一種基于冷、熱、電多能源的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于冷、熱、電多能源的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括壓縮吸收式熱泵循環(huán)、低溫工質(zhì)發(fā)電循環(huán)和太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)吸收式制冷供熱循環(huán)；利用80℃～90℃的低溫地?zé)崴鳛轵?qū)動(dòng)熱源，通過(guò)吸收壓縮式熱泵裝置，提高低溫發(fā)電工質(zhì)氯乙烷的溫度，推動(dòng)渦輪機(jī)發(fā)電，輸送給電用戶；同時(shí)利用太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)溴化鋰吸收式制冷循環(huán)裝置，為發(fā)電系統(tǒng)提供必要的冷量，多余的冷量則由冷媒水帶給冷用戶；部分太陽(yáng)能由儲(chǔ)熱水箱供給熱用戶。此冷、熱、電三聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)在綜合利用能源的同時(shí)，最大限度地減少不可再生能源的消耗，減少?gòu)U氣排放以及污染，能源利用率高，節(jié)能減排效果明顯，同時(shí)也為低溫地?zé)崮芤约疤?yáng)能的推廣和綜合利用提供了參考。
【專利說(shuō)明】-種基于冷、熱、電多能源的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于分布式能源【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，設(shè)及一種基于冷、熱、電多能源 的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)（Combined Cooling Heating and Power, CCHP)是一種建立在能量 梯級(jí)利用概念基礎(chǔ)上，將制冷、制熱（包括供暖和供熱水）及發(fā)電過(guò)程一體化的總能系統(tǒng)。 其最大的特點(diǎn)就是對(duì)不同品質(zhì)的能量進(jìn)行梯級(jí)利用，溫度比較高的、具有較大可用能的熱 能被用來(lái)發(fā)電，而溫度比較低的熱能則被用來(lái)供熱或是制冷。該樣做不僅提高了能源的利 用效率，而且減少了碳化物和有害氣體的排放，還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0003] 早在2000年，遠(yuǎn)大與美國(guó)能源部、橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、馬里蘭大學(xué)合作開(kāi)發(fā)"冷、 熱、電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)"，將遠(yuǎn)大直燃機(jī)與歐美生產(chǎn)的燃?xì)獾溳啺l(fā)電機(jī)進(jìn)行"無(wú)接縫"組合，較大的 直燃機(jī)配較小的發(fā)電機(jī)：將燃?xì)獾溳啺l(fā)電機(jī)尾氣引入直燃機(jī)的燃燒機(jī)。發(fā)電機(jī)尾氣余熱利 用率為80 %?90 %。較小的直燃機(jī)配備較大的發(fā)電機(jī)；將燃?xì)獾溳啺l(fā)電機(jī)尾氣一部分引 入直燃機(jī)的燃燒機(jī)，一部分引入?？谠O(shè)計(jì)的余熱發(fā)生器。發(fā)電機(jī)尾氣余熱利用率約40%? 80%。直接用發(fā)電機(jī)尾氣制冷制熱；?？谠O(shè)計(jì)尾氣發(fā)生器，將發(fā)電機(jī)尾氣全部引入發(fā)生器。 發(fā)電機(jī)尾氣余熱利用率為40 %?70%。
[0004] 盡管在發(fā)電行業(yè)，發(fā)電機(jī)組容量越大，效率越高，單位千瓦投資越低，發(fā)電成本也 越低；但是，在許多特殊情況下，小型冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)是集中供電不可缺少的重要補(bǔ)充：
[0005] (1)小型冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)可W滿足特殊場(chǎng)合的需求。例如，對(duì)供電安全穩(wěn)定性要求較 高用戶，如醫(yī)院、銀行等；能源需求較為多樣化的用戶，需要電力的同時(shí)還需要熱或冷能的 供應(yīng)。
[0006] 似小型冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)供電方式可W彌補(bǔ)大電網(wǎng)在安全穩(wěn)定性方面的不足。小型 燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)體系實(shí)際是一種能源設(shè)施的互聯(lián)網(wǎng)，它通過(guò)蜂窩狀的小型、實(shí)行供能設(shè)施的 互相連接，提高了城市的供能可靠性，在電網(wǎng)崩潰和意外災(zāi)害（例如地震、暴風(fēng)雪、人為破 壞、戰(zhàn)爭(zhēng)）情況下，可維持重要用戶的供電。
