本專利申請的目標(biāo)是關(guān)于組合熱以及發(fā)電系統(tǒng)廢熱回收(即汽電共生電廠)的方法及裝置，其中并入的水源高溫?zé)岜美弥辽僖粋€汽電共生單元的廢熱源。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)使用熱泵通過使用廢熱回收來提高組合的熱及電力系統(tǒng)的加熱功率，該熱泵在許多設(shè)計中已加以采用。根據(jù)us2006037349專利，使用廢熱來改善熱泵式空調(diào)的加熱性能，或者防止熱泵式空調(diào)的室外熱交換器損壞。ep2299098中公開另一種解決方案，其包括空氣源式熱泵以利用汽電共生單元的廢熱源，其中類似于前述的方案，與水源熱泵潛力相比，所揭示方法的主要缺點是相當(dāng)?shù)偷臒嵝阅芟禂?shù)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明是關(guān)于組合熱及電力系統(tǒng)，其中使用至少一個并入水源高溫?zé)岜脤⒌蜏責(zé)崃繌闹辽僖粋€廢熱源提升到較高溫度的熱輸出，其可以由至少一個用于空間或處理過程加熱消耗器，優(yōu)選地在區(qū)域加熱的范圍內(nèi)加以使用。重要的是要注意到根據(jù)本發(fā)明的熱泵用于加熱及升高熱分配網(wǎng)絡(luò)的回流管線中傳熱介質(zhì)的溫度，其中當(dāng)在正常操作條件下操作時，熱分配網(wǎng)絡(luò)的前向管線中熱傳遞介質(zhì)的設(shè)計(即操作)溫度基本上高于60℃?？梢岳斫?，熱分配網(wǎng)絡(luò)的運作條件是在調(diào)試及預(yù)熱處理過程之后提供，其中至少在至少短時間內(nèi)成功地實現(xiàn)及維護(hù)熱分配網(wǎng)絡(luò)的基本設(shè)計溫度(即建立)，因此至少一個內(nèi)燃機(jī)被打開以及在連續(xù)運作中通過在燃燒處理過程中燃燒燃料來操作，以及至少一個熱泵被打開以及操作作為液-氣相變化熱循環(huán)處理過程(即，熱泵原理)及廢熱源利用。因而至少一個內(nèi)燃機(jī)及至少一個熱泵在分配網(wǎng)絡(luò)的范圍內(nèi)用于各別地提供第一及第二熱源，其中各別單元基本上操作于最小及最大額定值(即滿載)工作電源之間范圍內(nèi)，最好在正常額定功率下連續(xù)運作時產(chǎn)生最高功率。
現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的示范性實施例，即在熱分配網(wǎng)絡(luò)(即優(yōu)選地至少一個閉合回路加熱系統(tǒng))中具有并入水源高溫?zé)岜玫钠姽采姀S的示意圖。
附圖說明
圖1顯示出具有并入水源高溫?zé)岜?hp)的汽電共生電廠可選實施例的示意圖，其具有用于熱泵原理的操作的冷凝器及蒸發(fā)器單元，其中顯示出以及標(biāo)記以下項目：具有原動機(jī)的汽電共生單元(chp)，優(yōu)選地具有適配發(fā)電機(jī)(g)的內(nèi)燃機(jī)(ice)，包括管線網(wǎng)絡(luò)(p1-p19)，閥(v1-v3)及泵(pu1-pu4))的熱分配回路，其與具有熱交換器(he1-he3)，艙口(h1-h4)，風(fēng)扇(f1)，外部冷卻系統(tǒng)(ct1)，大氣環(huán)境溫度(o)及控制溫度傳感器(t1-t13)的熱消耗器交互連結(jié)。
具體實施方式
參考具有并入水源高溫?zé)岜?hp)的汽電共生單元(chp)的可選實施例，該系統(tǒng)包括以氣體燃料運作的內(nèi)燃機(jī)(ice)，優(yōu)選地為水冷式氣體發(fā)動機(jī)，氣體例如為天然氣，液化石油氣，填埋氣體，木材氣或沼氣。雖然內(nèi)燃機(jī)(ice)及發(fā)電機(jī)(g)用于發(fā)電及產(chǎn)生熱量，在供電時顯著的熱量由燃燒處理過程及其他子組件(即潤滑油，注入及排氣，以下稱為煙道氣體)內(nèi)的汽缸釋出，其中熱量由熱消耗器(hc)使用，而不是通過外部冷卻系統(tǒng)(ct1)消散到大氣環(huán)境(o)。重要的是要注意熱消耗器(hc)的主要熱源優(yōu)選地由內(nèi)燃機(jī)(ice)冷卻系統(tǒng)(即具有入口及出口孔徑的套管式熱交換器)表示，在此稱為流入及流出孔徑)，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)(ice)及熱泵(hp)被打開及供電時，優(yōu)選地為最佳效率或滿載狀態(tài)，多個廢熱源出現(xiàn)在汽電共生單元(chp)及加熱熱泵(hp)的范圍內(nèi)。
廢熱有效回收對于提供良好的燃料能量的總利用率至關(guān)重要，因此首先及最重要廢熱源由排氣系統(tǒng)中煙道氣體表示，其為排氣系統(tǒng)是內(nèi)燃機(jī)(ice)內(nèi)燃燒處理過程的產(chǎn)物。其次，至少有兩個額外的廢熱源以潤滑油冷卻系統(tǒng)，第一個由內(nèi)燃機(jī)(ice)潤滑油冷卻系統(tǒng)表示，第二個由熱泵(hp)潤滑油冷卻系統(tǒng)(即加裝壓縮機(jī)潤滑油冷卻系統(tǒng))表示。此外，存在少量的廢熱源，例如內(nèi)燃機(jī)(ice)的注入空氣冷卻系統(tǒng)，在某些情況下仍然對于良好的總廢熱源利用是重要的。
