[实用新型]一种热机驱动VM循环热泵的分布式能源系统

说明书

技术领域

本实用新型属于分布式能源系统领域，尤其是一种耦合了VM循环热泵的分布式能源系统。

背景技术

分布式能源系统具有节约输变电成本、供电可靠性高、良好的环保性和实现能量的梯级利用等特点，有利于节约资源和保护环境。现有分布式能源系统多以中小型燃气轮机发电，然后组合余热锅炉和吸收式机组作为供冷和采暖设备，一般容量较大，适合作为小区或大型公共建筑。但是对于农村家庭用户或城市别墅型分散用户，由于所需要的电力、冷或热的需求相对较小，不适合采用中小型燃气轮机和吸收式机组。

对于这些小型用户，采用微型燃气轮机或内燃机和VM循环热泵十分合适。微型燃气轮机一般功率为几十到几百千瓦，内燃机功率范围也很广泛，相应的VM循环热泵容量也在几十到百千瓦量级。两者联合，足够供应面积在1000平米以下的单个用户。先进微型燃气轮机具有多台集成扩容、多燃料、低燃料消耗率、低噪音、低排放、低振动、低维修率、可遥控和诊断等一系列技术特征。内燃机具有热能利用率高，功率范围广，适应性能好，结构紧凑，重量轻，体积小，燃料和水的消耗量也少，使用操作方便，起动快等特点。VM循环热泵也具有密封要求低、磨损小、振动小、噪音低、寿命长的优点，这些优点可以使系统的运行可靠。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种小容量的分布式能源系统，旨在节约资源、保护环境。探索分布式能源系统在实际应用中的各种可能途径。

本实用新型是这样实现的，由热机、VM循环热泵、发电机、风机盘管系统、空冷换热器、烟气换热器、水箱、烟气净化装置、四通阀、阀门、水泵组成整个分布式能源系统。所述VM循环热泵包括热腔(1)、室温腔(2)、冷腔(3)、热回热器(4)、冷回热器(5)、热腔换热器(6)、室温腔换热器(7)、冷腔换热器(8)、热推移活塞(9)、冷推移活塞(10)、曲柄连杆机构(11)。

进一步的，热机连接发电机，驱动发电机发电；热机排烟管路并联连接VM循环热泵的热腔入口和烟气换热器入口，VM循环热泵的热腔出口经管路也连接烟气换热器入口，烟气换热器出口经管路连接烟气净化装置入口，烟气净化装置出口通过管路与大气连通，这样形成排烟气通路；管路依次连接VM循环热泵的室温腔换热器、烟气换热器、水箱，形成加热水通路，实现供应生活热水；四通阀A四个接口分别连接VM循环热泵的室温腔换热器出口、VM循环热泵的冷腔换热器出口、空气换热器的入口、风机盘管系统入口，四通阀B四个接口分别连接VM循环热泵的室温腔换热器入口、VM循环热泵换热器的冷腔入口、空气换热器的出口、风机盘管系统出口，形成循环水回路，实现冬季供暖、夏季供冷。

进一步的，该系统设有两个四通阀调节循环水回路连接方式，包括与VM循环热泵室温腔换热的循环水回路、与VM循环热泵冷腔换热的循环水回路、与风机盘管系统换热的循环水回路、与空冷换热器换热的循环水回路；

所述的与VM循环热泵室温腔换热的循环水回路，包括经管路依次连接的四通阀B(19)的B2接口、VM循环热泵室温腔换热器(7)、阀门(25)、四通阀A(18)的A1接口；

所述的与VM循环热泵冷腔换热的循环水回路，包括经管路依次连接的四通阀B(19)的B3接口、VM循环热泵的冷腔换热器(8)、阀门(26)、四通阀A(18)的A2接口；

所述的与风机盘管系统换热的循环水回路，包括经管路依次连接的四通阀A(18)的A4接口、风机盘管系统(16)、水泵(20)、四通阀B(19)的B1接口；

所述的与空冷换热器换热的循环水回路，包括经管路依次连接的四通阀A(18)的A3接口、空冷换热器(17)、水泵(21)、四通阀B(19)的B4接口。

进一步的，该热机可以采用微型燃气轮机或内燃机；VM循环热泵冬季时采用供暖工况，夏季时采用供冷工况，是供冷或供暖部件。根据实际的的需求可以采用一台或多台VM循环热泵实现不同的供暖量或供冷量。

本实用新型提供的分布式能源系统主要优点如下：

1、节约资源，燃料进入热机中驱动发电机发电，排出的烟气进一步被VM循环热泵利用，然后再与水进行换热，实现能量的梯级利用。

2、环保性高，燃气轮机或内燃机具有低排放的特点，可以减少排气量，同时设有烟气净化装置，降低对于环境的污染。VM循环热泵工质为氦气、氮气等，不会对环境产生污染和破坏。选择自然工质水作为循环水回路的换热工质，不会影响周围环境。