CN2766197Y - 三机同轴直联的热电冷联供机组 - Google Patents

Abstract

一种三机同轴直联的热电冷联供机组，包括发动机、两用电机、热泵机组、系统管路阀门和电控系统，其特征是：两用电机两端出轴，并通过可控离合器分别与热泵压缩机和发动机连在同一轴上形成三机直联；两用电机两端的可控离合器可实现电机与发动机、电机与热泵的分与合，并可通过电控系统、可控离合器控制热泵压缩机的转速与开、停，还可通过电控系统将两用电机与电网相连。本机配有发动机机体热量回收装置及烟气热量回收装置，其管路分别与热泵系统、采暖及卫生热水管路以及地源水管路相连。三机联供机组有四种工作方式，能够实现发动机、两用电机及热泵机组的任意组合，充分利用峰谷电价的优势，并起到对公用电网调峰填谷的作用。

Description

三机同轴直联的热电冷联供机组

技术领域

本实用新型涉及二次能源技术应用领域，一种集发电、采暖及空调系统的为一体的装置，用于建筑物的供暖、供电、供冷。

背景技术

“分布式热、电、冷联产”，是最近国内关于节约能源，保护环境等应用措施的热门课题，其中发电机(热电联产机组)与锅炉、吸收式空调机组及电动空调机组的各种松散式结合方案接连出笼，如清华大学申请的“一种以燃气轮机为动力的双联热泵式热电联供系统”见公开号CN1536293A；“一种以以斯特林发动机为动力的热泵系统应用方法”见公开号CN1536291A；以及“一种电力调峰热电冷联供运行方法及其装置”见公开号CN1356770A等等。这些方法都说明了节约能源、保护环境的很好方案，但节能与控制不明显，不利于一体化及产品化批量生产，同时根据实际应用情况的可调节性、变化性不强，“以斯特林发动机为动力的热泵系统应用方法”是将斯特林发动机直联热泵，此系统不能说明在过渡季节只发电，不运行空调系统的可能，同时也不能在用电低谷时利用网电运转空调系统。在现有的其它技术中，也没有将发动、发电电动两用电机及热泵机组用离合器连于同一轴的相关技术，同时以往公开技术中的报道在发电时不能对热泵进行能量调节。

发明内容

本实用新型目的是提供一种三机同轴直联的热电冷联供机组，将发动机、两用电机、热泵压缩机连在同一轴上，形成三机直联并可任意组合，适用于综合公共楼宇和住宅社区，实现24小时供暖、供冷、供电。

这种三机同轴直联的热电冷联供机组，包括发动机、两用电机、热泵机组、及系统管路阀门和电控系统，其特征是：两用电机两端出轴，并通过可控离合器分别与热泵压缩机和发动机连在同一轴上形成三机直联；两用电机两端的可控离合器可实现电机与发动机、电机与热泵的分与合，并可通过电控系统、可控离合器控制热泵压缩机的转速与开、停，通过电控系统将两用电机与电网相连。本机配有发动机机体热量回收装置及烟气热量回收装置，其管路分别与热泵系统、采暖及卫生热水管路以及地源水管路相连。优点

(1)本实用新型的三机联供机组能够实现发动机、两用电机及热泵机组的任意组合。其工作方式包括：发动机同轴带动发电机发电及热泵空调装置运行，还能实现只发电不运行热泵空调、或只运行热泵空调不发电，以及供电低谷时利用两用电机带动热泵空调等，符合于实际应用方式的运行状态。

(2)本机组的优势在于：处于发电状态中仍具有可对空调热泵机组进行调速实现能量调节的功能。

(3)本机组可多机并用，并可根据需要调整开机数量。是一种优化能源利用技术。这种应用需求可形成批量机组产品，直接应用于单元式公共楼宇、办公楼群、综合住宅社区、别墅式小楼等各种独立式24小时热电冷联供系统。使用本机组的意义在于充分利用低谷电价优势，并配合调峰填谷。

(4)本新型机组的设计，可做为楼群的备用电源，可与公共电网并网但可不上网。

(5)本机组可通过电控系统接受遥控遥测，实现多机并联系统的单台或多台运转方式，以便于系统的优化运行调节。

附图说明

附图1是三机同轴直联的热电冷联供机组原理框图。

附图2是三机同轴直联的热电冷联供机组电路原理框图。

具体实施方式

本实用新型的三机同轴直联的热电冷联机组，包括发动机、发电机、热泵机组及系统管路阀门和电控系统。见图1其特征在于：两用电机5两端出轴，通过离合器6、7分别将发动机1和热泵压缩机2连在同一轴上，形成三机直联。两用电机与一端离合器7与发动机1相连。另一端的离合器6与热泵的压缩机2相连，发动机1配有机体热量回收装置8和烟气热量回收装置9，发动机1的机体热回收装置8和烟气热量回收装置9的热量回收管路与用户管路相通，通过电磁阀12、13、15、16实现与采暖管路及卫生用水管路的切换。热泵压缩机2与换热器3、4及管路、阀门配件组成热泵系统，换热器4端与热源，如地热源、水源管路相连，换热器3与用户管路相连。本机组配有的电控系统18，对发电运行、空调运行、热回收装置水流量及热电、冷电联供运行进行自动控制与保护。电控系统可实施控制发动机转数以及实现三机之间的任意组合转换控制，以电磁阀实现对采暖管路及卫生热水管路的切换，热量回收装置管路配有自动温控阀门，根据水温对热回收装置水量进行调节。结合图2说明电控系统18：主要由微处理器、操作键盘、接口电路、显示器和继电接触器等几部分所组成。电控系统通过接口电路分别与发动机1、电机5、离合器6、7、热泵机组2、3、4及用户管路保持双向连通，并与公用电网、本地用户连通。离合器、用户管路电路中有接触器J₁、J₂，遥控遥测电路接入电控系统。

