承装有液体水，所述工质管浸入液体水中，所述工质管与液体水换热以生产蒸汽。

在上述技术方案中，进一步地，所述工质管的内侧形成有多个三维翅片。

在上述技术方案中，进一步地，还包括能源塔；

所述能源塔与所述热泵机组的蒸发器进行热量交换。

在上述技术方案中，进一步地，所述蒸发器包括第二壳体和换热管；

所述第二壳体与所述工质管连通；

所述换热管内流通有循环水，以在所述第二壳体和所述能源塔之间交换热量。

在上述技术方案中，进一步地，所述换热管的外侧形成有多个三维翅片。

在上述技术方案中，进一步地，还包括储气站；

所述储气站与所述第一壳体之间通过蒸汽管道连接。

本申请还提供了一种供热系统，包括上述方案所述的汽电联供装置。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的汽电联供装置包括热泵机组、燃气发动机和发电装置。

其中，热泵机组是从低温热源吸热送往高温热源的循环设备，以消耗一部分低品位能源(机械能、电能或高温热能)为补偿，使热能从低温热源向高温热源传递的装置。其实质是借助降低一定量的功的品位，提供品位较低而数量更多的能量。由于热泵机组能将低温热能转换为高温热能，提高能源的有效利用率，因此是回收低温余热、利用环境介质(地下水、地表水、土壤和室外空气等)中储存的能量的重要途径。

燃气通过燃气管道输入燃气发动机，燃气发动机的第一驱动端连接热泵机组的压缩机以对压缩机做功，压缩机出气为高温高压气体，经冷凝器换热变为高压低温汽液混合物，失去的热量由热水带走为用户供热，经储液罐和膨胀阀变为低压低温气体进入蒸发器蒸发吸热，吸收外界低品位的热能(可以是江河、湖泊、地下水、地下土壤层、空气等)，最后蒸发器出来的低压气体进入压缩机完成循环。

在用户端供热需求低的情况，燃气发动机可将一部分能量传递至发电装置侧，燃气发动机的第二驱动端连接发电装置的输入端，以使发电装置输出电能，可以给汽电联供装置中的相关设备供电。

本申请提供的汽电联供装置，可将燃气发动机输出的部分动能，通过发电装置转换为电能，在被供热的建筑热需求较小时，能够避免能源的浪费。

本申请还提供了供热系统，包括上述方案所述的汽电联供装置。基于上述分析可知，供热系统同样具有上述有益效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施方式，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为本申请提供的汽电联供装置的结构示意图；

图2为本申请提供的冷凝器的局部结构示意图；

图3为本申请提供的蒸发器的局部结构示意图。

图中：101-热泵机组；102-燃气发动机；103-发电装置；104-第一驱动端；105-第二驱动端；106-储能装置；107-第一壳体；108-工质管；109-三维翅片；110-能源塔；111-第二壳体；112-换热管；113-储气站；114-蒸汽管道。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。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。

在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

实施例一

参见图1至图3所示，本申请提供的汽电联供装置包括热泵机组101、燃气发动机102和发电装置103。

其中，热泵机组101是从低温热源吸热送往高温热源的循环设备，以消耗一部分低品位能源(机械能、电能或高温热能)为补偿，使热能从低温热源向高温热源传递的装置。其实质是借助降低一定量的功的品位，提供品位较低而数量更多的能量。由于热泵机组101能将低温热能转换为高温热能，提高能源的有效利用率，因此是回收低温余热、利用环境介质(地下水、地表水、土壤和室外空气等)中储存的能量的重要途径。

燃气通过燃气管道输入燃气发动机102，燃气发动机102的第一驱动端104连接热泵机组101的压缩机以对压缩机做功，压缩机出气为高温高压气体，经冷凝器换热变为高压低温汽液混合物，失去的热量由热水带走为用户供热，经储液罐和膨胀阀变为低压低温气体进入蒸发器蒸发吸热，吸收外界低品位的热能(可以是江河、湖泊、地下水、地下土壤层、空气等)，最后蒸发器出来的低压气体进入压缩机完成循环。

在用户端供热需求低的情况，燃气发动机102可将一部分能量传递至发电装置103侧，燃气发动机102的第二驱动端105连接发电装置103的输入端，以使发电装置103输出电能，可以给汽电联供装置中的相关设备供电。

本申请提供的汽电联供装置，可将燃气发动机102输出的部分动能，通过发电装置103转换为电能，在被供热的建筑热需求较小时，能够避免能源的浪费。

该实施例可选的方案中，汽电联供装置还包括磁力耦合器；磁力耦合器用于连接燃气发动机102的第二驱动端105和发电装置103的输入端。

在该实施例中，磁力耦合器也称磁力联轴器、永磁传动装置，优点是可减少振动。它可以在从动件(发电装置103)和驱动器(燃气发动机102)之间设置隔离屏障，因为即使驱动器和从动件处于不同的环境中，也可以传递力。由于磁力将起连接作用，因此相连接的部位无需严格对齐。

