專利名稱：一種燃氣內燃機熱電冷聯供系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于能源技術應用領域，特別涉及一種燃氣內燃機熱電冷聯供系統(tǒng)。
技術背景目前，燃氣內燃機熱電聯供系統(tǒng)，多采用將燃氣內燃機輸出的機械能與發(fā)電 機連接，由發(fā)電機供電。冬季燃氣內燃機的煙氣直接輸入余熱鍋爐，用來加熱余熱鍋爐給水， 一般余熱鍋爐的排煙溫度較高，在15(TC左右，夏季余熱直接排放 到環(huán)境中。因此傳統(tǒng)熱電聯供系統(tǒng)的缺點是，冬季能量不能得到充分利用，夏季 熱能無法利用，還造成一定的環(huán)境污染，而且傳統(tǒng)的熱電聯供系統(tǒng)往往存在著熱 電比例與用戶需求不匹配的問題。 發(fā)明內容為了解決現有技術中的不足，本發(fā)明特別提供一種燃氣內燃機熱電冷聯供系統(tǒng)。本發(fā)明的技術方案如下一種燃氣內燃機熱電冷聯供系統(tǒng)，它是由燃氣內燃機、發(fā)電機、煙氣熱水型 吸收式熱泵裝置、冷凝換熱器、高溫水換熱器、低溫水換熱器、補充冷熱源裝置 及散熱器組成。所述燃氣內燃機與發(fā)電機連接并輸出機械能驅使發(fā)電機發(fā)電。其 結構特點是燃氣內燃機的煙氣出口分別與煙氣熱水型吸收式熱泵裝置的高位發(fā) 生器、冷凝換熱器的煙氣進口、出口相接。煙氣熱水型吸收式熱泵裝置的煙氣出 口與冷凝換熱器的煙氣入口相接?？照{回水回路和冷凝換熱器的水路出口均與煙 氣熱水型吸收式熱泵裝置的蒸發(fā)器水路進口相接。煙氣熱水型吸收式熱泵裝置的 蒸發(fā)器水路出口分別與冷凝換熱器的水路進口和空調供水回路相接。燃氣內燃機的高溫水出PJ通過三通閥分別與煙氣熱水型吸收式熱泵裝置的低位發(fā)生器入口 和高溫水換熱器的高溫側水路入口相接。煙氣熱水型吸收式熱泵裝置低位發(fā)生器 出口和高溫水換熱器高溫側的水路出口均與燃氣內燃機高溫水水路進口相接。燃 氣內燃機的低溫水水路進、出口分別與低溫水換熱器高溫側的水路出、入口相接。 空調回水回路分別與高、低溫水換熱器低溫側水路進口和煙氣熱水型吸收式熱泵 裝置的冷凝器的水路進口相接。高、低溫水換熱器低溫側水路出口和煙氣熱水型 吸收式熱泵裝置的冷凝器的水路出口均與空調供水回路相接。散熱器的水路出口 與空調回水回路相接。散熱器的水路進口與空調供水回路相接。補充冷熱源裝置 的水路出、入口分別與空調供、回水管路相接。供熱工況時，閥門vl、 v3、 v4、 v5、 v15、 vl6開啟，所述燃氣內燃機的煙 氣通過煙氣熱水型吸收式熱泵裝置的高位發(fā)生器進入所設冷凝換熱器的煙氣入 口，并通過冷凝換熱器的煙氣出口排出。閥門v2開啟，燃氣內燃機的煙氣還可 以直接旁通到冷凝換熱器的煙氣入口以調節(jié)冷凝熱量。冷凝換熱器的水路出口與 煙氣熱水型吸收式熱泵裝置的蒸發(fā)器水路進口連通。煙氣熱水型吸收式熱泵裝置 的蒸發(fā)器水路出口與冷凝換熱器的水路進口連通。冷凝換熱器的冷凝熱量作為煙 氣熱水型吸收式熱泵的低位熱源。燃氣內燃機高、低溫水路經過高、低溫換熱器 換熱后，與煙氣熱水型吸收式熱泵裝置的冷凝器的水路并聯，共同為空調系統(tǒng)提 供熱量。補充熱源裝置的水路出、入口分別與空調供、回水管路相接，當熱負荷 不能滿足用戶需求時，閥門v6、閥門v7開啟，采用補充熱源裝置作為補充。當 煙氣熱水型吸收式熱泵出現故障時，閥門v2和vl4同時開啟，將煙氣直接排出。