CN102997317A - 余热回收式分布式能源与太阳能海水源热泵耦合系统 - Google Patents
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Abstract
一种余热回收式分布式能源与太阳能海水源热泵耦合系统，整个耦合系统包括：余热一次回收子系统，余热二次回收子系统，太阳能海水源热泵子系统；天燃气燃烧后一部分能量经过余热一次回收后，通过吸收式热泵直接向供热末端供热。剩余的烟气尾气分别由余热一次回收子系统和余热二次回收子系统进行回收，回收后的能量输送到热水蓄水池中，太阳能和海水能源中的热量也输送到热水蓄水池中，热水蓄水池连接水源热泵，燃气机燃烧天燃气后带动发电机驱动水源热泵，最后向终端用户供热。天燃气燃烧后余热的利用解决了太阳能和海水能源的不稳定性问题，例如，黑天时太阳能的不足，冬季海水温度过低的不足，提高了能源利用的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种分布式能源和水源热泵耦合系统，尤其是一种余热回收式分布式能源与太阳能海水源热泵耦合系统。
背景技术
伴随着电力需求的增加和世界能源危机的加剧，调整能源结构，提高能源利用率，改善能源安全，解决环境污染己经成为我国能源战略的重点。分布式能源系统是一种建立在能量梯级利用理念基础上的多联供总能系统，通过在需求侧根据用户对能源的不同需求，实现“温度对口、梯级利用”的供能模式，将输送环节的损耗降至最低，从而实现能源利用效率和环境效益的最大化。
天然气分布式能源是利用天然气为燃料，燃气机通过燃烧天然气发电后，产生的高温烟气送入余热利用设备，冬季可用于取暖，夏季可用于供冷，还可生产生活热水，驱动热量不足部分可由补燃的燃气进行供应。从而实现对能源的梯级利用，能够提高能源利用效率至80%-90%。太阳能是一种巨大、长久、广泛、无害的能源，但是收到天气与黑夜的影响一直没有得到充分的利用，同太阳能类似，海水能源也由于其不稳定性使得应用困难。这种常规分布式能源系统存在单一、能源利用率提升受限、经济欠佳等问题。在新的分布式能源耦合系统中，它基于常规分布式能源技术耦合了环境、可再生能源、常规能源系统、新型区域综合能源规划、智能电网和智能通信控制技术等，构成了一种新型分布式能源系统，但仍存在一部分带有低品位能量的烟气废气直接排放的情况。污染了环境，浪费了能量。
发明内容
本发明提供了一种将天燃气，太阳能，海水能源综合利用的耦合系统：余热回收式分布式能源和太阳能海水源热泵耦合系统，该系统提高了天燃气的利用效率，不仅使上网困难的电能得到充分利用，还补充了太阳能和海水能源的热量，通过该系统供暖，可以使能源的利用效率进一步提升。
本耦合系统的技术方案为，整个耦合系统包括：余热一次回收子系统，余热二次回收子系统，太阳能海水源热泵子系统；余热一次回收子系统包括：燃气机、发电机、余热锅炉、冷凝换热器、吸收式热泵；余热二次回收子系统包括：汽水换热器；太阳能海水源热泵子系统包括：海水处理站、太阳能集热板、热水蓄水池、水源热泵、供热末端；在余热一次回收子系统中，燃气机燃烧天燃气带动发电机驱动水源热泵进行工作，燃气机排出的烟气尾气进入到余热锅炉中，余热锅炉回收烟气尾气中的热量后，将烟气尾气排放到冷凝换热器中，将余热锅炉回收后的热量输送到吸收式热泵中，吸收式热泵放出热量直接输送到供热末端，完成热量的一次回收利用；在余热二次回收子系统中，汽水换热器吸收余热一次回收过程中冷凝换热器排放出的烟气尾气，将置换出的热量输送到热水蓄热池中，完成热量的二次回收利用；在太阳能海水源热泵子系统中，太阳能集热板吸收太阳能通过中介水将热量输送到热水蓄热池，同时海水通过海水处理站处理后将带有热量的低温海水源输送到热水蓄热池中；最后，热水蓄水池直接连接水源热泵的蒸发器端，水源热泵将置换出的热量输送到供热末端。
