[发明专利]可实现冬夏一机两用的分布式能源系统

说明书

技术领域

本发明属于能源利用领域，具体涉及一种以天然气为驱动并可实现冬夏一机两用的分布式能源系统。

背景技术

燃气机热泵可高效利用天然气，降低环境污染，有效平衡冬、夏季燃气季节负荷差，削减夏季电力负荷高峰，实现优质能源的高效利用，主要得益于对燃气发动机余热的充分利用，因此分析如何合理回收利用燃气发动机的余热对提高燃气机热泵的一次能源利用率有着十分重要的意义。

燃气发动机余热主要由缸套冷却水余热、烟气余热及发动机对周围环境的辐射余热三部分组成，中可回收的余热包括缸套冷却水余热和部分烟气余热。燃气发动机冷却水温度影响发动机的冷却效率、高温零件热负荷、发动机的热量分配和能量利用。燃气发动机在冷却水温低于65℃下运行为过冷运行，过冷运转将导致燃料燃烧过程的恶化和缸套的磨损加剧。燃气发动机在冷却水温高于95℃下运行为过热运行，此时发动机工作温度过高，也会带来一系列的危害。

发明内容

本发明提供一种可实现冬夏一机两用的分布式能源系统，可充分利用燃气机热泵的发动机烟气余热，夏季利用烟气余热驱动溴化锂制冷机组承担部分空调冷负荷；冬季提高低温工况下机组用户侧的供水温度，实现燃气机热泵在冬季低温工况下的高效运行。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案为提供一种可实现冬夏一机两用的分布式能源系统，该系统包括燃气机热泵机组、发动机烟气余热回收器、闭式贮水箱、盘管换热器、开式定压膨胀水箱、烟气余热型溴化锂吸收式制冷机组、电动三通阀及冷却塔；

燃气机热泵机组的冷/热能输出端与用户空调终端直接连接为用户夏天供冷冬天供热；

夏天使用时：

燃气机热泵机组的冷却水出口通过电动三通阀与冷却塔入口连接以放散其热量；

燃气机热泵机组的高温烟气余热出口与烟气余热型溴化锂吸收式制冷机组入口连接，烟气余热型溴化锂吸收式制冷机组的出口与用户空调终端连接为用户夏天供冷；

冬天使用时：

燃气机热泵机组的高温烟气余热出口还与发动机烟气余热回收器的入口连接，发动机烟气余热回收器的出口与带有盘管换热器的闭式贮水箱入口连接，闭式贮水箱的出口与发动机烟气余热回收器的入口连接从而形成加热循环为用户冬季供暖及提供生活用水；

燃气机热泵机组的冷却水出口通过电动三通阀旁路连接至带有盘管换热器的闭式贮水箱，闭式贮水箱的出水口连接回燃气机热泵机组以提高冬季燃气机热泵机组的供水温度。

所述的燃气机热泵机组内含发动机及压缩机。

本发明的具有如下的有益效果：

(1)合理充分利用燃气发动机余热可以显著提高燃气机热泵的性能。

(2)对燃气机热泵系统的推广和改进具有实践性指导价值。

(3)实现热回收装置的高效结合，进一步提高一次能源利用率，相对于燃气锅炉，一次能源利用率可提高70％以上。

(4)在相同燃气消耗量下，燃气机热泵的供热量约为燃气锅炉的1.8倍。

附图说明

图1为发明系统原理图。

图中：1、燃气机热泵机组；2、机组燃气发动机部分；3、机组压缩机部分；4、发动机烟气余热回收器；5、闭式贮水箱；6、盘管换热器；7、开式定压膨胀水箱；8、烟气余热型溴化锂吸收式制冷机组；9、过滤器；10、循环水泵；11、止回阀；12、蝶阀；13、补水箱；14、软水器；15、电动三通阀；16、冷却塔。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本发明做进一步的说明。

如图1所示为本发明系统原理图。

燃气机热泵机为冬夏两用，热泵主机的冷(热)水供回水管路实际是冬夏合用一套管路。而发动机烟气余热回收器4在冬夏两季均只能产生热水，因此本方案将热泵主机的冷(热)水供回水管路和发动机烟气余热回收器4的供回水管路分成两路系统，二者并不混合，发动机烟气余热回收器4仅用于供冬季供暖。夏季燃气机产生高温烟气将通过烟气余热型溴化锂机组8制取空调或工艺用冷水。

考虑到夏季空调系统以供冷为主，热量相对富裕较多，因此燃气机热泵的燃气发动机冷却热量全年不回收，其发动机冷却水管路并入燃气机热泵冷凝器的冷却水系统。夏季制冷循环时发动机冷却余热随冷却塔16排至室外大气环境，冬季制热循环时则作为室外环境温度过低时热泵制热的辅助热源。