根據(jù)如圖1所示的可選實施例，內(nèi)燃機(jī)(ice)冷卻系統(tǒng)流入及流出孔徑可操作地聯(lián)接到到熱分配回路，該熱分配回路包括一個管線網(wǎng)絡(luò)(p1-p19)，其可操作地將在汽電共生電廠范圍內(nèi)具有熱源的熱消耗器(hc)與并入水源高溫?zé)岜?hp)相互連結(jié)。熱分配回路還包括主要傳熱介質(zhì)及包括控制單元(即控制電子裝置)的自動調(diào)節(jié)構(gòu)件，其用于主要傳熱介質(zhì)流量調(diào)節(jié)的閥(v1-v3)及泵(pu1-pu4)，其中熱源優(yōu)選地通過閉合熱分配回路中主要傳熱介質(zhì)循環(huán)的原理傳遞到熱消耗器(hc)。
部分地如現(xiàn)有技術(shù)中已知的一樣，煙道氣體的廢熱由并入熱交換器(he1)所利用，其收集排氣系統(tǒng)中煙道氣體的高溫廢熱，其中排氣熱交換器(he1)能夠收集廢熱，此由于排氣系統(tǒng)中煙道氣體與并入熱交換器(he1)中主要傳熱介質(zhì)之間的溫度顯著差異所導(dǎo)致。此外，根據(jù)本發(fā)明的排氣系統(tǒng)優(yōu)選地包括至少一個額外的冷凝熱交換器(he2)，其被并入以收集至少殘余的廢氣低溫廢熱，隨后由水源高溫?zé)岜?hp)以提高汽電共生單元(chp)的加熱功率。更準(zhǔn)確地說，所說明實施例包括兩個熱交換器(he1，he2)并入到內(nèi)燃機(jī)(ice)排氣系統(tǒng)中，其目的是收集燃燒處理過程的廢熱，其中重要的是注意到第一熱交換器(he1)可操作地聯(lián)接到熱分配回路的前向管線，其中通過熱交換器(he1)的主要傳熱介質(zhì)的流動將煙道氣體的溫度降低到約120℃；此外，第二(即優(yōu)選地冷凝)熱交換器(he2)與高溫?zé)岜?hp)蒸發(fā)器單元可操作地聯(lián)接，優(yōu)選地在具有次要傳熱介質(zhì)的閉合管線系統(tǒng)中，因此在排氣系統(tǒng)中煙道氣體的溫度額外地降低到接近大氣環(huán)境溫度(o)的溫度，優(yōu)選地低于25℃。雖然排氣系統(tǒng)中煙道氣體的溫度迅速降低，如果需要情況下排氣系統(tǒng)還可以包括抽風(fēng)機(jī)(f1)以由排氣系統(tǒng)去除煙道氣體。
適當(dāng)情況下，如果第一熱交換器(he1)通過煙道氣流操縱(即調(diào)節(jié))裝置部分或完全地旁路，可進(jìn)一步提升所表示汽電共生單元(chp)的加熱功率，該裝置包括由控制單元調(diào)節(jié)的電動閥，優(yōu)選地為艙口(h1-h4)?？梢岳斫?，如果第一熱交換器(he1)完全地旁路，則高溫?zé)岜?hp)利用煙道氣體廢熱源為最大化，因此高溫?zé)煹罋饬鬟^冷凝熱交換器(he2)，其收集熱泵(hp)原理操作所需要的廢熱。更重要的是，如果合適，熱交換器(he2)及熱泵(hp)應(yīng)包括多個熱泵(hp)和/或熱交換器(he2)以多級方式或級聯(lián)原理并聯(lián)和/或串聯(lián)連接，以達(dá)到排氣系統(tǒng)的簡化及成本效益的解決方案。如下所說明，類似于煙道氣體廢熱利用所說明，內(nèi)燃機(jī)注入或潤滑油冷卻系統(tǒng)的廢熱也可以通過至少一個額外的熱交換器(he3)來收集，該熱交換器可操作地聯(lián)接到到熱泵(hp)蒸發(fā)器單元與排氣系統(tǒng)中所說明熱交換器(he2)串聯(lián)或并聯(lián)連接，其中熱泵(hp)壓縮機(jī)的潤滑油冷卻系統(tǒng)優(yōu)選地并入到水源高溫?zé)岜?hp)外殼。
雖然有多種廢熱源利用的選擇，但必須注意的是水源高溫?zé)岜?hp)利用可選實施方案使用至少一個低溫廢熱源來蒸發(fā)并入熱泵(hp)的工作介質(zhì)，其中冷凝器單元出口優(yōu)選地被饋送到熱分配回路的回流管線，更確切地說是供給至內(nèi)燃機(jī)(ice)冷卻系統(tǒng)的入口，其中所提出本發(fā)明方法的目的是在發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的入口處主要傳熱介質(zhì)達(dá)到及保持最大的允許溫度。根據(jù)圖1所示的實施例，熱分配回路包括冷卻系統(tǒng)旁路連接，因此在內(nèi)燃機(jī)(ice)冷卻系統(tǒng)的入口孔徑處的主要傳熱介質(zhì)的最大允許溫度達(dá)到以及成功地保持在具有遲滯作用的限定設(shè)定點時，冷卻系統(tǒng)至少部分地旁路，其中閥(v1)通過自動調(diào)節(jié)構(gòu)件重新配置在一個位置，該位置至少部分地將主要傳熱介質(zhì)流動從冷凝器單元出口重新導(dǎo)向到熱分配的前向管線。此外，熱分配回路還包括熱泵(hp)冷凝器單元旁路連接，其中冷凝器單元根據(jù)熱分配回路中熱需求情況至少部分地旁路。
此外，本發(fā)明是關(guān)于一種熱泵(hp)整合處理過程的方法，一種利用水源高溫?zé)岜?hp)的汽電共生單元(chp)的低等級溫度廢熱利用方法，以及一種使用本發(fā)明裝置的方法。
以下步驟表示熱泵(hp)整合的關(guān)鍵特征及汽電共生電廠(chp)廢熱源利用的新方法：
1.具有冷凝器及蒸發(fā)器單元的水源高溫?zé)岜?hp)與用于液-氣相變化熱動力循環(huán)操作的工作介質(zhì)及至少一個熱交換器(he2，he3)的整合，其中：
a)高溫?zé)岜?hp)冷凝器單元可操作地聯(lián)接到熱分配回路管線系統(tǒng)；及
