[发明专利]热电联供(CHP)系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种热电联供(CHP)系统。这样的系统在现有技术中是公知的，并且将发动机或涡轮与用于产生电力的发电机和用于产生加热流体、尤其是例如工业或家庭用的水的热交换器结合。这样的水例如可用于空间加热，用于自来水或用于产生例如在工业过程中使用的工业热量。

背景技术

热电联供系统已知包括由例如诸如铝或铝合金的轻金属铸造或模制制成的热交换器，例如在EP1752647中公开的，该热交换器具有与斯特林电动机结合的集中加热系统的标准热交换器。热交换器由铝铸造而成并且具有充满热交换表面增加元件的气体流动管。热交换器布置成，使得流过气体流动管的气体的主要流动方向主要是垂直的。来自斯特林电动机的废气通过热交换器的中空型芯供给并且然后流出到气体管中，通过气体管向下并且通过排气口流出。

在可替换的CHP系统中，使用标准的、整体的铝铸热交换器，例如由比利时的贝卡特BvbA(Bekaert BvbA)提供的热交换器，该热交换器位于水平位置。CHP的电动机或涡轮的排气管连接到热交换器的进口空间，从而来自电动机或涡轮的烟气实质上水平地流过热交换器的烟气管道，与流过热交换器的水管的水交换热量。

在这些CHP系统中，由于来自涡轮或发动机的废气中携带的污染物，热交换器会产生问题。这些污染物可以是固体颗粒，诸如炭黑而且还可以是流体，诸如油。这样的污染物在热交换器内部被卡住，尤其是在烟道或管道中，导致例如降低了热交换器的效率，增加了通过排气口的小颗粒的排放和例如过滤器和催化剂的污染物。这些公知的热交换器不能完全地清洁，这意味着热交换器相对有规律地更换，这样非常昂贵并且耗时间。此外，这降低了由CHP争取的环境优势。

US5473884公开了一种CHP系统，其中来自小型燃气轮机的气体通过气体燃烧器供给到气体通道并且通过用于热交换的水槽延伸的两排的并联管。这些管将由不锈钢制成并且实质上水平地延伸。由于直管由不锈钢制成，小颗粒和例如油的污染物在铸铝热交换器中可能是较小的问题，但这样的热交换器不允许在没有不得不拆除大部分热交换器的情况下以容易的方式清洁。此外，这样的CHP并且尤其是热交换器的结构是非常贵的，由于尤其是使用的金属，并且将全部管与其它部件焊接在一起，不透水和气密的需要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可替换的CHP系统。本发明的目的还在于提供一种CHP系统，该系统避免或缓解了如在这里和以上的本说明书的介绍中讨论的公知的CHP系统的至少一个或一些问题。本发明进一步或可替换地目的在于提供一种CHP系统，该系统非常可靠并且有效，便于维持和/或比根据现有技术的系统较少地有污染物倾向。

根据本发明的CHP系统可以获得上述目的和其它优点中的至少一个。

在第一方面中，本发明的CHP系统的特征在于，包括发动机或涡轮、发电机和热交换器，其中热交换器具有与发动机或涡轮的排气部流体连通的至少一个烟道以及至少一个流体管道。热交换器布置为用于在流过至少一个烟道的烟气与流过所述至少一个流体管道的流体之间进行热交换。根据本发明的该方面，至少一个烟道至少由挤压形成。

在优选实施例中，CHP的热交换器具有热交换器主体，该主体包括所述至少一个烟道或至少该烟道的主要部分，并且优选地还包括所述至少一个流体管道，或至少该流体管道的主要部分，其中，该主体实质上由挤压和/或通过对挤压制成的部分进行组装而制成，其中所述至少一个烟道具有平行于主体的挤出方向或主体的挤压部分的主要流动方向。

在另一方面中，热交换器可以使用诸如铝或铝合金的轻金属或轻金属合金制成。轻金属被认为是具有密度小于大约4500kg/m³的非铁金属。优选的金属是挤压等级的铝或铝合金。

在另一方面中，CHP的热交换器可以包括主体和端部元件，其中主体包括一系列烟道部段，这些烟道部段彼此平行延伸并且例如通过除去这样的部段之间的壁的一部分和/或在端部元件中或由端部元件形成的管道部分，而在端部元件处、中或靠近端部元件连接。优选地，类似的，水管或每个水管由在端部元件中或处或靠近端部元件连接的一系列平行管道部段在主体中部分地形成。主体可以由一个挤压元件或一系列相互连接的挤压元件制成。

在另一方面中，CHP的热交换器可以制成为，使得至少一个烟道由壁的烟道限定出，这些壁具有小于约25Ra、优选地小于12.5Ra、更优选地小于6Ra、甚至更优选小于2Ra的表面粗糙度。粗糙度可以是1Ra或更低，例如是0.8Ra或更低。通过使用挤压用于形成所述具有壁的管道，在不需要附加的机加工的情况下，可获得这样的表面粗糙度。