[发明专利]一种再利用冷热电三联供系统

说明书

技术领域

本发明属于分布式能源领域，是一种冷热电三联供能源系统。

技术背景

分布式冷热电三联供系统是目前分布能量系统的主要形式之一。公开发表的《分布式冷热电三联系统地单耗分析模型研究》（《工程热物理学报》，第28卷第6期，2007年11月）公开了一种典型的天然气分布式冷热电三联供系统，如图1所示，该系统以发电设备为核心，天然气在发动机中燃烧产生电能供给外电网，或者利用部分电力驱动热泵等进行制冷或供热自用，俗称第一级能源利用。发动机排放出来的高温尾气，驱动吸收式溴化锂冷热水机组或通过余热锅炉产生的蒸汽或热水制冷或供热，满足用户对冷、热、电能量的需求，俗称第二级能源利用。一般分布式天然气冷热电三联供的热效率在70～90%之间，排烟温度通常在120℃以上，受制于低温余热利用技术的难题，现有技术无法进一步提高冷热电三联供系统的能源利用效率。

发明内容

本发明的目的在于，将120℃以上的低温烟气的温度进一步降低，进行第三级能源利用，利用烟气水分的冷凝潜热，提高三联供系统的能源利用率。

为了达到上述目的，本发明提供了一种冷热电三联供系统，包括发电机组、溴化锂冷热水机组、一级低温烟气换热器、二级低温烟气换热器、变配电系统以及压缩式热泵系统。发电机组产生的高温烟气，通过气路管道输送给溴化锂冷热水机组，溴化锂冷热水机组排放出低温气体，供给一级低温烟气换热器，一级低温烟气换热器排出的余热经烟气排放管路排出或供给二级低温烟气换热器；溴化锂冷热水机组中设置有生活冷/热循环水出水管、生活冷/热循环水进水管，溴化锂冷热水机利用高温烟气对来自用户的生活冷/热循环水进行热量传递，将冷/热水供给用户；一级低温烟气换热器中设置有水换热管道，直接为用户提供生活热水；发电机组的电力通过变配电系统与外部电力并网连接，所输出的部分电力输出给用户端，另一部分电力提供给压缩式热泵系统中的压缩机，驱动热泵系统工作；压缩式热泵系统包括电动压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器、凉水塔，压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器依次连接组成制冷剂回路，蒸发器与二级低温烟气换热器之间通过载热剂回路相连，低温烟气通过二级低温烟气换热器时，将烟气热量传递给载热剂回路中的水，流经蒸发器时使制冷剂回路中的制冷剂吸热蒸发，载热剂回路水放热后沿载热剂回路流回二级低温烟气换热器，依次循环；用户空调的回水管道和冷水管道接入到载热剂回路中，空调回水经蒸发器降温后，为空调提供冷水；冷凝器与用户端之间通过采暖热水回路连通，制冷剂回路中通过蒸发器收取的热量利用压缩机将制冷剂冷凝，在冷凝器中放出的热量被采暖热水回路中的水吸收，依次循环，通过采暖热水通路提供给用户采暖。

其中，发电机组可以采用燃气轮机，溴化锂冷热水机组为烟气型溴化锂冷热水机组；或者发电机组可以采用内燃机，溴化锂冷热水机组为烟气/热水型溴化锂冷热水机组，内燃机发电机组和烟气/热水型溴化锂冷热水机组间有缸套热水循环回路；或者发电机组可以采用燃料电池，气体燃料通过高温燃料电池输出直流电力，直流电通过逆变器将转换为交流电，再输送给变配电系统。

进一步，一级低温烟气换热器排出的余热通过三通阀提供给二级低温烟气换热器或经烟气排放管路排出。

此外，蒸发器两侧的载热剂回路上分别设置有三通阀，分别与空调回水管路或空调冷水管路连接。

再有，在采暖热水回路与采暖热水通路间还连接有凉水塔，采暖热水通路中的热水可以在通过凉水塔后经采暖热水回路返回冷凝器。

优选的，所述一级低温烟气换热器、二级低温烟气换热器采用热管式换热器、板式换热器等高效传热换热器。

本发明通过溴化锂冷热水机组后的余热排气管道通过一级低温烟气换热器制取生活热水后，进一步降温的低温气体通过二级低温烟气换热器，将烟气热量传递给载热剂回路中的水，烟气被吸收热量后进一步降温而后被排放。载热剂回路中的水吸收二级低温烟气换热器中的烟气热量后，将热量通过蒸发器传递给制冷剂，再通过载热剂回路循环。制冷剂回路中的制冷剂吸热蒸发后，通过制冷剂回路中的压缩机，通过冷凝器放热，所放热量被采暖回路热水吸收，将热量供给用户。

本发明通过二级换热器回收烟气的显热及大部分冷凝热，将烟气排放，从而收集的热量通过载热剂回路传递给制冷剂回路，供给采暖热水。本发明的技术方案解决了冷热电三联供系统排放低温气体的再利用问题，大幅度提高了三联供系统的能源利用率。

附图说明

图1是现有技术公开的分布式天然气冷热电三联系统的示意图；

图2是本发明冷热电三联供系统发电机组为燃气轮机发电机组的示意图；