一种燃气冷热电联供分布式能源系统技术方案

本发明专利技术涉及一种燃气冷热电联供分布式能源系统，包括供电单元、供热单元和供冷单元，供电单元包括燃气装置、第一发电机、埃尔逊循环热机和第二发电机，供热单元包括换热器，供冷单元包括吸收式制冷机；燃气装置连接第一发电机，埃尔逊循环热机连接第二发电机，燃气装置的排烟口通过四通管分别连接换热器、埃尔逊循环热机和吸收式制冷机；埃尔逊循环热机的排烟口通过排气管分别连接吸收式制冷机和连接换热器。与现有技术相比，本发明专利技术将埃尔逊循环热机通过排气管分别连接吸收式制冷机和连接换热器，使其排气能够再次用于供冷和供热，全面提高分布式能源系统的能源利用率。提高分布式能源系统的能源利用率。提高分布式能源系统的能源利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气冷热电联供分布式能源系统


[0001]本专利技术涉及能源利用
，尤其是涉及一种燃气冷热电联供分布式能源系统。

技术介绍

[0002]天然气作为一种清洁高效的低碳能源，可有效改善环境、减少CO2排放、优化能源结构。理论上，燃气冷热电三联供可实现能源梯级利用，具有输配电损耗低、能效利用高、供能安全可靠、节能环保等优点。如公开号为CN113915950A中国专利技术申请公开了一种燃气
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空气联合循环分布式能源系统，该系统包括发电子系统、制热子系统和制冷子系统，还包括基于埃尔逊循环的热机/热泵，通过联合各个子系统提高了能源系统对用户冷、热、电三种负荷波动的适应能力，增加系统高品质能源的输出。但是，现有的分布式能源系统需要利用埃尔逊循环的热机/热泵中的制冷功能来实现供冷，供冷效果不佳；同时，埃尔逊热机在自身工作过程中也会排出大量的烟气和废气，对整体的能源利用率仍然有限。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种燃气冷热电联供分布式能源系统。
[0004]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005]一种燃气冷热电联供分布式能源系统，包括供电单元、供热单元和供冷单元，所述供电单元包括燃气装置、第一发电机、埃尔逊循环热机和第二发电机，所述供热单元包括换热器，所述供冷单元包括吸收式制冷机；
[0006]所述燃气装置连接第一发电机，所述埃尔逊循环热机连接第二发电机，所述燃气装置的排烟口通过四通管分别连接换热器、埃尔逊循环热机和吸收式制冷机；所述埃尔逊循环热机的排烟口通过排气管分别连接吸收式制冷机和连接换热器；
[0007]所述第一发电机和第二发电机联合向电负荷供电；
[0008]所述换热器通过吸收燃气装置和埃尔逊循环热机的烟气向热负荷供热；
[0009]所述吸收式制冷机通过吸收燃气装置和埃尔逊循环热机的烟气向冷负荷供冷。
[0010]进一步地，所述供热单元还包括燃气锅炉，该燃气锅炉联合换热器向热负荷供热，所述燃气锅炉和燃气装置均接入天然气管网。
[0011]进一步地，所述供冷单元还包括压缩式制冷机，该压缩式制冷机联合吸收式制冷机向冷负荷供冷，所述压缩式制冷机连接第一发电机。
[0012]进一步地，所述压缩式制冷机还连接电网。
[0013]进一步地，所述燃气单元为内燃机或燃气轮机。
[0014]进一步地，所述四通管中设有控制阀门，用于调整烟气的通路；进入换热器、埃尔逊循环热机和吸收式制冷机的烟气流量大小按照热负荷、电负荷和冷负荷的需求优先级依次排列。
[0015]进一步地，所述埃尔逊循环热机包括依次连接的低压压气机、高压冷却器、高压压气机、高压加热器、高压膨胀机、低压加热器和低压膨胀机，所述燃气装置的排烟口分别接入高压加热器和低压加热器的气体进口，高压加热器和低压加热器的共同气体出口即为埃尔逊循环热机的排气管，所述低压膨胀机的空气出口同样为排气管。
[0016]进一步地，所述高压压气机和高压加热器之间连接有回热加热器，所述低压膨胀机的空气出口连接回热加热器的热气管道，该热气管道的出口连接换热器。
[0017]进一步地，所述高压冷却器采用冷却水管对气体进行冷却，所述冷却水管可作为生活用水加热管。
[0018]进一步地，所述高压加热器的两端并联一根带有阀门的气体支管，高压压气机的出气可通过气体支管直接进入高压膨胀机。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]1、本专利技术通过增加吸收式制冷机，并且将燃气装置和埃尔逊循环热机的排烟接入吸收式制冷机从而实现良好的供冷效果；同时埃尔逊循环热机通过排气管分别连接吸收式制冷机和连接换热器，使其排气能够再次用于供冷和供热，全面提高分布式能源系统的能源利用率。
[0021]2、本专利技术可以灵活调整能源系统的发电量、供热量和供冷量，适应不同需求下的冷热电负荷变动，保证系统可在任何状态下始终保持高效率运行。