制冷工況時，閥門v8、 v9、 v10、 vll、 v12、 vl3開啟，所述燃氣內燃機的 煙氣進入煙氣熱水型吸收式熱泵裝置的高位發(fā)生器入口 ，并通過煙氣熱水型吸收 式熱泵裝置的煙氣出口排出。燃氣內燃機的高溫水通過三通閥進入煙氣熱水型吸 收式熱泵裝置的低位發(fā)生器，為煙氣熱水型吸收式熱泵裝置提供熱水。燃氣內燃 機低溫水水路經過低溫水換熱器后，與煙氣熱水型吸收式熱泵裝置的冷凝器的水路并聯均通過散熱器散熱到環(huán)境冷源中?？照{回水與煙氣熱水型吸收式熱泵裝置 的蒸發(fā)器水路進口連通，煙氣熱水型吸收式熱泵裝置的蒸發(fā)器水路出口與空調供 水管路連通，即煙氣熱水型吸收式熱泵裝置的蒸發(fā)器為空調系統(tǒng)提供冷量。補充 冷源裝置的水路出、入口分別與空調供、回水管路相接，當系統(tǒng)的制冷能力不能滿足用戶需求時，閥門v6、閥門v7開啟，采用補充冷源裝置作為補充。本發(fā)明采用的上述連接形式所做成的熱電冷聯供系統(tǒng)，供熱工況下可有效地 利用溫度較高的排煙作為煙氣熱水型吸收式熱泵裝置發(fā)生器的高溫熱源，利用冷 凝換熱器的熱量作為煙氣熱水型吸收式熱泵裝置蒸發(fā)器的低位熱源，實現了能源 的梯級利用，降低了排煙溫度，回收了煙氣潛熱，提高了系統(tǒng)的綜合效率，同時 減少了污染物排放量。且在不增加任何設備的同時實現了系統(tǒng)的供冷功能。同時， 補充的冷熱源裝置解決了熱電比例與用戶需求不匹配的問題。


圖1為本發(fā)明的全工況流程連接示意圖。圖中標號l一燃氣內燃機，2 —發(fā)電機，3 —煙氣熱水型煙氣熱水型吸收式 熱泵裝置，4一冷凝換熱器，5—補充冷熱源裝置，6 —散熱器，7 —高溫水換熱器， 8—低溫水換熱器，v0 —三通閥v0， vl —閥門vl， v2—閥門v2， v3 —閥門v3， v4—閥門v4， v5 —閥門v5， v6—閥門v6， v7 —閥門v7， v8 —閥門v8， v9—閥門 v9， vl0—閥門v10， vll —閥門vll， v12 —閥門v12, vl3—閥門v13， vl4—閥 門vl4， vl5—閥門v15， v16—閥門vl6， la—燃氣內燃機高溫水水路，lb—燃氣 內燃機低溫水水路，7a—高溫水換熱器高溫側水路，7b—高溫水換熱器低溫側 水路，8a—低溫水換熱器高溫側水路，8b—低溫水換熱器低溫側水路，a—空調 回水回路，b—空調供水回路。
具體實施方式
參看附圖l， 一種燃氣內燃機熱電冷聯供系統(tǒng)，它是由燃氣內燃機l、發(fā)電 機2、煙氣熱水型吸收式熱泵裝置3、冷凝換熱器4、補充冷熱源裝置5、散熱器6、高溫水換熱器7及低溫水換熱器8組成。所述燃氣內燃機1與發(fā)電機2連接 并輸出機械能驅使發(fā)電機發(fā)電，這與現有技術相同。所不同的是，燃氣內燃機l 排出50(TC的煙氣進入煙氣熱水型吸收式熱泵裝置3的高位發(fā)生器，從煙氣熱水 型吸收式熱泵裝置3排出或進入冷凝換熱器4通過冷凝換熱器4的煙氣出口排出， 排氣溫度約為3(TC。且燃氣內燃機1的煙氣可以通過調節(jié)閥門V2，旁通到冷凝 換熱器4的入口以調節(jié)冷凝熱量?？照{回水回路a和冷凝換熱器4的水路出口均 與煙氣熱水型吸收式熱泵裝置3的蒸發(fā)器水路進口相接。煙氣熱水型吸收式熱泵 裝置3的蒸發(fā)器水路出口分別與冷凝換熱器4的水路進口和空調供水回路b相接。 