b)高溫?zé)岜?hp)蒸發(fā)器單元與包含次要傳熱介質(zhì)的閉合管線系統(tǒng)中至少一個熱交換器(he2，he3)可操作地聯(lián)接。
2.從至少一個廢熱源通過并入熱交換器(he2，he3)收集熱量，其中熱源為：
a)排氣系統(tǒng)中煙道氣體流；和/或
b)潤滑油冷卻系統(tǒng)；和/或
c)中間冷卻器注入空氣。
3.將熱量從至少一個熱源傳遞到高溫?zé)岜?hp)蒸發(fā)器單元，優(yōu)選地通過在閉合管線系統(tǒng)中次要傳熱介質(zhì)的循環(huán)達(dá)成。
4.將熱量從次要傳熱介質(zhì)傳遞到高溫?zé)岜?hp)的蒸發(fā)器單元中工作介質(zhì)，其中來自至少一個廢熱源的低溫?zé)崃客ㄟ^工作介質(zhì)液-氣相變化熱動力循環(huán)加以提升，因此在冷凝器單元中工作介質(zhì)的溫度顯著高于蒸發(fā)器單元中工作介質(zhì)的溫度。
5.將來自高溫?zé)岜?hp)中工作介質(zhì)的熱量傳遞到熱分配回路中主要傳熱介質(zhì)，其中冷凝器單元出口處主要傳熱介質(zhì)的溫度明顯高于冷凝器單元入口處主要傳熱介質(zhì)的溫度，因此冷凝器單元的高溫輸出至：
a)內(nèi)燃機(jī)(ice)冷卻系統(tǒng)流入(即回流管線)，其中流入溫度由自動調(diào)節(jié)構(gòu)件(優(yōu)選地由閥(v1-v3)及泵(pu1-pu4)構(gòu)成)維持在60℃及90℃，優(yōu)選地設(shè)定點為70℃；和/或
b)與至少一個熱消耗器(hc)結(jié)合熱分配回路的前向管線。
6.高溫主要傳熱介質(zhì)由下列所使用：
a)內(nèi)燃機(jī)(ice)冷卻系統(tǒng)，其目標(biāo)在于保持入口溫度為預(yù)先界定設(shè)定點所允許的最大值；和/或
b)熱消耗器(hc)，在區(qū)域供熱，工業(yè)或工藝處理過程的范圍內(nèi)。
以下步驟表示使用根據(jù)本發(fā)明的裝置的方法的關(guān)鍵特征：
1.燃料燃燒處理過程，其中使用至少一個內(nèi)燃機(jī)(ice)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)提供用于加熱所述熱分配網(wǎng)絡(luò)中至少一個傳熱介質(zhì)的第一散熱單元，其中當(dāng)內(nèi)燃機(jī)(ice)打開以及通過在燃燒處理過程中燃燒燃料的操作時至少產(chǎn)生一個廢熱源。因此，使用具有并聯(lián)或串聯(lián)連接的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的多個內(nèi)燃機(jī)(ice)單元以用于提供高級形式的第一散熱單元。
2.廢熱回收處理過程包括收集廢熱的方法，其中使用至少一個廢熱回收單元從至少一個廢熱源的一組廢熱源中收集至少一部分熱量，廢熱源包括排氣系統(tǒng)中煙道氣體，注入空氣冷卻系統(tǒng)中空氣或潤滑油冷卻系統(tǒng)中潤滑油。因此，并聯(lián)或串聯(lián)連接的多個廢熱回收裝置用于提供廢熱回收處理過程利用的先進(jìn)裝置。
3.一種液-氣相變化熱動力循環(huán)操作方法，其中至少一種水源高溫?zé)岜?hp)應(yīng)用于提供第二散熱單元，用于加熱所述熱分配網(wǎng)絡(luò)中至少一種傳熱介質(zhì)，于至少一個熱泵(hp)打開以及運作時。因此，使用并聯(lián)或串聯(lián)連接的多個熱泵(hp)單元用于提供第二散熱單元的先進(jìn)型式。
4.使用液-氣相變化利用所收集熱量，其中至少一部分所收集的熱量用于液-氣相變化循環(huán)利用，以及其中由至少一個熱泵產(chǎn)生的至少一部分熱量(在第二散熱單元范圍內(nèi)的hp)用于加熱第一散熱單元的范圍內(nèi)至少一個內(nèi)燃機(jī)(ice)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)。
5.通過至少一個傳熱介質(zhì)的循環(huán)在熱分配網(wǎng)絡(luò)的至少一個閉合回路中分配熱量，其中在第一散熱單元的范圍內(nèi)至少一個內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動機(jī)(ice)冷卻系統(tǒng)中熱分配介質(zhì)的最低溫度顯著高于至少一個熱消耗器(hc)中熱分配介質(zhì)的最低溫度。因此，在熱分配網(wǎng)絡(luò)至少一個回流管線中至少一個傳熱介質(zhì)通過熱泵(hp)原理的操作被再加熱，其中至少當(dāng)達(dá)到熱分配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計溫度以及內(nèi)燃機(jī)(ice)及熱泵(hp)在滿負(fù)荷下運作之時，在至少一個內(nèi)燃發(fā)動機(jī)(ice)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中傳熱介質(zhì)的溫度基本上高于60℃。