[0007] 做小型冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)供電方式為能源的綜合梯級(jí)利用提供了可能。在常規(guī)的集 中供電方式中，能量形式相對(duì)單一。當(dāng)用戶不僅僅需要電力，而且需要其它能量形式如冷能 和熱能的供應(yīng)時(shí)，僅通過(guò)電力來(lái)滿足上述需要時(shí)難W實(shí)現(xiàn)能量的綜合梯級(jí)利用；而小型冷、 熱、電聯(lián)產(chǎn)供電方式W其規(guī)模小、靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，通過(guò)不同循環(huán)的有機(jī)整合可W在滿足用 戶需求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)能量的綜合梯級(jí)利用，并且克服了冷能和熱能無(wú)法遠(yuǎn)距離傳輸?shù)睦щy。 [000引 （4)小型燃?xì)鉄犭娐?lián)產(chǎn)可W更加有效配置資源，穩(wěn)定、持續(xù)地利用天然氣、煤層氣 等資源，減少燃?xì)獾恼{(diào)節(jié)，降低因燃?xì)庹{(diào)峰導(dǎo)致的儲(chǔ)采比下降，地下儲(chǔ)氣庫(kù)損失等不必要的 資源浪費(fèi)，減少燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)投資，提高設(shè)備運(yùn)行效率，從而達(dá)到降低燃?xì)饫贸杀荆?高用氣企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。
[0009] 妨在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下，行業(yè)是W產(chǎn)品劃分的，能源設(shè)施的產(chǎn)品和任務(wù)單一，電力、 熱力、燃?xì)飧髯元?dú)立，能源設(shè)施的重復(fù)投資建設(shè)，增加了運(yùn)行成本，降低了效率，直接造成能 源代價(jià)的提高。小型冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)打破了傳統(tǒng)的界限，將采暖、熱水、電、冷、燃?xì)?、水資源合 理利用和環(huán)境污染治理統(tǒng)籌考慮，W最小的資金、資源和環(huán)境代價(jià)，換取最高的投資效益、 能源轉(zhuǎn)換效率和能源設(shè)施效能。
[0010] (6)小型熱電聯(lián)產(chǎn)不僅自身污染小，對(duì)環(huán)境污染的治理效果也十分突出?；緵](méi)有 二氧化硫、一氧化碳和粉塵的污染，氮氧化物為25-65ppm，為燃煤設(shè)施的1/10-1/20。由于 用戶端的能源利用效率高，真正減少二氧化碳等溫室氣體的排放。燃?xì)廨啓C(jī)本身發(fā)電基本 不需要用水，所需用水全部是用于供熱，節(jié)水性能極好。
[0011] 盡管冷、熱、電聯(lián)供系統(tǒng)存在上述優(yōu)點(diǎn)，但現(xiàn)有的冷、熱、電聯(lián)供系統(tǒng)仍存在W下缺 點(diǎn)；一是冷、熱、電聯(lián)供系統(tǒng)規(guī)模小，安裝在樓宇里，只能使用天然氣或油品；二是冷、熱、電 聯(lián)供系統(tǒng)雖然規(guī)模比大型發(fā)電廠和大型熱電聯(lián)產(chǎn)小，但小型冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)不能小到一家一 戶安裝一臺(tái)，只能適應(yīng)一幢樓宇或一個(gè)小區(qū)的冷、熱、電聯(lián)供，不像小型戶用空調(diào)器、戶用熱 水器或戶用電取暖器那樣靈活機(jī)動(dòng)。
[0012] 因此，針對(duì)目前小型冷、熱、電系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提出了一種新型的冷、 熱、電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，使用低溫地?zé)崮芎吞?yáng)能聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。此種系統(tǒng)在擁有傳統(tǒng)冷、熱、電=聯(lián)供 系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)的前提下，還可W擺脫傳統(tǒng)S聯(lián)供系統(tǒng)對(duì)天然氣、油品能源的依賴，依靠多種低 品位能源的禪合，提高能源的利用率；實(shí)現(xiàn)污染物的零排放，對(duì)節(jié)能減排的推進(jìn)具有重要的 意義。
[0013] 本實(shí)用新型采用地?zé)崮?。地?zé)崮艿睦镁湍壳岸钥蒞分為地?zé)岚l(fā)電和直接利用 兩大類(lèi)，目前世界上用于發(fā)電和直接利用的地?zé)豳Y源大約為7000MW?8500MW。如表1所 示，地?zé)豳Y源按溫度可分為高溫、中溫和低溫=類(lèi)。溫度大于150°C的地?zé)醀蒸汽形式存在， 叫高溫地?zé)幔?0°C -150°C的地?zé)醀水和蒸汽的混合物等形式存在，叫中溫地?zé)幔粶囟却笥?25°C、小于 90°C 的地?zé)?W溫水（25°C -40°C )、溫?zé)崴?0°C -60°C )、熱水（60°C -90°C )等 形式存在，叫低溫地?zé)帷?br> [0014] 表1地?zé)豳Y源按溫度分類(lèi)
