[发明专利]分布式能源与地下水源热泵耦合系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种分布式能源与水源热泵耦合系统，尤其是一种分布式能源与地下水源热泵耦合系统。

背景技术

近年来，为缓解全球气候变化对人类生存的影响，世界各国都将提高能源利用效率及促进清洁能源的发展上升为国家战略。分布式能源作为21世纪科学用能的最佳方式蓬勃兴起，已得到世界各国的广泛重视和应用。美国现在有6000多座区域能源站，日本区域能源站总装机容量达920万千瓦，其中50%以天然气作为燃料，英国区域能源站总装机容量已有500万千瓦，荷兰有40%的电力来自天然气冷热电三联供系统，丹麦分布式能源占其能源总量的一半。天然气在能源结构中占有越来越重要的位置，同时季节性缺电成为一种急需解决的能源供需矛盾，节能成为时代发展的主题之一。目前的建筑能耗80%属于低品位能量，但是为之提供能量的多采用电力和燃煤，“高质低用”，属于浪费。 

发明内容

为了更好的节约资源，充分利用能源，本发明提出一种分布式能源和地下水源热泵耦合系统，利用燃气机发电，再对带有热量的烟气废气进一步回收，从而实现对能源的梯级利用，提高能源利用率。

本发明的技术方案是：整个系统包括分布式能源子系统和地下水源热泵子系统，其中分布式能源子系统包括：燃气机、发电机、冷凝换热器、吸收式热泵；地下水源热泵子系统包括：地下水源热泵、汽水换热器、回水管道、地下水管道、废气排放管道、供热管道。天然气燃烧带动发电机，发电机发电做为地下水源热泵的电源；同时燃气机产生的烟气进入吸收式热泵，吸收式热泵制备出的热量为建筑物供热；吸收式热泵排放出的烟气尾气排放到冷凝换热器；冷凝换热器换热后排出的烟气进入到汽水换热器中，换热过后的废气通过废气排放管道排出；地下水管道将地下水引入汽水换热器，冷凝换热器换热后排出的烟气进入到汽水换热器中，汽水换热器将烟气中的热量置换到地下水中。

通常我国北方的污水源热泵系统，冬季地下水水温过低造成地下水温过低，导致地下水源热泵不能正常开机。而在上述系统中，冷凝换热器排放出烟气余热占的全部天然气燃烧产生热量的10%，本发明通过汽水换热器将这部分热量量置换到地下水源热泵系统的地下水中，能回收至少9%的余热，可以使地下水的温度提高2℃，同时地下水水温的提高能再次提高热泵效率6%左右。

由分布式能源和地下水源热泵的耦合，实现系统能量梯级充分利用，根据热泵的性能（能效比为4.0来考虑），燃气机发出的40%电力可以产生160%以上的热量或冷量，结合分布式能源系统的一次能源综合利用率40%以上，结合热泵技术的天然气分布式能源系统的一次能源综合利用率可达200%以上，比常规系统能源效率提高一倍以上。本系统还能使上网困难的电能得到充分利用，通过水源热泵供暖，可以使天然气分布式能源的效益进一步提升，促进行业的良性发展。

本发明的有益效果是：本系统实现了对天然气分布式能源系统烟气余热的充分利用，提高了系统整体效率。

附图说明

图1 为本发明的原理图。

图中 1.燃气机，2.发电机，3.冷凝换热器，4.吸收式热泵，5.地下水源热泵，6.汽水换热器，7.地下水管道，8.回水管道，9.供热管道，10.废气排放管道。

具体实施方式

在图中，天然气1燃烧带动发电机2，发电机2发电做为地下水源热泵5的电源；同时燃气机1产生的烟气进入吸收式热泵4，吸收式热泵4制备出的热量为建筑物供热；吸收式热泵4排放出的烟气尾气排放到冷凝换热器3；冷凝换热器3换热后排出的烟气进入到汽水换热器6中，换热过后的废气通过废气排放管道10排出；冷凝换热器3换热后排出的烟气进入到汽水换热器6，地下水管道7将地下水引入到汽水换热器6，汽水换热器6将烟气中的热量置换到地下水中。

 

本发明不局限与本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。