除了使用根據(jù)本發(fā)明裝置的方法之外，需要作少量的解釋及定義，其中燃燒處理過程基本上是連續(xù)處理過程，而內(nèi)燃機(jī)(ice)通常在其最小及最大額定運作功率間的范圍內(nèi)運作，優(yōu)選地在正常額定功率下連續(xù)運作。類似地液-氣相變化熱動力循環(huán)操作處理過程基本上是連續(xù)的處理過程，其中熱泵(hp)在其最小及最大額定工作功率之間的范圍內(nèi)操作，優(yōu)選地在連續(xù)操作中正常額定功率下操作。如果合適，在復(fù)雜(即先進(jìn)的)發(fā)電廠中燃料燃燒處理過程應(yīng)由多個內(nèi)燃機(jī)(ice)單元提供，其中第一散熱單元范圍內(nèi)的熱量以串聯(lián)和/或并聯(lián)連接，其目的在于在各個發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)之間傳遞熱量，類似地液-氣相變化熱動力循環(huán)操作處理過程應(yīng)由多個熱泵(hp)單元使用，以提供先進(jìn)的供熱及發(fā)電廠的第二散熱單元。
雖然根據(jù)本發(fā)明方法及裝置的關(guān)鍵特征之一是建立內(nèi)燃機(jī)冷卻劑溫度的預(yù)定設(shè)定值，但是熱能平衡調(diào)節(jié)是通過使用熱泵(hp)的功率，和/或通過調(diào)整內(nèi)燃機(jī)(ice)的功率，和/或通過調(diào)整主要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動通過內(nèi)燃機(jī)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，和/或通過調(diào)整主要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動通過熱泵(hp)，和/或通過在至少一個廢熱源利用的閉合回路中調(diào)整次要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動而達(dá)成。因此，在熱分配回路中主要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動通過改變熱分配網(wǎng)絡(luò)中流動速度而調(diào)整，和/或在閉合回路中次要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動通過改變閉合回路中流動速度而調(diào)整，其中在熱分配網(wǎng)絡(luò)中傳熱介質(zhì)的速度通過切換(即開/關(guān)調(diào)節(jié))和/或通過調(diào)節(jié)質(zhì)量流動的至少一個循環(huán)泵的功率而調(diào)整。此外，熱分配回路中主要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動交替地通過流量調(diào)節(jié)而調(diào)整，其中在熱分配回路的回流管線中至少一部分主要傳熱介質(zhì)流動被再導(dǎo)向到熱分配回路的回流管線以提供熱泵(hp)旁路連接，和/或其中來自熱泵(hp)的至少一部分主要傳熱介質(zhì)流被再導(dǎo)向到熱分配回路之前向管線以提供發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)旁路連接。類似地，用于廢熱源利用的閉合回路中次要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動通過流量調(diào)節(jié)來調(diào)整，其中至少一部分次要傳熱介質(zhì)流動在閉合回路中被再導(dǎo)向以提供至少一個廢熱回收單元的旁路連接。因此，主要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動調(diào)節(jié)和/或熱能平衡調(diào)節(jié)的次要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動調(diào)節(jié)通過至少一個控制單元(即電子控制器)決定，加以控制及執(zhí)行，其中自動調(diào)節(jié)構(gòu)件的位置和/或狀態(tài)(即開/關(guān)或開/關(guān)調(diào)節(jié))相對于熱分配網(wǎng)絡(luò)中熱需求加以調(diào)節(jié)。
根據(jù)本發(fā)明的裝置還包括至少一個控制單元，其中該控制器為自動裝置用于熱管理調(diào)節(jié)，或者決定處理過程，比較處理過程及執(zhí)行處理過程的熱管理控制器的基本功能至少被并入以及實施于內(nèi)燃機(jī)(ice)控制器或熱泵(hp)控制器。在決定處理過程中，熱分配網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境及熱條件由熱，壓力或其他傳感器群組決定，其中來自至少一個熱分配網(wǎng)絡(luò)或內(nèi)燃機(jī)(ice)傳感器的至少一個輸入使用于比較處理過程，其中分析至少一個輸入?yún)?shù)值(即優(yōu)選地是發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中主要傳熱介質(zhì)的溫度)，并將其與極限值進(jìn)行比較，優(yōu)選地被預(yù)先定義及儲存在控制單元。因此，執(zhí)行處理過程包括執(zhí)行儲存在控制單元中指令以產(chǎn)生適當(dāng)輸出信號的處理過程，其中由控制電子元件與自動化調(diào)節(jié)構(gòu)件協(xié)作生成，實施及執(zhí)行至少一個熱能平衡調(diào)整的參數(shù)，以達(dá)到以及維持低限設(shè)定值，其中低限值界定于設(shè)定點等值的最大值及最小值之間，其目的在于提供熱能平衡調(diào)整的遲滯作用。