该实施例可选的方案中，汽电联供装置还包括储能装置106；储能装置106与发电装置103的输出端连接以存储电能。

在该实施例中，发电装置103的电能一部分可对设备供电，在输出的电能较多的情况，还可将电能通过储能装置106存储起来。具体地，储能装置106可为锂电池，锂电池具有高储存能量密度、使用寿命长、自放电率很低及高低温适应性强等优势。

实施例二

该实施例二中的汽电联供装置是在上述实施例基础上的改进，上述实施例中公开的技术内容不重复描述，上述实施例中公开的内容也属于该实施例二公开的内容。

参见图2所示，该实施例可选的方案中，热泵机组101的冷凝器包括第一壳体107和工质管108；第一壳体107内承装有液体水，工质管108浸入液体水中，工质管108与液体水换热以生产蒸汽。

在该实施例中，为了给用户端提供蒸汽，以满足供暖和生产的需求。在冷凝器处，工质向液体水放热，以对液体水加热。具体地，第一壳体107内承装有液体水，工质管108完全浸入液体水中，以对液体水加热，从而形成蒸汽，蒸汽通过管道可输送至用户侧。

该实施例可选的方案中，工质管108的内侧形成有多个三维翅片109。

在该实施例中，为了给用户端提供大量的饱和蒸汽，需要保证足够的热传递效率。工质管108内流通有实现换热的工质，且工质管108的内侧密布有多个三维翅片109，以增加导热面积，从而提升热传递效率。

该实施例可选的方案中，汽电联供装置还包括能源塔110；能源塔110与热泵机组101的蒸发器进行热量交换。

在该实施例中，能源塔热泵技术是通过能源塔110的热交换和热泵机组101作用，实现供暖、制冷以及提供热水的技术。冬天它利用低于冰点载体介质，高效提取冰点以下的湿球水热能。通过能源塔110、热泵机组101输入少量高品位能源，实现冰点以下低温热能向高温位转移，实现制热；夏天由于能源塔110的特殊设计，起到高效冷却塔的作用，将热量排到大气实现制冷。

参见图3所示，该实施例可选的方案中，蒸发器包括第二壳体111和换热管112；第二壳体111与工质管108连通；换热管112内流通有循环水，以在第二壳体111和能源塔110之间交换热量。

在该实施例中，第二壳体111和工质管108连通，工质在第二壳体111和工质管108之间循环流动。在蒸发器侧，工质将换热管112包裹，循环在蒸发器和能源塔110之间的循环水能够将大量的热能传递给工质。

优选地，换热管112的外侧形成有多个三维翅片109，以增加导热面积，从而提升热传递效率。

该实施例可选的方案中，汽电联供装置还包括储气站113；储气站113与第一壳体107之间通过蒸汽管道114连接，可将饱和蒸汽储存于储气站113中。

实施例三

本申请实施例三提供了一种供热系统，包括上述任一实施例的汽电联供装置，因而，具有上述任一实施例的汽电联供装置的全部有益技术效果，在此，不再赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。

Claims (10)

1.一种汽电联供装置，其特征在于，包括热泵机组、燃气发动机和发电装置；

所述燃气发动机的第一驱动端用于连接所述热泵机组的压缩机，所述燃气发动机的第二驱动端用于连接所述发电装置的输入端，以使所述发电装置输出电能。

2.根据权利要求1所述的汽电联供装置，其特征在于，还包括磁力耦合器；

所述磁力耦合器用于连接所述燃气发动机的第二驱动端和所述发电装置的输入端。

3.根据权利要求1所述的汽电联供装置，其特征在于，还包括储能装置；

所述储能装置与所述发电装置的输出端连接以存储电能。

4.根据权利要求1所述的汽电联供装置，其特征在于，所述热泵机组的冷凝器包括第一壳体和工质管；

所述第一壳体内承装有液体水，所述工质管浸入液体水中，所述工质管与液体水换热以生产蒸汽。

5.根据权利要求4所述的汽电联供装置，其特征在于，所述工质管的内侧形成有多个三维翅片。

6.根据权利要求4所述的汽电联供装置，其特征在于，还包括能源塔；

所述能源塔与所述热泵机组的蒸发器进行热量交换。

7.根据权利要求6所述的汽电联供装置，其特征在于，所述蒸发器包括第二壳体和换热管；

所述第二壳体与所述工质管连通；

所述换热管内流通有循环水，以在所述第二壳体和所述能源塔之间交换热量。

8.根据权利要求7所述的汽电联供装置，其特征在于，所述换热管的外侧形成有多个三维翅片。

9.根据权利要求4所述的汽电联供装置，其特征在于，还包括储气站；

所述储气站与所述第一壳体之间通过蒸汽管道连接。

10.一种供热系统，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的汽电联供装置。

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