[发明专利]一种基于余热深度回收的冷热电三联供复合供能系统

说明书

技术领域

本发明属于能源利用相关技术领域，更具体地，涉及一种基于余热深度回收的冷热电三联供复合供能系统。

背景技术

冷热电三联供系统是指以天然气为主要燃料带动燃气发电设备运行，所产生的电力除了供应用户的电力需求之外，系统发电后排出的余热可通过余热回收利用设备向用户提供供热和供冷功能。通过这种方式，可明显提高整个系统的一次能源利用率，实现了能源的梯级利用；此外还能够提供并网电力作能源互补，整个系统的经济收益及效率均相应增加。

现有技术中已经提出了一些冷热电三联供方案。例如，CN20142064744.2中公开了一种耦合多种可再生能源的城市污水冷热电联供系统，其能够充分利用太阳能、风能和地热能，并按照需求端变化实现两种耦合模式，但该技术受制于太阳能和风能的条件，因此受到较大的局限。此外，CN201210142139.0公开了一种天然气基分布式能源系统与地源热泵耦合的复合系统，该系统可充分利用低温烟气并将其用作吸收式除湿，但该系统需要配置冰蓄冷装置和并网装置，并可能面临电力上网困难的问题。相应地，本领域亟需作出进一步的研究和改进，以便更好地发挥冷热电三联供自身的供能优势，并对余热实现更深层次的回收利用。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于余热深度回收的冷热电三联供复合供能系统，其中通过对整体系统的体系构造重新进行设计，特别是对多个关键组件如溴化锂吸收式热泵机组、磁悬浮热泵机组与高温烟气换热器、烟气冷凝换热器之间的相互连接及设置方式作出改进，相应与现有技术相比，能够在高效执行对建筑物的供暖/供冷/供电功能的同时实现余热深度回收，并具备结构紧凑、便于操控，适应性强等特点，因而尤其适用于夏热冬冷地区且具备供暖供冷需求的应用场合。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种基于余热深度回收的冷热电三联供复合供能系统，其特征在于，该冷热电三联供复合供能系统包括燃气轮机、发电机组、溴化钾吸收式热泵机组、磁悬浮热泵机组、高温烟气换热器和烟气冷凝换热器，其中：

所述燃气轮机利用来自城市天然气官网的天然气直接驱动发电机组，所获得的电能除了一部分提供用户作为基本用电负荷之外，其余部分用于所述磁悬浮热泵机组来执行制冷/制热功能，由此为用户提供冷水/热水；此外，该燃气轮机的烟气出口用于输出第一高温烟气，并被分为第一烟气管路和第二烟气管路继续输送，其中该第一烟气管路可控地连接至所述溴化钾吸收式热泵机组，并用于提供第二高温烟气来驱动此溴化钾吸收式热泵机组，由此执行制冷/制热功能且为用户提供冷水/热水；该第二烟气管路可控地连接至所述高温烟气换热器，并用于提供第三高温烟气对流经该高温烟气换热器的自来水执行加热；所述高温烟气换热器的烟气出口继续与所述烟气冷凝换热器的烟气入口保持相连，由此为该烟气冷凝换热器提供第一低温烟气；

所述溴化钾吸收式热泵机组的烟气出口分为第三烟气管路和第四烟气管路，其中该第三烟气管路可控地连接至所述烟气冷凝换热器的烟气入口，由此为该烟气冷凝换热器提供第二低温烟气；该第四烟气管路可控地连接至第一换热器并为其提供第三低温烟气，由此通过该第一换热器来提高所述磁悬浮热泵机组的地源侧进水温度；此外，所述第一换热器继续串联至第二换热器和第三换热器，并通过该第二换热器和第三换热器来共同提高所述磁悬浮热泵机组的地源侧出水温度；

所述烟气冷凝换热器用于输入自来水，并借助于来自所述第三烟气管路和所述高温烟气换热器的低温烟气共同执行首次加热，然后继续将温水输送至所述高温烟气换热器并借助于来自所述第二烟气管路的高温烟气执行二次加热，最后将热水提供给用户。

作为进一步优选地，所述溴化钾吸收式热泵机组的烟气出口所输出的低温烟气的温度被设定为170摄氏度左右。

作为进一步优选地，所述烟气冷凝换热器的余热烟气被排放至外界，并且其排烟温度被设定为80摄氏度左右。

作为进一步优选地，上述系统按照以电定热的原理来运行。

总体而言，按照本发明的以上技术方案与现有技术相比，主要具备下列优点：

1、本发明通过对整个供热系统的体系构造重新进行设计，燃气轮机的发电一部分可提供用户基本用电负荷，另一部分用于驱动磁悬浮热泵机组制热制冷，这样不仅减轻了电网负担，而且还能够在多个环节优先利用余热来供能，在不足时可由溴化钾吸收式热泵机组进行补充；相应地，可以显著增加了整个系统的热电比调节范围，提高了系统的使用灵活性，有助于充分利用谷价电来制冷制热，同时能够实现对整体系统余热的深度回收；