可以理解，控制單元(即電子模組)可以與各種輸出裝置連通，其中傳熱網(wǎng)絡(luò)中傳熱介質(zhì)的溫度由一組自動調(diào)節(jié)構(gòu)件決定，控制及調(diào)節(jié)，自動調(diào)節(jié)構(gòu)件包括電動閥，泵及傳感器，其中調(diào)節(jié)構(gòu)件優(yōu)選地通過至少一個控制單元操縱而加以調(diào)整。此外，在熱分配網(wǎng)絡(luò)中熱分配處理過程由至少一個傳熱介質(zhì)提供，優(yōu)選地由多個熱分配介質(zhì)提供。因此，在傳熱網(wǎng)絡(luò)中熱量通過在至少一個閉合回路中主要傳熱介質(zhì)的循環(huán)從第一散熱單元傳遞到熱消耗器(hc)，以及類似地來自廢熱回收單元的熱量通過在至少一個閉合回路中次要傳熱介質(zhì)的循環(huán)而傳遞到熱泵(hp)，其中由至少一個熱泵(hp)所提升的熱量更進(jìn)一步從熱泵(hp)冷凝器單元通過主要傳熱介質(zhì)傳遞到至少一個內(nèi)燃機(jī)(ice)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)。
總而言之，汽電共生單元(chp)的冷卻回路在此表示為低溫廢熱源，用于水源高溫?zé)岜?hp)的利用，其中熱水輸出優(yōu)選地用于建立及維持內(nèi)燃機(jī)(ice)冷卻系統(tǒng)流入(即冷卻套管入口)的主要傳熱介質(zhì)最大可能或或最高允許溫度?？梢岳斫?，熱分配回路的所有重要組件優(yōu)選地可操作地聯(lián)接作為熱傳遞介質(zhì)循環(huán)，其中所并入熱泵(hp)的壓縮機(jī)應(yīng)由電動機(jī)械驅(qū)動，由電網(wǎng)或發(fā)電機(jī)(g)供電，或者如果在合適情況下高溫?zé)岜?hp)壓縮機(jī)應(yīng)機(jī)械地聯(lián)接到內(nèi)燃機(jī)(ice)以及由內(nèi)燃機(jī)(ice)驅(qū)動。此外，從先前的說明可以清楚地看出，可選實施方式中主要傳熱介質(zhì)是水，類似地可選實施方式中次要傳熱介質(zhì)是水及乙二醇的混合物。
在前面的說明中，本領(lǐng)域技術(shù)人員將容易地理解在不脫離本文公開概念的情況下，可以對本發(fā)明進(jìn)行修改。這些修改被認(rèn)為包括在下列權(quán)利要求中，除非這些權(quán)利要求另有明確說明。
權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)
1.一種使用產(chǎn)生熱及電裝置的方法，其通過采用廢熱源的水源高溫?zé)岜?hp)的原理以在熱分配網(wǎng)絡(luò)中加熱至少一個熱消耗器(hc)，所述方法包含:
燃料燃燒處理過程，其中，使用至少一個內(nèi)燃機(jī)(ice)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)以提供第一散熱單元，用于加熱所述熱分配網(wǎng)絡(luò)中至少一個傳熱介質(zhì)，以及其中，至少一個產(chǎn)生于內(nèi)燃機(jī)(ice)打開以及燃燒處理過程中燃燒燃料操作之時的廢熱源；
廢熱回收處理過程，其中，至少一個廢熱回收單元用于從廢熱源群組的至少一個廢熱源收集至少一部分熱源，廢熱源包括排氣系統(tǒng)中廢氣，注入空氣冷卻系統(tǒng)中注入空氣或潤滑油冷卻系統(tǒng)中潤滑油；
液-氣相變化熱動力循環(huán)操作處理過程，其中，至少一個水源高溫?zé)岜?hp)用于提供第二散熱單元，用于所述熱泵(hp)打開以及運作時在所述熱分配網(wǎng)絡(luò)中加熱至少一個傳熱介質(zhì)，其特征在于，
液-氣相變化循環(huán)利用所需要的熱量完全地或部分地通過廢熱回收處理過程獲得，其中，在所述廢熱回收處理過程中收集熱量的至少一部分用于所述液-氣相變化熱動力循環(huán)操作處理過程，以及其中，在第二散熱單元中至少一個熱泵(hp)所產(chǎn)生熱量的至少一部分熱量用于在第一散熱單元范圍內(nèi)加熱至少一個內(nèi)燃機(jī)(ice)發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，
所述熱分配網(wǎng)絡(luò)的至少一個閉合回路中熱量通過至少一個傳熱介質(zhì)的循環(huán)加以分配，其中，在第一散熱單元范圍中至少一個內(nèi)燃機(jī)(ice)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中熱分配介質(zhì)的最低溫度高于所述熱分配網(wǎng)絡(luò)中至少一個熱消耗器(hc)中熱分配介質(zhì)的最低溫度，因此在所述熱分配網(wǎng)絡(luò)的至少一個回流管線中至少一個傳熱介質(zhì)通過熱泵(hp)原理的操作再加熱，以及其中，至少一個內(nèi)燃機(jī)(ice)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中傳熱介質(zhì)的溫度在至少當(dāng)達(dá)到所述熱分配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計溫度以及內(nèi)燃機(jī)(ice)及所述熱泵(hp)在滿負(fù)荷運作之時包括高于60℃。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于：燃料燃燒處理過程是連續(xù)的處理過程，其中，所述內(nèi)燃機(jī)(ice)在最小及最大額定工作功率之間的范圍內(nèi)運作，包括在連續(xù)運作中處于正常額定功率；
