一种冷热电联供系统动力机排烟余热的深度回收方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种冷热电联供系统动力机排烟余热的深度回收装置，包括列管式空气预热器、气箱、风扇、作为空气源热泵的蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀，其特点是，分布式冷热电三联供系统(DCCHP)内烟气依次经过动力机、余热回收装置、列管型空气预热器；列管型空气预热器壳程和气箱连通，且形成封闭回路；列管型空气预热器管程为烟气流通通道，壳程为循环空气流通通道；空气源热泵的蒸发器、压缩机、冷凝器与节流阀顺次连接为介质循环回路，蒸发器、风扇均置于气箱内。并提供其回收方法。不仅可以提高热泵运行性能，还可以有效的减少能源的消耗和污染物的排放。

【技术实现步骤摘要】
一种冷热电联供系统动力机排烟余热的深度回收方法及其装置
本专利技术涉及分布式冷热电三联供(DistributedCombinedCoolingHeatingandPower，简称DCCHP)余热回收领域，具体地说，是一种冷热电联供系统动力机排烟余热的深度回收方法及其装置。
技术介绍
目前，分布式冷热电三联供系统的能量来源主要有可再生能源、化石能源或者两者互补，可再生能源与化石能源互补输入的冷热电三供系统具有较强的适应负荷能力和节能特性，因而受到广泛的关注。分布式冷热电三联供系统主要通过余热锅炉、吸收式溴化锂机组、换热器等设备对动力机排烟余热进行回收利用，低温烟气直接排放，见图1。同时，公知的电压缩式空气源热泵是由压缩机、冷凝器、节流阀以及蒸发器4个主要部件组成。依据逆卡诺循环原理，蒸发器内低温低压液体吸收空气中的热量转化为低温低压气体，经压缩机压缩成高温高压气体，进入冷凝器放热后转化为液体，再经节流阀节流降压作用，低温低压液体进入蒸发器吸热进行下一个循环，见图2。但是，受季节与地域的影响，冬季北方的气温过低，导致热泵出现冬季结霜、低温启动困难以及制热衰减严重等问题，严重时热泵制热能效比COP仅为1。
技术实现思路
本专利技术的目的是，克服现有的空气源热泵在低温环境下运行性能差及分布式冷热电三联供(DCCHP)系统排放低温烟气造成热损失等问题，提供一种科学合理，适用性强的冷热电联供系统动力机排烟余热的回收方法，该方法不仅能够有效提高热泵COP增加供暖能力，而且能够高效的回收分布式冷热电三联供(DCCHP)系统排放的低温烟气余热，提高一次能源利用率；并提供结构简单，效果佳的冷热电联供系统动力机排烟余热的回收装置。实现本专利技术的目的之一采用的技术方案是：一种冷热电联供系统动力机排烟余热的深度回收装置，它包括列管式空气预热器、气箱、风扇、作为空气源热泵的蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀，其特征是，分布式冷热电三联供系统(DCCHP)内烟气依次经过动力机、余热回收装置、列管型空气预热器和气箱连通，且形成封闭回路；列管型空气预热器管程为烟气流通通道，壳程为循环空气流通通道，空气源热泵的蒸发器、压缩机、冷凝器与节流阀顺次连接为介质循环回路，蒸发器、风扇均置于气箱内。实现本专利技术的目的之二采用的技术方案是，一种冷热电联供系统动力机排烟余热的深度回收方法，其特征是：分布式冷热电三联供(DCCHP)系统中动力机排烟余热依次经过余热回收装置、最后烟气经过列管型空气预热器的出烟口排放；空气源热泵内冷媒在压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器内依次循环；排烟经过列管型空气预热器时，循环空气吸收低温烟气余热后进入气箱，空气源热泵的蒸发器置于气箱内以箱内空气作为低温热源，同时吸收排烟余热，其在列管型空气预热器与气箱内封闭循环；低温烟气通过列管型空气预热器的管程，循环空气通过列管型空气预热器的壳程，列管型空气预热器的壳程装有折流板，增加空气的流程；列管型空气预热器烟气进口有腔室，烟气出口没有腔室，烟气经列管型换热器后直接排放；烟气进口腔室底部装有列管型空气预热器疏水阀，定期排放烟气中的冷凝水；烟气与循环空气为逆流换热；在没有低温烟气余热的情况下，可吸收环境空气中的余热；风扇布置在蒸发器的下风向，通过风扇罩与蒸发器固定，风扇采用三叶风扇；蒸发器的进出管道布置在上风向，蒸发器的截面形状与气箱4的截面形状相同，两者之间没有空隙，通过气箱的循环空气，也必须经过蒸发器。本专利技术既可以减少分布式冷热电三联供(DCCHP)系统排放低温烟气造成的热损失，还可以提高空气源热泵系统的运行性能COP。同时当分布式冷热电三联供(DCCHP)系统无法提供低温烟气时，空气源热泵可以以环境空气为低温热源正常运行；当空气源热泵不运行时，分布式冷热电三联供(DCCHP)系统低温烟气可以不经过空气预热器直接排放，同样可以正常运行。本专利技术的有益效果是，同现有分布式冷热电联供系统及空气源热泵系统相比，在满足用户负荷的前提下，分布式冷热电三联供系统与空气源热泵的耦合使用，不仅仅可以提高热泵运行性能COP，还可以有效的减少能源的消耗和污染物的排放，更好的响应了我国“坚决打好蓝天保卫战”的政策要求。