[发明专利]一种热动力冷水装置及热动力冷水装置控制方法

说明书

本发明公开了一种热动力冷水装置及热动力冷水装置控制方法，其特征在于，包括热动力发电机组和冷水机组，热动力发电机组包括发动机和发电机，其中二者传动轴相连；冷水机组包括电动机、压缩机和与压缩机吸气管连接的蒸发器，以及与压缩机排气管连接的冷凝器，用于制冷水；发电机、发动机、压缩机和电动机依次直接串联连接，其中压缩机的传动轴与电动机的传动轴连接；发动机和压缩机的两端均具有向外伸出的传动轴，发动机的传动轴和压缩机的传动轴通过连轴装置相连。该热动力冷水装置及控制方法能采用电力和燃料，实现电力和燃料的优势互补，而且有多种运行模式，能源利用效率高，具备显著的经济效益和社会效益。

技术领域

本发明涉及燃气发电和制冷领域，尤其涉及一种热动力冷水装置及热动力冷水装置控制方法。

背景技术

随着天然气在城市的广泛使用，目前很多地区出现冷-热-电联产的能源站，可以提供制冷、供热（采暖和供热水）以及电力供应，其采用内燃发动机或燃气轮机驱动发电机单元发电，发电排出的高温尾气和热水供给吸收式冷水机组来制冷。

对于以夏季集中供冷为主的能源站，其冷负荷远大于供热负荷，必须用所发电再来驱动冷水机组，承担大部分制冷负荷，而吸收式冷水机组仅提供辅助供冷。这种制冷运行模式，燃气热能先转化为机械能，再转化为电能，最后再由电能转化为压缩机的机械能，能源重复转换，效率低，而且系统复杂，占地面积大，只适合大型系统。

此外：

公开号为 102563970A的中国专利（申请号为201210042712.0）公开了一种交流电、燃气机并联双驱动冷水装置，该方案中，电机单元、燃气机采用皮带轮并联方式，结构复杂，采用皮带轮机械传动效率低，而且也无发电功能；此外制冷时，燃气机排出的高品位烟气热能没有利用，不能转化成冷源，燃气制冷效率低。

公开号为106969529A的中国专利中（申请号为201710356192.3），天然气高效制冷装置采用单一的燃气轮机直接驱动压缩机，制冷时，燃气机排出的高品位烟气热能通过吸收式制冷模块回收制冷，燃气制冷效率较高，但是压缩机没有电机单元驱动，只能采用燃气制冷，功能单一，适用范围有限。而且在实际使用工程中，燃气轮机的输出功率较大，往往会采用能产生较大制冷量的离心压缩机，叶轮转速高达一万多转，且内部结构配合精密，因而对压缩机输入传动轴的平稳性，即轴向震动和径向震动要求较高。而燃气轮机运行中可能会出现喘震现象，直接用燃气动力驱动压缩机将影响压缩机安全运行，反之离心压缩机在低负荷下也会经常出现喘震，反过来也会影响燃气轮机的安全运行。

公开号为105276856A的中国专利公开了一种燃气冷水空气调节机（申请号为201510254890.3），其采用发动机驱动压缩机，同时驱动发电机，无电机驱动压缩机功能，结构为皮带传动，功能较单一，结构复杂。

公开号为 1776328的中国专利公开了一种混合动力燃气冷水空调及操作方法（申请号为200510122835.5），该方案中，也采用电动机和发动机联合驱动压缩机，并提到了混合动力装置采用串联方式和并联方式，该技术方案所谓的串联方式，是采用的一种电气和控制逻辑上的串联，即先用发动机发电，再用电机驱动压缩机，发动机和压缩机并无直接的机械连接；而其中并联方式指：发动机可独立带动压缩机，电动机也能独立带动压缩机，然后又可联合驱动压缩机。因此发动机与电动机，电动机与压缩机之间，分别有独立的机械连接结构，然后再在一起并联，结构复杂，所以说明书里也提到：“并联式混合动力结构复杂，该发明不采用”。

公开号为1862947的中国专利公开了一种基于恒转速的燃气冷水独立供能系统（申请号为200610014290.0），该系统中，发动机可以同时驱动压缩机和发电机，根据附图，其结构也为直连方式，但是发动机设置在压缩机与发电机之间，压缩机只能采用发动机驱动，不能采用电机驱动，功能单一。

因此，有必要设计一种热动力冷水装置及热动力冷水装置控制方法。

发明内容