專利名稱：分布式能源與城市干渠污水源熱泵耦合系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分布式能源與水源熱泵耦合系統(tǒng)，尤其是一種分布式能源與城市干渠污水源熱泵耦合系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
伴隨著電力需求的增加和世界能源危機(jī)的加劇，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，提高能源利用率， 改善能源安全，解決環(huán)境污染己經(jīng)成為我國能源戰(zhàn)略的重點。分布式能源系統(tǒng)是一種建立在能量梯級利用理念基礎(chǔ)上的多聯(lián)供總能系統(tǒng)，通過在需求側(cè)根據(jù)用戶對能源的不同需求，實現(xiàn)“溫度對口、梯級利用”的供能模式，將輸送環(huán)節(jié)的損耗降至最低，從而實現(xiàn)能源利用效率和環(huán)境效益的最大化。天然氣分布式能源是利用天然氣為燃料，燃機(jī)通過燃燒天然氣發(fā)電后，產(chǎn)生的高溫?zé)煔馑腿胗酂崂迷O(shè)備，冬季可用于取暖，夏季可用于供冷，還可生產(chǎn)生活熱水，驅(qū)動熱量不足部分可由補(bǔ)燃的燃?xì)膺M(jìn)行供應(yīng)。從而實現(xiàn)對能源的梯級利用，能夠提高能源利用效率至80%-90%。但是這種常規(guī)分布式能源系統(tǒng)存在單一、能源利用率提升受限、經(jīng)濟(jì)欠佳等問題。故逐漸產(chǎn)生了新的分布式能源耦合系統(tǒng)，它基于常規(guī)分布式能源技術(shù)耦合了環(huán)境、可再生能源、常規(guī)能源系統(tǒng)、新型區(qū)域綜合能源規(guī)劃、智能電網(wǎng)和智能通信控制技術(shù)等，構(gòu)成了一種新型分布式能源系統(tǒng)，但仍存在一部分帶有低品位能量的煙氣廢氣直接排放的情況。污染了環(huán)境，浪費了能量。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明將分布式能源與城市干渠污水源熱泵系統(tǒng)耦合，解決了余熱回收后的仍然帶有熱量的煙氣廢氣的直接排放導(dǎo)致的能源浪費問題，同時解決了冬季污水源熱泵中低溫?zé)嵩础鬯?，溫度過低的問題，提高了能源利用的效率。
本發(fā)明為克服其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，整個系統(tǒng)包括分布式能源子系統(tǒng)和城市干渠污水源熱泵子系統(tǒng)，其中分布式能源子系統(tǒng)包括燃?xì)鈾C(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝換熱器、 吸收式熱泵；城市干渠污水源熱泵子系統(tǒng)包括污水源熱泵、汽水換熱器、廢氣排放管道、 水水換熱器、污水排放管道、污水干渠、供熱管道、污水池。燃?xì)鈾C(jī)燃燒天然氣帶動發(fā)電機(jī)， 發(fā)電做為驅(qū)動污水源熱泵的電源；同時燃?xì)鈾C(jī)產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入到吸收式熱泵，吸收式熱泵制備出的熱量為建筑物供熱；吸收式熱泵排放出的煙氣尾氣進(jìn)入到冷凝換熱器；冷凝換熱器換熱后排出的煙氣進(jìn)入汽水換熱器，換熱過后的廢氣通過廢氣排放管道排出；污水干渠將污水池污水引進(jìn)水水換熱器，水水換熱器將換熱過后的中介水送進(jìn)汽水換熱器，換熱過后的廢棄污水通過污水排放管道排出；水水換熱器換熱后的中介水進(jìn)入汽水換熱器，汽水換熱器將煙氣中的熱量置換到污水換熱過后的中介水中，得到兩次換熱的中介水進(jìn)入污水源熱泵中。
通常我國北方的污水源熱泵系統(tǒng)，冬季污水水溫過低造成中介水溫過低，導(dǎo)致污水源熱泵不能正常開機(jī)。而在上述系統(tǒng)中，冷凝換熱器排放出煙氣余熱占的全部天然氣燃燒產(chǎn)生熱量的10%，本發(fā)明通過汽水換熱器將這部分熱量置換到污水源熱泵系統(tǒng)的中介水中，能回收至少9%的余熱，可以使中介水的溫度提高2°C，同時中介水水溫的提高能再次提高熱泵效率6%左右。
由分布式能源和城市干渠污水源熱泵的耦合，實現(xiàn)系統(tǒng)能量梯級充分利用，根據(jù)熱泵的性能(能效比為4. O來考慮)，燃?xì)鈾C(jī)發(fā)出的40%電力可以產(chǎn)生160%以上的熱量或冷量，結(jié)合余熱回收系統(tǒng)的一次能源綜合利用率40%以上，分布式能源和城市干渠污水源熱泵的耦合系統(tǒng)的最終一次能源綜合利用率可達(dá)到200%以上。本系統(tǒng)還能使上網(wǎng)困難的電能得到充分利用，可以使天然氣分布式能源的效益進(jìn)一步提升，促進(jìn)行業(yè)的良性發(fā)展通過再次利用污水中的能量，使原本流失的能量得到利用，節(jié)約了資源。