[0022]3、采用埃尔逊循环热机利用烟气余热进行余热发电，对高温烟气余热的利用率高，有效降低能源损耗。
[0023]4、埃尔逊循环热机中加入了回热加热器，充分利用烟气能量，减少低压膨胀机排气温度的同时减少能量损耗。
[0024]5、埃尔逊循环热机中高压加热器的两端并联一根带有阀门的气体支管，一部分高压压气机出气可通过气体支管与高压加热器出气进行混合，调节进入高压膨胀机的气体温度。
附图说明
[0025]图1为燃气冷热电联供分布式能源系统的结构示意图。
[0026]图2为埃尔逊循环热机的结构示意图。
[0027]附图标记：11、燃气装置，12、第一发电机，13、埃尔逊循环热机，13a、排气管，131、低压压气机，132、高压冷却器，133、高压压气机，134、高压加热器，135、高压膨胀机，136、低压加热器，137、低压膨胀机，138、回热加热器，139、气体支管，14、第二发电机，21、换热器，22、燃气锅炉，31、吸收式制冷机，32、压缩式制冷机，4、四通管，5、电网，6、天然气管网，7、电负荷，8、冷负荷，9、热负荷。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0029]如图1所示，本实施例提供了一种燃气冷热电联供分布式能源系统，包括供电单
元、供热单元和供冷单元。其中，供电单元包括燃气装置11、第一发电机12、埃尔逊循环热机13和第二发电机14；供热单元包括换热器21和燃气锅炉22；供冷单元包括吸收式制冷机31和压缩式制冷机32，具体结构如下：
[0030]燃气装置11采用现有市售的燃气轮机或内燃机，燃气装置11驱动第一发电机12工作发电。燃气装置11的排烟口通过一个四通管4分别连接换热器21、埃尔逊循环热机13和吸收式制冷机31。埃尔逊循环热机13通过接受高温烟气对其内部的空气进行循环做功，从而驱动第二发电机14工作发电。第一发电机12和第二发电机14联合向系统内的电负荷7供电。
[0031]埃尔逊循环热机13的排烟口通过排气管13a连接吸收式制冷机31，由此，吸收式制冷机31通过吸收燃气装置11和埃尔逊循环热机13的烟气向系统中冷负荷8供冷。压缩式制冷机32连接第一发电机12，通过第一发电机12供电工作，该压缩式制冷机32联合吸收式制冷机31向冷负荷8供冷。压缩式制冷机32还连接国家电网5，当第一发电机12发电量无法满足压缩式制冷机32工作时，可联合国家电网5进行供电，确保正常工作。
[0032]埃尔逊循环热机13的排烟口还通过排气管13a连接高效率的换热器21，由此，换热器21通过吸收燃气装置11和埃尔逊循环热机13的烟气向系统的热负荷9供热。燃气锅炉22和燃气装置11接入同一天然气管网6，该燃气锅炉22联合换热器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气冷热电联供分布式能源系统，包括供电单元、供热单元和供冷单元，所述供电单元包括燃气装置(11)、第一发电机(12)、埃尔逊循环热机(13)和第二发电机(14)，所述供热单元包括换热器(21)，所述供冷单元包括吸收式制冷机(31)，其特征在于：所述燃气装置(11)连接第一发电机(12)，所述埃尔逊循环热机(13)连接第二发电机(14)，所述燃气装置(11)的排烟口通过四通管(4)分别连接换热器(21)、埃尔逊循环热机(13)和吸收式制冷机(31)；所述埃尔逊循环热机(13)的排烟口通过排气管(13a)分别连接吸收式制冷机(31)和连接换热器(21)；所述第一发电机(12)和第二发电机(14)联合向电负荷(7)供电；所述换热器(21)通过吸收燃气装置(11)和埃尔逊循环热机(13)的烟气向热负荷(9)供热；所述吸收式制冷机(31)通过吸收燃气装置(11)和埃尔逊循环热机(13)的烟气向冷负荷(8)供冷。2.根据权利要求1所述的一种燃气冷热电联供分布式能源系统，其特征在于，所述供热单元还包括燃气锅炉(22)，该燃气锅炉(22)联合换热器(21)向热负荷(9)供热，所述燃气锅炉(22)和燃气装置(11)均接入天然气管网(6)。3.根据权利要求1所述的一种燃气冷热电联供分布式能源系统，其特征在于，所述供冷单元还包括压缩式制冷机(32)，该压缩式制冷机(32)联合吸收式制冷机(31)向冷负荷(8)供冷，所述压缩式制冷机(32)连接第一发电机(12)。4.根据权利要求3所述的一种燃气冷热电联供分布式能源系统，其特征在于，所述压缩式制冷机(32)还连接电网(5)。5.根据权利要求1所述的一种燃气冷热电联供分布式能源系统，其特征在于，所述燃气单元为内燃机或燃气轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：仇中柱，胡炯炯，张敬奎，郑莆燕，孙永康，胡瑛，陈乐，王天翔，刘凤娇，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：