液-氣相變化熱動力循環(huán)操作處理過程是連續(xù)的處理過程，其中，所述熱泵(hp)在其最小及最大額定工作功率之間的范圍內(nèi)操作，包括在連續(xù)操作中以正常額定功率運作；
廢熱回收處理過程包括煙道氣體冷凝的處理過程，其中，所收集的熱量用于熱泵(hp)原理的操作，其中，煙道氣體的溫度降低而低于25℃，因此排氣系統(tǒng)中煙道氣體是通過引入風(fēng)扇(f1)對排氣系統(tǒng)進(jìn)行排氣而加以去除；
廢熱回收處理過程使用冷卻原理的操作，其中，熱回收處理過程用于燃料燃燒操作處理過程中冷卻注入的空氣；
在傳熱網(wǎng)絡(luò)中傳熱介質(zhì)的溫度通過一組包括閥，泵及傳感器的自動調(diào)節(jié)構(gòu)件決定，加以控制以及調(diào)節(jié)，其中，所述調(diào)節(jié)構(gòu)件包括通過至少一個控制單元操縱而加以調(diào)整。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于：
燃料燃燒處理過程由多個內(nèi)燃機(jī)(ice)單元提供，其中，在第一散熱單元范圍內(nèi)的熱量以串聯(lián)和/或并聯(lián)方式傳送以在發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)之間傳遞熱量，以提供第一散熱單元；
液-氣相變化熱動力循環(huán)操作處理過程由多個熱泵(hp)單元提供，其中，第二散熱單元范圍內(nèi)的熱量以串聯(lián)和/或并聯(lián)方式在熱泵(hp)單元之間傳送熱量，以提供第二散熱單元；
所述熱分配網(wǎng)絡(luò)中的熱分配處理過程由多個熱分配介質(zhì)提供，其中，傳熱網(wǎng)絡(luò)中熱量通過在至少一個閉合回路中主要熱交換介質(zhì)中循環(huán)從第一散熱單元傳遞到熱消耗器(hc)，其中，來自廢熱回收單元的熱量通過在至少一個閉合回路中次要熱交換介質(zhì)的循環(huán)傳遞到熱消耗器(hp)，以及其中，由至少一個熱泵(hp)所提升的熱量進(jìn)一步通過主要傳熱介質(zhì)傳遞到至少一個內(nèi)燃機(jī)(ice)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于：
內(nèi)燃機(jī)(ice)的發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)中主要傳熱介質(zhì)的溫度保持在預(yù)定的設(shè)定值，其中，實施熱能平衡調(diào)整系通過調(diào)整熱泵(hp)的功率和/或調(diào)整內(nèi)燃機(jī)(ice)的功率，和/或調(diào)整經(jīng)由內(nèi)燃機(jī)發(fā)動機(jī)的冷卻系統(tǒng)的主要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動，和/或調(diào)整經(jīng)由熱泵(hp)的主要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動，和/或在廢熱源利用的閉合回路中調(diào)整次要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動而達(dá)成。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：
在所述熱分配回路中主要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動調(diào)整系通過改變在熱分配回路中流動速度，和/或在閉合回路中次要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動調(diào)整系通過改變在閉合回路中流動速度而達(dá)成，其中，所述熱分配網(wǎng)絡(luò)中傳熱介質(zhì)的速度調(diào)整是通過切換和/或通過調(diào)節(jié)至少一個循環(huán)泵的功率來達(dá)成。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：
在熱分配回路中主要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動通過流量調(diào)節(jié)來調(diào)整，其中，在所述熱分配回路的回流管線中的至少一部分主要傳熱介質(zhì)流動被再導(dǎo)向到所述熱分配回路的回流管線以提供熱泵(hp)的旁路連接，和/或其中來自熱泵(hp)的至少一部分主要傳熱介質(zhì)流動被再導(dǎo)向到所述熱分配回路的前向管線，以提供發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的旁路連接；