经研究表明：本专利技术应用在10KW内燃机分布式冷热电三联供系统中，最终排烟温度由60℃降到52.5℃，冷热电联供系统动力机排烟余热1.07KW，能源利用率由提高3.9％；热泵运行性能COP提高32.17％，具有优异的节能效果。附图说明图1分布式冷热电联供系统烟气流程示意图；图2传统空气源热泵工作原理图；图3是本专利技术的一种冷热电联供系统动力机排烟余热的深度回收装置示意图；图4是图1中列管式空气预热器3结构的纵向剖面示意图；图5是图1中列管型空气预热器3结构的横向剖面示意图；图6是图1中气箱4及内部蒸发器5结构布置示意图；图7是图1中余热回收装置3的后烟道三通管件及烟道结构示意图；图8是图1中气箱4内蒸发器5结构示意图；图9是图1中气箱4内风扇26结构示意图。图中，1.动力机，2.余热回收装置，3.列管型空气预热器，4.气箱，5.蒸发器，6.压缩机，7.冷凝器，8.节流阀，9.出烟口，10.余热回收装置出口烟道，11.列管型空气预热器进口烟道，12.烟气烟道，13.列管型空气预热器出口，14.列管型空气预热器进口，15.折流板，16.列管型空气预热器壳体，17.换热管，18.列管型空气预热器疏水阀，19、20.气箱侧面，21.气箱箱体，22、23、24、25固定点，26.风扇，27.风扇罩。具体实施方式参照图3，本专利技术的一种冷热电联供系统动力机排烟余热的深度回收装置，分布式冷热电三联供系统内烟气依次经过动力机1、余热回收装置2和列管型空气预热器3。列管型空气预热器3与气箱4相连，形成封闭回路。列管型空气预热器3管程为烟气流通通道，壳程为循环空气流通通道。蒸发器5、压缩机6、冷凝器7与节流阀8顺次连接，形成热泵内介质循环回路，蒸发器5置于气箱4内。参照图4，列管型空气预热器3具有壳体16，烟气经烟道11进入列管型空气预热器3，随后通过布置在腔内的换热管17，最后烟气从出烟口9排放。循环空气经列管型空气预热器进口14进入列管型空气预热器3的壳程，最后在列管型空气预热器出口13返回，折流板15交错布置在列管型空气预热器3中。列管型空气预热器疏水阀18布置在烟气进口腔室内的最低点。参照图5，列管型空气预热器3的主体为圆柱形，内部均匀布置有换热管17，其材质为不锈钢。循环空气的所有通道均做保温处理。参照图6，循环空气经列管型空气预热器3升温后经列管型空气预热器出口13进入气箱4，在风扇26作用下，经蒸发器5降温放热，通过列管型空气预热器进口14排出气箱4，返回列管型空气预热器3。从循环空气的流动方向来看，蒸发器5布置在风扇26的上风向，蒸发器5的进出管道在上风向出入气箱4。气箱4的侧面19、20可掀开，蒸发器5内介质蒸发需要的汽化潜热可以是环境空气中的热量。参照图7，实施例是余热回收装置2后烟气的双通道排放，正常情况下经余热回收装置后烟气经余热回收装置出口烟道10、列管型空气预热器进口烟道11进入列管型空气预热器3，一旦后续设备维护等无法正常使用时，烟气经余热回收装置出口烟道10进入烟道(12)直接排入环境中。参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种冷热电联供系统动力机排烟余热的深度回收装置，它包括列管式空气预热器、气箱、风扇、作为空气源热泵的蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀，其特征是：分布式冷热电三联供系统(DCCHP)内烟气依次经过动力机、余热回收装置、列管型空气预热器；同时列管型空气预热器和气箱连通，且形成封闭回路；列管型空气预热器管程为烟气流通通道，壳程为循环空气流通通道，空气源热泵的蒸发器、压缩机、冷凝器与节流阀顺次连接为介质循环回路，蒸发器、风扇均置于气箱内。

【技术特征摘要】
1.一种冷热电联供系统动力机排烟余热的深度回收装置，它包括列管式空气预热器、气箱、风扇、作为空气源热泵的蒸发器、压缩机、冷凝器和节流阀，其特征是：分布式冷热电三联供系统(DCCHP)内烟气依次经过动力机、余热回收装置、列管型空气预热器；同时列管型空气预热器和气箱连通，且形成封闭回路；列管型空气预热器管程为烟气流通通道，壳程为循环空气流通通道，空气源热泵的蒸发器、压缩机、冷凝器与节流阀顺次连接为介质循环回路，蒸发器、风扇均置于气箱内。2.一种冷热电联供系统动力机排烟余热的深度回收方法，其特征是：分布式冷热电三联供系统(DCCHP)中动力机排烟余热依次经过余热回收装置、最后烟气经过列管型空气预热器的出烟口排放；空气源热泵内冷媒在压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器内依次循环；排烟经过列管型空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪文鹏，李洪伟，郝靖，张玲，张毅，金旭，丁皓姝，刘忠彦，邱国栋，滕达，
申请(专利权)人：东北电力大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22