本實(shí)用新型涉及加熱和制冷的聯(lián)合系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種CCHP與熱泵機(jī)組聯(lián)合供能系統(tǒng)。
背景技術(shù):
CCHPCombined Cooling Heating and Power系統(tǒng)又稱熱電冷聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng),分布式冷熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)是能源綜合梯級利用的解決方案。它以小水電、生物能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮?、天然氣、垃圾能或工業(yè)余熱等一切可以產(chǎn)生電或熱的資源作為一次能源,將發(fā)電系統(tǒng)和供熱、供冷系統(tǒng)相結(jié)合的小規(guī)模、點(diǎn)狀分布在用戶附近的一種綜合供能方式,從而滿足用戶對熱、電、冷等能源的需求。CCHP系統(tǒng)既可使用戶自成一個(gè)能源供應(yīng)系統(tǒng),又可與大電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行,系統(tǒng)具有相對的獨(dú)立性、靈活性和安全性。CCHP系統(tǒng)可以一臺獨(dú)立運(yùn)行,又可以多臺并聯(lián)運(yùn)行,可以滿足不同功率負(fù)荷的用戶需求。
以天然氣作為一次能源的CCHP系統(tǒng)是利用發(fā)電機(jī)組3結(jié)合溴化鋰機(jī)組2、冷水機(jī)組4和燃?xì)忮仩t10組合而成的一種供冷供熱及供電的三聯(lián)供系統(tǒng)。其主要流程參見圖1,內(nèi)燃機(jī)1燃燒天然氣后產(chǎn)生的熱量通過發(fā)電機(jī)組3發(fā)電后供應(yīng)給用戶的電力負(fù)荷6使用,系統(tǒng)發(fā)電后排出的煙氣余熱則通過溴化鋰機(jī)組2等余熱回收利用設(shè)備向用戶供熱或供冷,包括用戶的熱水負(fù)荷7、制冷負(fù)荷8/采暖負(fù)荷9。通過這種方式大大提高了整個(gè)系統(tǒng)的一次能源利用率,實(shí)現(xiàn)了能源的梯級利用,還可以提供并網(wǎng)電力作為能源互補(bǔ)。
由于發(fā)電機(jī)組3成本較高,同時(shí)發(fā)電效率受用戶的電力負(fù)荷6影響較大,根據(jù)CCHP技術(shù)特點(diǎn),發(fā)電機(jī)組3的配置一般在系統(tǒng)總負(fù)荷的20%左右(以冷定電),其余負(fù)荷全部需要額外配置冷水機(jī)組4和燃?xì)忮仩t10來滿足。
實(shí)際工程中,區(qū)域能源采用三聯(lián)供系統(tǒng)時(shí)往往很難實(shí)現(xiàn)熱電平衡。當(dāng)區(qū)域電力負(fù)荷6滿足需求時(shí),產(chǎn)生的余熱達(dá)不到所需的冷、熱負(fù)荷。而當(dāng)余熱滿足需求時(shí),產(chǎn)生的電量超過區(qū)域本身所需,由于受國家“并網(wǎng)不上網(wǎng)”政策的限制,區(qū)域產(chǎn)生的電力負(fù)荷6難以消化。夏季電力負(fù)荷6可用于制冷機(jī)制冷,但是冬季供熱需要用的鍋爐或溴化鋰機(jī)組2均以天然氣為燃料,電力負(fù)荷6用不掉,造成了熱電不平衡。綜上所述系統(tǒng)的主要缺點(diǎn)有:1、發(fā)電成本較高,系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性較差;2、發(fā)電上網(wǎng)審批流程長,且上網(wǎng)電價(jià)不高;3、受冷熱負(fù)荷的影響,天然氣發(fā)電機(jī)組3的年利用小時(shí)數(shù)較低。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)熱電不平衡,天然氣發(fā)電機(jī)組利用率低的問題,而研究設(shè)計(jì)一種天然氣發(fā)電機(jī)組利用率高、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性好的CCHP與熱泵機(jī)組聯(lián)合供能系統(tǒng)。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:
一種CCHP和熱泵機(jī)組聯(lián)合供能系統(tǒng),包括內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)組和溴化鋰機(jī)組,其特征在于,所述聯(lián)合供能系統(tǒng)還包括與所述發(fā)電機(jī)組連接的熱泵機(jī)組,所述熱泵機(jī)組連接熱水負(fù)荷、制冷負(fù)荷/采暖負(fù)荷,當(dāng)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的電力超過電力負(fù)荷,而溴化鋰機(jī)組又不能滿足用戶的熱水負(fù)荷、制冷負(fù)荷/采暖負(fù)荷時(shí),熱泵機(jī)組利用發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的多余電力輔助滿足用戶的熱水負(fù)荷、制冷負(fù)荷/采暖負(fù)荷。
進(jìn)一步地,所述熱泵機(jī)組還與電網(wǎng)連接,在電網(wǎng)的谷電時(shí)段,使CCHP系統(tǒng)不工作,熱泵機(jī)組利用電網(wǎng)的谷電滿足用戶的熱水負(fù)荷、制冷負(fù)荷/采暖負(fù)荷。
更進(jìn)一步地,所述熱泵機(jī)組采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型顯而易見地具有以下有益效果:
1、在熱水負(fù)荷、制冷負(fù)荷和采暖負(fù)荷較多時(shí),若只采用溴化鋰機(jī)組供應(yīng),則需要產(chǎn)生大量的電力,往往電力會有多余,電力需要上網(wǎng)發(fā)行,本實(shí)用新型電力不需要上網(wǎng),發(fā)電自用,相比上網(wǎng)電價(jià),自用的價(jià)值更高,同時(shí)減少了電力上網(wǎng)審批的手續(xù)。
2、熱泵機(jī)組利用發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的多余電力輔助溴化鋰機(jī)組滿足用戶的熱水負(fù)荷、制冷負(fù)荷/采暖負(fù)荷能夠?qū)崿F(xiàn)熱電平衡,可大大提升發(fā)電機(jī)組的開機(jī)時(shí)間,發(fā)電機(jī)組利用率高,系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性好。
3、由于谷電價(jià)格低,在谷電時(shí)段可以不打開發(fā)電機(jī)組,熱泵機(jī)組直接從電網(wǎng)下電滿足用戶熱水負(fù)荷、制冷負(fù)荷/采暖負(fù)荷,大大減小了成本。
附圖說明
圖1是現(xiàn)有技術(shù)CHPP系統(tǒng)示意圖;
圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例示意圖。
圖中,1、內(nèi)燃機(jī),2、溴化鋰機(jī)組,3、發(fā)電機(jī)組,4、冷水機(jī)組,5、熱泵機(jī)組,6、電力負(fù)荷,7、熱水負(fù)荷,8、制冷負(fù)荷,9、采暖負(fù)荷,10、燃?xì)忮仩t。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。
在本實(shí)用新型的描述中,需要理解的是,術(shù)語“徑向”、“軸向”、“上”、“下”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本實(shí)用新型的限制。在本實(shí)用新型的描述中,除非另有說明,“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。
如圖2所示的CCHP和熱泵機(jī)組聯(lián)合供能系統(tǒng),包括內(nèi)燃機(jī)1、發(fā)電機(jī)組3、溴化鋰機(jī)組2以及與發(fā)電機(jī)組3連接的熱泵機(jī)組5,溴化鋰機(jī)組2和熱泵機(jī)組5均連接熱水負(fù)荷7、制冷負(fù)荷8/采暖負(fù)荷9,熱泵機(jī)組5還與電網(wǎng)連接。
在夏季或者冬季,用戶的熱水負(fù)荷7、制冷負(fù)荷8/采暖負(fù)荷9較多,而用電負(fù)荷較少,導(dǎo)致發(fā)電機(jī)產(chǎn)生多余電力,而溴化鋰機(jī)組2不能滿足用戶的熱水負(fù)荷7、制冷負(fù)荷8/采暖負(fù)荷9,多余的電力要上電網(wǎng)發(fā)行,而用戶又需要從電網(wǎng)下電或者通過燃?xì)忮仩t10、冷水機(jī)組4等滿足熱水負(fù)荷7、制冷負(fù)荷8/采暖負(fù)荷9。本實(shí)用新型實(shí)施例將多余的電力提供給熱泵機(jī)組5,而不需要上網(wǎng)發(fā)行,熱泵機(jī)組5產(chǎn)生熱水、制冷/采暖,輔助溴化鋰機(jī)組2滿足用戶的熱水負(fù)荷7、制冷負(fù)荷8/采暖負(fù)荷9,這樣就不會再有多余的電力產(chǎn)生,實(shí)現(xiàn)了熱電平衡,根據(jù)熱水負(fù)荷7、制冷負(fù)荷8/采暖負(fù)荷9的需要確定開啟發(fā)電機(jī)組3的個(gè)數(shù)??纱蟠筇嵘l(fā)電機(jī)組3的開機(jī)時(shí)間,發(fā)電機(jī)組3利用率高,系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性好。
由于CCHP系統(tǒng)的發(fā)電成本介于電網(wǎng)的谷電電價(jià)和峰電電價(jià)之間,所以在電網(wǎng)的峰電時(shí)段,盡量較長時(shí)間的開啟發(fā)電機(jī)組3,而不從電網(wǎng)下電;在電網(wǎng)的谷電時(shí)段,可關(guān)閉發(fā)電機(jī)組3,僅從電網(wǎng)下電,通過熱泵機(jī)組5滿足用戶的熱水負(fù)荷7、制冷負(fù)荷8/采暖負(fù)荷9。
本實(shí)施例的熱泵機(jī)組5采用風(fēng)冷熱泵機(jī)組5。
本實(shí)用新型發(fā)電機(jī)組3發(fā)電供給熱泵機(jī)組5,熱泵機(jī)組5在夏季、冬季和過渡季節(jié)均可根據(jù)項(xiàng)目需要提供熱水、制冷/制熱,發(fā)電機(jī)組3產(chǎn)生的多余電力不需要上網(wǎng)審批,電力系統(tǒng)“并網(wǎng)不上網(wǎng)”,發(fā)電機(jī)組3產(chǎn)生的多余電力直接供給熱泵使用,高效利用天然氣能源,不會造成發(fā)電量的浪費(fèi)。
同時(shí),本系統(tǒng)相對現(xiàn)有技術(shù)減少燃?xì)忮仩t10和冷水機(jī)組4,減少了設(shè)備,節(jié)約了成本。
上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示,通過上述的說明內(nèi)容,相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi),進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)實(shí)用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容,必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。