本发明的有益效果是：本系统实现了对天然气分布式能源系统烟气余热的充分利用，结合太阳能与海水能源提高了水源热泵蒸发器端的进水水温，提高了系统整体效率。在冬季海水温度过低的时候，太阳能和天燃气回收的能源能够补充其热量，在太阳能不充足的时候，海水源和天燃气能源能够补充其热量。整个过程中天燃气能源、太阳能源、海水能源相互补充，提高了该系统的实用性。
附图说明
下面结合附图和实施案例对本发明进一步说明。
图1是本发明的原理图。
图中， 1.燃气机，2.发电机，3.余热锅炉，4.冷凝换热器，5.吸收式热泵，6.海水进水管道，7.海水处理站，8.太阳能集热板，9.汽水换热器，10.烟气排放管道，11.热水蓄热池，12.水源热泵，13.供热末端，14.烟气管道。
具体实施方式
在图1中，整个耦合系统包括三个子系统：余热一次回收子系统，余热二次回收子系统，太阳能海水源热泵子系统；在余热一次回收子系统中，燃气机1燃烧天然气后的烟气尾气进入到余热锅炉3中，余热锅炉回收烟气尾气中的热量后，将烟气尾气排放到冷凝换热器4中，将热量输送到吸收式热泵5中，吸收式热泵放出的热量直接输送到供热末端13、完成热量的第一次回收利用；在余热二次回收子系统中，汽水换热器9吸收余热一次回收过程中冷凝换热器4排放出的烟气尾气，将置换出的热量输送到热水蓄热池中、完成热量的一二次回收利用；在太阳能海水源热泵子系统中，太阳能集热板8吸收太阳能通过中介水将热量输送到热水蓄热池11，同时海水通过海水处理站7后将带有热量的低温海水源输送到热水蓄热池11中；最后将经过多能级加热的热水输送到水源热泵的蒸发器端，将置换出的热量输送到供热末端，供热末端13的中介水换热后流回水源热泵12的冷凝器端，水源热泵12置换热量后进行再次供热。
本发明不局限与本实施例，任何在本发明披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种余热回收式分布式能源与太阳能海水源热泵耦合系统，其特征在于：整个耦合系统包括：余热一次回收子系统，余热二次回收子系统，太阳能海水源热泵子系统；余热一次回收子系统包括：燃气机（1）、发电机（2）、余热锅炉（3）、冷凝换热器（4）、吸收式热泵（5）；余热二次回收子系统包括：汽水换热器（9）；太阳能海水源热泵子系统包括：海水处理站（7）、太阳能集热板（8）、热水蓄水池（11）、水源热泵（12）、供热末端（13）；
在余热一次回收子系统中，燃气机（1）燃烧天燃气带动发电机（2）驱动水源热泵（12）进行工作，燃气机排出的烟气尾气进入到余热锅炉(3)中，余热锅炉（3）回收烟气尾气中的热量后，将烟气尾气排放到冷凝换热器（4）中，将余热锅炉（3）回收后的热量输送到吸收式热泵（5）中，吸收式热泵（5）放出热量直接输送到供热末端（13），完成热量的一次回收利用；
在余热二次回收子系统中，汽水换热器（9）吸收余热一次回收过程中冷凝换热器（4）排放出的烟气尾气，将置换出的热量输送到热水蓄热池中，完成热量的二次回收利用；
在太阳能海水源热泵子系统中，太阳能集热板（8）吸收太阳能通过中介水将热量输送到热水蓄热池（11），同时海水通过海水处理站（7）处理后将带有热量的低温海水源输送到热水蓄热池（11）中；
最后，热水蓄水池（11）直接连接水源热泵（12）的蒸发器端，水源热泵（12）将置换出的热量输送到供热末端（13）。
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