[0015]

【權(quán)利要求】
1. 一種基于冷、熱、電多能源的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，包括壓縮吸收式熱泵循環(huán)、低溫 工質(zhì)發(fā)電循環(huán)和太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)吸收式制冷供熱循環(huán)； 所述壓縮吸收式熱泵循環(huán)包括發(fā)生器（29)、壓縮機(jī)（21)、吸收器（1)、溶液閥（9)、溶 液熱交換器（10)和溶液循環(huán)泵（32)，溫度為80°C?90°C的地?zé)崴鳛轵?qū)動(dòng)熱源被引入所 述發(fā)生器（29)中，所述發(fā)生器（29)中含有第一工質(zhì)，所述發(fā)生器（29)的蒸汽出口經(jīng)所述 壓縮機(jī)（21)與所述吸收器（1)連接；所述發(fā)生器（29)的溶液出口依次經(jīng)所述溶液循環(huán)泵 (32)、所述溶液熱交換器（10)與所述吸收器（1)連接；所述吸收器（1)的溶液出口依次經(jīng) 所述溶液閥（9)、所述溶液熱交換器（10)與所述發(fā)生器（29)連接； 所述低溫工質(zhì)發(fā)電循環(huán)包括所述壓縮吸收式熱泵循環(huán)中的所述吸收器（1)、汽輪機(jī) (2)、發(fā)電機(jī)（3)、第二凝汽器（6)、工質(zhì)泵（5);所述吸收器⑴中含有第二工質(zhì)；從所述吸 收器（1)輸出的第二工質(zhì)依次經(jīng)所述汽輪機(jī)（2)、所述第二凝汽器（6)、所述工質(zhì)泵（5)回 到所述吸收器（1);所述汽輪機(jī)（2)與所述發(fā)電機(jī)（3)相連，用于產(chǎn)生電能； 所述太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)吸收式制冷供熱循環(huán)包括太陽(yáng)能熱采集循環(huán)、吸收式制冷循環(huán)和水循 環(huán)；所述太陽(yáng)能熱采集循環(huán)包括熱水儲(chǔ)箱（18)、循環(huán)水泵（25)、太陽(yáng)能集熱器（14)、控制 閥，所述熱水儲(chǔ)箱（18)的出口依次經(jīng)所述循環(huán)水泵（25)、所述太陽(yáng)能集熱器（14)、所述控 制閥與所述熱水儲(chǔ)箱（18)的入口連接，所述太陽(yáng)能集熱器（14)收集熱量；所述吸收式制 冷循環(huán)包括冷凝器（12)、減壓閥（16)、蒸發(fā)器（20)、第三吸收器（19)、第三溶液泵（17)、第 三溶液熱交換器（15)、第三發(fā)生器（11)，所述第三發(fā)生器（11)由所述太陽(yáng)能熱采集循環(huán)收 集的熱量驅(qū)動(dòng)，所述第三發(fā)生器（11)中含有第三工質(zhì)，所述第三發(fā)生器（11)的蒸汽出口依 次經(jīng)所述冷凝器（12)、所述減壓閥（16)、所述蒸發(fā)器（20)、所述第三吸收器（19)、所述第三 溶液泵（17)、所述第三溶液熱交換器（15)與所述第三發(fā)生器（11)的入口連接；所述第三 發(fā)生器（11)的溶液出口經(jīng)所述第三溶液熱交換器（15)與所述第三吸收器（19)的溶液入 口連接；所述水循環(huán)包括所述吸收式制冷循環(huán)中的所述蒸發(fā)器（20)、蓄冷器（8)、冷卻水泵 (7)、所述低溫工質(zhì)發(fā)電循環(huán)包括所述壓縮吸收式熱泵循環(huán)中的所述第二凝汽器（6)，所述 蓄冷器（8)的出口依次經(jīng)所述冷卻水泵（7)、所述第二凝汽器（6)與所述蓄冷器（8)的入口 連接；所述蒸發(fā)器（20)的冷媒水出口與所述蓄冷器（8)的入口連接，所述蒸發(fā)器（20)的冷 媒水入口與所述蓄冷器（8)的出口連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于冷、熱、電多能源的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一工質(zhì) 為R22-DMA工質(zhì)對(duì)，所述第二工質(zhì)為氯乙烷，所述第三工質(zhì)為溴化鋰-水工質(zhì)對(duì)。
3. 如權(quán)利要求1所述的基于冷、熱、電多能源的聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于，所述吸收式制 冷循環(huán)還包括地?zé)崴髁靠刂崎y，所述第三吸收器（19)通過(guò)所述地?zé)崴髁靠刂崎y由溫 度為80 °C?90 °C的地?zé)崴?qū)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F01D15/10GK204187889SQ201420603191
【公開(kāi)日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】許諾言 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)