系统的控制软件存在微处理器的程序存储器中，系统数据和控制步骤存在数据存储器中。

微处理器通过操作键盘、接口电路和显示器与外部交换信息。通过继电接触器和离合器可使该装置处于四种工作状态：

A.发动机带动电机发电及热泵运转时，接触器J₁、J₂吸合，离合器1、2闭合；

B.发动机只驱动热泵运转时，接触器J₂不吸合、离合器1、2闭合；

C.发动机只驱动电机发电时，接触器J₁、J₂吸合，离合器1不闭合，离合器2闭合；

D.电机驱动热泵运行、发动机不工作时，J₁、J₂吸合，离合器1闭合、离合器2不闭合；

电控系统可根据实际需要调节发动机转速和热泵的工作状态。

本实用新型所述的发动机指燃油或燃气发动机。

结合附图说明水源(或地源)热泵系统的四种工作方式的实际应用：1.冬季采暖运行(可发电)

两用电机5轴两端的两组离合器6、7同时合闭，使发动机1与热泵机组的压缩机2联动，此时热泵机组由四通阀切换到制热状态，地下水(或地埋管中的乙二醇等介质)不断把土壤中热量带到换热器4，并被压缩机2从换热器4中送入换热器3，用户采暖水不断从换热器3中获取热量，同时发动机1中的润滑油中热量及缸套发热量，以及烟气中的热量也被与用户管路相通的采暖水通过发动机散热回收器8及烟气热回收器9一一获取。采暖供水的温度可由感温器自动控制离合器6，实现控制热泵机组的运行，用户管路中连通发动机机体热回收装置8及烟气热量回收装置9的循环水量，由自动温度调节阀根据水温(一般为50℃左右)自动调节。而烟气热量回收装置9中剩余的热量被地下水带入热泵机组换热器4，增加了热泵机组的运行效果，热量被间接提取。本机组热泵系统是以四通阀进行冷热运行切换的。

热泵机组供暖时两用发电机5处于待发电状态，发电与否取决于用户是否用电，如处于发电状态，发动机1将恒定转数，供水温度将通过离合器6控制压缩机2的转速或开、停来实现，压缩机2的工作与否不影响发电机的供电。

2.夏季制冷运行(可发电)

两用发电机5轴两端前后的两组离合器6同时合闭，使发动机1与热泵压缩机2联动，此时热泵机组由四通阀切换到制冷状态，用户空调水不断从换热器3中被降温获取冷量(放出热量)，压缩机把换热器3获取的热量转移到换热器4中，被地下水(或地埋管中的乙二醇等)带入地下。同时制冷运行时电磁阀12、13关闭，电磁阀15、16开启，发动机中热量及烟气中热量通过换热器14被卫生用水带走。如发动机换热器水温过高(超过90℃)，冷却器17的风机将自动启动。

此时两用电机处于待发电状态，发电与否取决于用户是否用电。

3.只发电

由发动机1带动两用电机5发电，两用电机与热泵机组压缩机2之间的离合器6脱离，此时处于仅供电状态，一般用于过渡季节及用电高峰且不需空调时。

4.用两用电机带动热泵空调

当需用采暖，又处于用电低谷时，可用公用电网，通过两用电机5直接带动热泵机组压缩机2工作。此时两用发电机5与发动机1之间的离合器7脱离。

Claims (3)

1、三机同轴直联的热电冷联供机组，包括发动机、两用电机、热泵机组、及系统管路阀门和电控系统，其特征是：两用电机两端出轴，并通过可控离合器分别与热泵压缩机和发动机连在同一轴上形成三机直联；两用电机两端的可控离合器可实现电机与发动机、电机与热泵的分与合，并可通过电控系统、可控离合器控制热泵压缩机的转速与开、停，通过电控系统将两用电机与电网相连。

2、根据权利要求1所述的三机同轴直联的热电冷联供机组，其特征在于发动机配有发动机机体热量回收装置及烟气热量回收装置，其管路分别与热泵系统、采暖及卫生热水管路以及地源水管路相连；机体热量回收装置及烟气热量回收装置均配有温控流量控制阀。

3、根据权利要求1所述的三机同轴直联的热电冷联供机组，其特征在于电控系统通过接口电路分别与发动机、两用电机、离合器、热泵机组保持双向连通，并通过接触器J1、J2与公用电网和本地用户连接，电控系统中有遥控遥测电路。

Images