燃氣內燃機的高溫水出口通過三通閥分別與煙氣熱水型吸收式熱泵裝置3的 低位發(fā)生器入口和高溫水換熱器7的高溫側水路入口相接。煙氣熱水型吸收式熱 泵裝置3低位發(fā)生器出口和高溫水換熱器7高溫側的水路出口均與燃氣內燃機高 溫水水路進口相接。燃氣內燃機l的低溫水水路進口、低溫水水路出口分別與低 溫水換熱器8高溫側的水路出口、入口相接?？照{回水回路a分別與高溫水換熱 器7的低溫側水路進口、低溫水換熱器8低溫側水路進口和煙氣熱水型吸收式熱 泵裝置3的冷凝器的水路進口相接。高溫水換熱器7的低溫側水路出口 、低溫水換熱器8的低溫側水路出口和煙 氣熱水型吸收式熱泵裝置3的冷凝器的水路出口均與空調供水回路b相接。散熱 器6的水路出口與空調回水回路a相接。散熱器6的水路進口與空調供水回路b 相接。補充冷熱源裝置5的水路出口、水路入口分別與空調供水管路b、回水管 路a相接。在制冷工況使用時，閥門v8、 v9、 v10、 vll、 v12、 vl3開啟，燃氣在燃氣 內燃機1中燃燒做功，燃氣內燃機1的煙氣進入煙氣熱水型吸收式熱泵裝置3的 高位發(fā)生器，并通過煙氣熱水型吸收式熱泵裝置3的煙氣出口排出。燃氣內燃機 1的高溫水通過三通閥v0進入煙氣熱水型吸收式熱泵裝置3的低位發(fā)生器，為煙 氣熱水型吸收式熱泵裝置3提供熱量。若熱量過剩時，調節(jié)三通閥vO將高溫水調節(jié)到高溫水換熱器7側換熱后，散熱到環(huán)境冷源中。燃氣內燃機l的低溫水經過低溫水換熱器8換熱后，和煙氣熱水型吸收式熱泵裝置3的冷凝器的熱量均通 過散熱器6散熱到環(huán)境冷源中。空調供、回水分別與煙氣熱水型吸收式熱泵裝置 3的蒸發(fā)器出、入口相接，煙氣熱水型吸收式熱泵裝置3的蒸發(fā)器為空調系統(tǒng)提 供冷量。當系統(tǒng)的制冷能力不能滿足用戶需求時，閥門v6、閥門v7開啟，采用 補充冷源裝置5作為補充。在供熱工況使用時，閥門vl、 v3、 v4、 v5、 v15、 vl6開啟，燃氣在燃氣內 燃機1中燃燒做功，燃氣內燃機1的排煙依次通過煙氣熱水型吸收式熱泵裝置3 的發(fā)生器和冷凝換熱器4。冷凝換熱器4的熱量作為煙氣熱水型吸收式熱泵裝置 3蒸發(fā)器的低位熱源。閥門v2開啟，燃氣內燃機1的煙氣還可以直接旁通到冷凝 換熱器4的煙氣入口以調節(jié)冷凝熱量。燃氣內燃機l的高、低溫水熱量經過高、 低溫水換熱器7、 8換熱后和煙氣熱水型吸收式熱泵裝置3的冷凝器熱量共同為 空調系統(tǒng)提供熱水，當熱負荷不能滿足用戶需求時，閥門v6、閥門v7開啟，采 用補充熱源裝置5作為補充。當煙氣熱水型吸收式熱泵3出現故障時，閥門v2和閥門vl4同時開啟，將 煙氣直接排出。
權利要求
1、一種燃氣內燃機熱電冷聯供系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)由燃氣內燃機(1)、發(fā)電機(2)、煙氣熱水型吸收式熱泵裝置(3)、冷凝換熱器(4)、補充冷熱源裝置(5)、散熱器(6)、高溫水換熱器(7)及低溫水換熱器(8)通過閥門和管路連接組成；所述燃氣內燃機(1)與發(fā)電機(2)連接，燃氣內燃機(1)的煙氣口分別與煙氣熱水型吸收式熱泵裝置(3)的高位發(fā)生器和冷凝換熱器(4)的煙氣入口、煙氣出口相接，煙氣熱水型吸收式熱泵裝置(3)的煙氣出口與冷凝換熱器(4)的煙氣入口相接；燃氣內燃機(1)的高溫水水路(1a)出口通過三通閥(v0)分別與煙氣熱水