在廢熱源操作閉合回路中次要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動通過流量調(diào)節(jié)來調(diào)整，其中，至少一部分次要傳熱介質(zhì)流動被再導(dǎo)向到所述閉合回路中以提供至少一個廢熱回收單元的旁路連接。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于：
熱能平衡調(diào)節(jié)的次要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動調(diào)節(jié)和/或主要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動調(diào)節(jié)由控制單元決定，控制及執(zhí)行，其中，自動化調(diào)節(jié)構(gòu)件的位置和/或狀態(tài)相對于所述熱分配網(wǎng)絡(luò)的熱需求進(jìn)行調(diào)整。
8.一種控制內(nèi)燃機(jī)及至少一個調(diào)整水源高溫?zé)岜?hp)的方法，通過液-氣相變化熱動力循環(huán)操作以增強(qiáng)內(nèi)燃機(jī)(ice)冷卻系統(tǒng)加熱功率，所述方法包括：
決定處理過程，其中，來自內(nèi)燃機(jī)(ice)傳感器和/或熱分配網(wǎng)絡(luò)傳感器的至少一個輸入由至少一個比較處理過程的控制單元決定；
比較處理過程，其中，來自決定處理過程的至少一個輸入被檢查及處理，其中在至少一個控制單元處至少一個輸入?yún)?shù)的值被分析以及與限定值進(jìn)行比較，包括在控制單元中界定出；
執(zhí)行處理過程，其中，在至少一個控制單元中儲存的指令產(chǎn)生輸出信號以控制內(nèi)燃機(jī)(ice)和/或熱泵(hp)和/或熱分配網(wǎng)絡(luò)自動調(diào)節(jié)構(gòu)件調(diào)整，其特征在于，
控制內(nèi)燃機(jī)(ice)的功率和/或熱泵(hp)的功率和/或在所述熱分配網(wǎng)絡(luò)中自動調(diào)節(jié)構(gòu)件的狀態(tài)和/或位置的至少一個參數(shù)決定出作為廢物熱源利用及熱能平衡執(zhí)行，其中，至少一部分熱泵(hp)原理的使用所需的熱量完全地或部分地通過廢熱回收處理過程獲得，以及其中，至少一部分由熱泵(hp)產(chǎn)生的熱量用于再加熱內(nèi)燃機(jī)(ice)冷卻系統(tǒng)的回流管線中冷卻劑，以建立冷卻劑入口溫度的設(shè)定值，其中，所述設(shè)定值包括高于60℃。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于：
熱量在所述熱分配網(wǎng)絡(luò)中通過主要傳熱介質(zhì)功能冷卻劑的循環(huán)而加以分配，其中，由內(nèi)燃機(jī)(ice)產(chǎn)生熱量的至少一部分被傳遞到至少一個熱消耗器(hc)經(jīng)由以并聯(lián)和/或串聯(lián)連接的多個閉合回路，其中，在所述熱分配網(wǎng)絡(luò)的回流管線中主要傳熱介質(zhì)通過熱泵(hp)再加熱，其目標(biāo)在于達(dá)到以及保持低限值，其中，所述低限值界定在設(shè)定點對等值的最大值及最小值之間，以作為提供熱能平衡調(diào)整的遲滯作用；
熱泵(hp)原理的操作所需的熱量完全地或部分地通過利用至少一種包含排氣系統(tǒng)中廢氣的廢熱源在注入空氣冷卻系統(tǒng)中注入空氣或在潤滑油冷卻系統(tǒng)中注入潤滑油而得到，其中，廢熱源的利用包括至少兩個廢熱回收單元，其中，所接收的熱量通過將多個并聯(lián)和/或串聯(lián)連接的閉合回路中第二傳熱介質(zhì)循環(huán)傳遞至熱泵(hp)，其中，所接收的熱量通過熱泵(hp)原理的操作進(jìn)一步提升，以及進(jìn)一步傳遞到用于加熱內(nèi)燃機(jī)(ice)至少一個冷卻系統(tǒng)的主要傳熱介質(zhì)；
主要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動和/或次要傳熱介質(zhì)的質(zhì)量流動和/或在所述熱分配網(wǎng)絡(luò)中至少一個傳熱介質(zhì)的溫度決定及調(diào)整系通過至少一個與自動調(diào)節(jié)構(gòu)件合作的控制單元達(dá)成，所述調(diào)節(jié)構(gòu)件通過電動閥及泵構(gòu)成，其中由內(nèi)燃機(jī)(ice)和/或熱泵(hp)產(chǎn)生的熱量以及自動調(diào)節(jié)構(gòu)件的狀態(tài)和/或位置由控制單元相對于所述熱分配網(wǎng)絡(luò)中熱需求作調(diào)整。
10.一種用于汽電共生電廠廢熱源利用的裝置組件，所述裝置包括：
至少一個內(nèi)燃機(jī)(ice)，還包括發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，排氣系統(tǒng)，潤滑油冷卻系統(tǒng)及注入空氣冷卻系統(tǒng)，其中，所述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)還包括至少一個流入孔徑及至少一個流出孔徑；
至少一個水源高溫?zé)岜?hp)，其中，所述熱泵(hp)還包括潤滑油冷卻系統(tǒng)，蒸發(fā)器單元及冷凝器單元，以及其中，所述冷凝器單元還包括入口孔徑及出口孔徑；