本發(fā)明的有益效果是本系統(tǒng)實現(xiàn)了對天然氣分布式能源系統(tǒng)煙氣余熱的充分利用，而且提高了污水源熱泵系統(tǒng)中蒸發(fā)器端中介水進(jìn)水水溫，從而提高了系統(tǒng)整體效率。


圖I為本發(fā)明的原理圖。
圖中I.燃?xì)鈾C(jī)，2.發(fā)電機(jī)，3.冷凝換熱器，4.吸收式熱泵，5.污水源熱泵，6.汽水換熱器，7.水水換熱器，8.廢氣排放管道，9.污水排放管道，10.污水干渠，11.供熱管道， 12.污水池。
具體實施方式
在圖中，燃?xì)鈾C(jī)I燃燒天然氣帶動發(fā)電機(jī)2，發(fā)電做為驅(qū)動污水源熱泵5的電源； 同時燃?xì)鈾C(jī)I產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入到吸收式熱泵4，吸收式熱泵4制備出的熱量為建筑物供熱； 吸收式熱泵4排放出的煙氣尾氣進(jìn)入到冷凝換熱器3 ;冷凝換熱器3換熱后排出的煙氣進(jìn)入汽水換熱器6，換熱過后的廢氣通過廢氣排放管道8排出；污水干渠10將污水池12污水引進(jìn)水水換熱器7，水水換熱器7將換熱過后的中介水送進(jìn)汽水換熱器6，換熱過后的廢棄污水通過污水排放管道9排出；水水換熱器7換熱后的中介水進(jìn)入汽水換熱器6，汽水換熱器6將煙氣中的熱量置換到污水換熱過后的中介水中，得到兩次換熱的中介水進(jìn)入污水源熱泵5中。
本發(fā)明不局限與本實施例，任何在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改變，均列為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1. 一種分布式能源與城市干渠污水源熱泵耦合系統(tǒng)，整個系統(tǒng)包括分布式能源子系統(tǒng)、城市干渠污水源熱泵子系統(tǒng)，其中分布式能源子系統(tǒng)包括燃?xì)鈾C(jī)(I)、發(fā)電機(jī)(2)、冷凝換熱器(3)、吸收式熱泵(4);城市干渠污水源熱泵子系統(tǒng)包括污水源熱泵(5)、汽水換熱器(6)、水水換熱器(7)、廢氣排放管道(8)、污水排放管道(9)、污水干渠(10)、供熱管道(11)、污水池(12);其特征在于燃?xì)鈾C(jī)(I)燃燒天然氣帶動發(fā)電機(jī)(2)，發(fā)電做為驅(qū)動污水源熱泵(5)的電源；同時燃?xì)鈾C(jī)(I)產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入到吸收式熱泵(4)，吸收式熱泵(4)制備出的熱量為建筑物供熱；吸收式熱泵(4)排放出的煙氣尾氣進(jìn)入到冷凝換熱器(3);冷凝換熱器(3 )換熱后排出的煙氣進(jìn)入汽水換熱器(6 )，換熱過后的廢氣通過廢氣排放管道(8 ) 排出；污水干渠(10)將污水池(12)污水引進(jìn)水水換熱器(7)，水水換熱器(7)將換熱過后的中介水送進(jìn)汽水換熱器(6),換熱過后的廢棄污水通過污水排放管道(9)排出；水水換熱器(7)換熱后的中介水進(jìn)入汽水換熱器(6)，汽水換熱器(6)將煙氣中的熱量置換到污水換熱過后的中介水中，得到兩次換熱的中介水進(jìn)入污水源熱泵(5 )中。
全文摘要
分布式能源與城市干渠污水源熱泵耦合系統(tǒng)，燃?xì)鈾C(jī)燃燒天然氣帶動發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)發(fā)電驅(qū)動污水源熱泵產(chǎn)生一部分熱量；同時燃?xì)鈾C(jī)產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入到吸收式熱泵，吸收式熱泵吸收燃?xì)鈾C(jī)排放出的煙氣中的熱量，通過供熱管道直接為建筑物供熱，吸收式熱泵供熱后排放出的煙氣尾氣進(jìn)入冷凝換熱器，從而回收另一部分熱量；在余熱回收過程中，冷凝換熱器排放出煙氣余熱占的全部天然氣燃燒產(chǎn)生熱量的10%，本發(fā)明通過汽水換熱器將這部分熱量置換到污水源熱泵系統(tǒng)的中介水中，能回收至少9%的余熱，可以使中介水的溫度提高2℃，同時中介水水溫的提高能再次提高熱泵效率6%左右。
文檔編號F01K17/02GK102980232SQ20121047626
公開日2013年3月20日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者姚偉君, 畢海洋, 李猛 申請人:大連眾瑞供熱工程有限公司