型吸收式熱泵裝置(3)的低位發(fā)生器入口和高溫水換熱器(7)的高溫側水路(7a)入口相接，燃氣內燃機(1)的低溫水水路(1b)的進、出口分別與低溫水換熱器(8)高溫側水路(8a)的出、入口相接；其中空調回水回路(a)和冷凝換熱器(4)的水路出口與煙氣熱水型吸收式熱泵裝置(3)的蒸發(fā)器水路進口相接，煙氣熱水型吸收式熱泵裝置(3)的蒸發(fā)器水路出口分別與冷凝換熱器(4)的水路進口和空調供水回路(b)相接；空調回水回路(a)分別與高溫水換熱器(7)的低溫側水路(7b)的進口、低溫水換熱器(8)的低溫側水路(8b)的進口和煙氣熱水型吸收式熱泵裝置(3)的冷凝器的水路進口相接；煙氣熱水型吸收式熱泵裝置(3)低位發(fā)生器出口和高溫水換熱器(7)高溫側的水路(7a)出口均與燃氣內燃機(1)高溫水水路(1a)進口相接；散熱器(6)的水路出口與空調回水回路(a)相接，散熱器(6)的水路進口與空調供水回路(b)相接；高溫水換熱器(7)低溫側水路(7b)的出口、低溫水換熱器(8)的低溫側水路(8b)的出口和煙氣熱水型吸收式熱泵裝置(3)的冷凝器的水路出口均與空調供水回路(b)相接。
2、 根據權利要求1所述的一種燃氣內燃機熱電冷聯供系統(tǒng)，其特征在于所述燃氣內燃機(1)的煙氣口和冷凝換熱器(4)的煙氣入口、煙氣出口相接的 管路上有一個閥門(V2)，開通該閥門(V2)可利用燃氣內燃機(1)的煙氣調節(jié) 冷凝換熱器(4)的熱量，實現系統(tǒng)的熱量平衡。
3、 根據權利要求1所述的一種燃氣內燃機熱電冷聯供系統(tǒng)，其特征在于 燃氣內燃機(1)的高溫水通過三通閥(v0)進入煙氣熱水型吸收式熱泵裝置(3) 的低位發(fā)生器，為煙氣熱水型吸收式熱泵裝置(3)提供熱量，熱量過剩時，可 通過調節(jié)三通閥(v0)將熱量調節(jié)到高溫水換熱器(7)側換熱后，通過散熱器(6)散熱到環(huán)境冷源中，實現系統(tǒng)的熱量平衡。
4、 根據權利要求1所述的一種燃氣內燃機熱電冷聯供系統(tǒng)，其特征在于 補充冷熱源裝置(5)的水路出口、水路入口分別有閥門(V7)及闊門(V6)，并與 空調供水管路(b)、回水管路(a)相接，當熱負荷不能滿足用戶需求時，可采 用補充熱源裝置(5)作為補充，打開閥門(V6)、閥門(V7)，可以解決用戶的 負荷匹配問題。
全文摘要
本發(fā)明屬于能源技術應用領域，特別涉及一種燃氣內燃機熱電冷聯供系統(tǒng)。該系統(tǒng)由燃氣內燃機、發(fā)電機、煙氣熱水型吸收式熱泵裝置、冷凝換熱器、補充冷熱源裝置、散熱器、高溫水換熱器及低溫水換熱器通過閥門和管路連接組成。該系統(tǒng)供熱工況下可有效地利用溫度較高的排煙作為煙氣熱水型吸收式熱泵裝置發(fā)生器的高溫熱源，利用冷凝換熱器的熱量作為煙氣熱水型吸收式熱泵裝置蒸發(fā)器的低位熱源，降低了排煙溫度，回收了煙氣潛熱，提高了系統(tǒng)的綜合效率，實現了能源的梯級利用，同時減少了污染物排放量。且在不增加任何設備的同時實現了系統(tǒng)的供冷功能。同時，補充的冷熱源裝置解決了熱電比例與用戶需求不匹配的問題。
文檔編號F25B30/04GK101236034SQ20081010108
公開日2008年8月6日 申請日期2008年2月28日 優(yōu)先權日2008年2月28日
發(fā)明者林 付, 張世鋼, 楊巍巍, 億 江, 賴中練, 趙璽靈 申請人:清華大學