以及至少一個廢熱回收單元，熱交換器(he2)加以調(diào)整與閉合回路中所述蒸發(fā)器單元結(jié)合，其特征在于，
所述廢熱回收單元調(diào)整與至少一組廢熱源結(jié)合，廢熱源包括排氣系統(tǒng)，潤滑油冷卻系統(tǒng)及用于收集廢熱源熱量的注入空氣冷卻系統(tǒng)；
所述蒸發(fā)器單元調(diào)整與在閉合回路中廢熱回收單元接合，以通過閉合回路中次要傳熱介質(zhì)將收集的熱量從廢熱回收單元傳送到蒸發(fā)器單元；
所述冷凝器單元的出口調(diào)整與發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的流入結(jié)合，以通過熱分配回路中主要傳熱介質(zhì)將冷凝器單元的熱量傳遞到發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)；
所述冷凝器單元的入口及所述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的流出調(diào)整與所述熱分配回路結(jié)合，其中，所述熱分配回路還包括至少一個熱能接收單元，所述熱能接收單元包括熱消耗器(hc)。
11.如權(quán)利要求10汽電共生電廠廢熱源利用的裝置組件，其特征在于：
所述熱分配回路包括至少一條前向管線及至少一條回流管線，其中前向管線及回流管線通過至少一個熱消耗器(hc)將發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的出口及冷凝器單元的入口互連，其中，主要傳熱介質(zhì)在熱分配回路中循環(huán)，以將熱源的熱量傳遞至熱消耗器(hc)；
所述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的流出可操作地聯(lián)接到到熱分配回路的前向管線；
所述冷凝器單元的入口可操作地聯(lián)接到到熱分配回路的至少一個回流管線；
所述冷凝器單元的出口可操作地聯(lián)接到發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)的入口，其中熱分配回路包括主要傳熱介質(zhì)；及
所述熱交換器(he2)結(jié)合到排氣系統(tǒng)中以接收煙道氣體熱量的至少一部分，其中，所述熱交換器(he2)在閉合回路中可操作地聯(lián)接到蒸發(fā)器單元，閉合回路包括次要傳熱介質(zhì)，其中，所述熱交換器(he2)中所收集的熱量通過閉合回路中次要傳熱介質(zhì)循環(huán)傳遞到蒸發(fā)器單元，以及所述冷凝器單元的熱量通過在前頭分配回路中主要傳熱介質(zhì)的循環(huán)傳遞到所述發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)，其中，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)(ice)及熱泵(hp)在運作條件下被開啟及供電時在發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)入口處主要傳熱介質(zhì)的溫度包括高于60℃。
12.如權(quán)利要求10汽電共生電廠廢熱源利用的裝置組件，其特征在于：
閉合回路還包括額外的熱交換器(he3)，其中，額外的熱交換器(he3)調(diào)整與外部冷卻系統(tǒng)(ct1)結(jié)合，其中，外部冷卻系統(tǒng)(ct1)調(diào)整來結(jié)合內(nèi)燃機(jī)(ice)的潤滑油冷卻系統(tǒng)，熱泵(hp)潤滑油冷卻系統(tǒng)和/或內(nèi)燃機(jī)(ice)的注入空氣冷卻系統(tǒng)。
13.如權(quán)利要求11或12汽電共生電廠廢熱源利用的裝置組件，其特征在于：
熱分配回路包括并聯(lián)和/或串聯(lián)連接的多個熱消耗器(hc)；
熱分配回路包括并聯(lián)和/或串聯(lián)連接的多個熱泵(hp)，其中，蒸發(fā)器單元的閉合回路包括并聯(lián)連接和/或串聯(lián)連接的多個熱交換器(he2，he3)，以及其中，冷凝器單元的至少一個出口孔徑可操作地聯(lián)接到內(nèi)燃機(jī)(ice)冷卻系統(tǒng)的入口。
14.如權(quán)利要求13汽電共生電廠廢熱源利用的裝置組件，其特征在于：
所述內(nèi)燃機(jī)(ice)設(shè)計為氣體燃料發(fā)動機(jī)，所述氣體燃料選自于包括天然氣，液化石油氣，填埋氣體，木材氣體或沼氣群組的氣體燃料，其中，發(fā)動機(jī)冷卻系統(tǒng)設(shè)計為發(fā)動機(jī)所述內(nèi)燃機(jī)(ice)的套管冷卻系統(tǒng)；
主要傳熱介質(zhì)包括水；次要傳熱介質(zhì)包括水及乙二醇的混合物；以及至少一個熱交換器(he2)設(shè)計為冷凝熱交換器(he2)，其中，排氣系統(tǒng)還包括至少一個風(fēng)扇(f1)以用于抽取煙道氣體。
說明或聲明(按照條約第19條的修改)
以新的權(quán)利要求書1-14項替換原始國際申請中譯文的權(quán)利要求書第1-18項。
具體修改參見權(quán)利要求書的修改對照頁及替換頁。
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