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一种 天然气与 风能相结合的冷热电三联供系统

阅读：250发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种天然气与风能相结合的冷热电三联供系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且涉及一种天然气与风能相结合的冷热电三联供系统，包括燃气轮机、发电装置、空气源热泵热水器、吸收式制冷装置、半导体制冷器、一级预热器、二级预热器、风力制热装置、水泵和储热罐；燃气轮机通过燃烧天然气产生电能，燃气轮机分别与发电装置和吸收式制冷装置相连。风力制热装置依次与储热罐、半导体制冷器连接。将天然气作为主要能源，通过燃气轮机和发电装置转化为电能，燃气轮机的余热通过吸收式制冷装置进行二次利用产生冷能；引入风力制热装置和空气源热泵热水器分别实现供热，热水的热量为半导体制冷器供能。整个三联供系统将天然气与风能相结合，通过能量的多层级综合利用，实现稳定、高效的冷热电三联供。，下面是一种天然气与风能相结合的冷热电三联供系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种天然气与风能相结合的冷热电三联供系统，其特征在于：包括燃气轮机、发电装置、空气源热泵热水器、吸收式制冷装置、半导体制冷器、预热器、风力制热装置和储热罐；
燃气轮机分别与发电装置和吸收式制冷装置连接，发电装置与空气源热泵热水器连接，预热器、风力制热装置、储热罐和半导体制冷器依次连接；
燃气轮机和发电装置组成供电系统；预热器、风力制热装置和储热罐组成主供热系统，燃气轮机、发电装置和空气源热泵热水器组成辅助供热系统；燃气轮机和吸收式制冷装置组成主供冷系统，预热器、风力制热装置和半导体制冷器组成辅助供冷系统。
2.按照权利要求1所述的天然气与风能相结合的冷热电三联供系统，其特征在于：预热器包括一级预热器和二级预热器；水依次流经一级预热器、二级预热器、风力制热装置、储热罐。
3.按照权利要求2所述的天然气与风能相结合的冷热电三联供系统，其特征在于：半导体制冷器与一级预热器连接，用于向一级预热器输送余热。
4.按照权利要求3所述的天然气与风能相结合的冷热电三联供系统，其特征在于：吸收式制冷装置与二级预热器连接，用于向二级预热器输送余热。
5.按照权利要求2所述的天然气与风能相结合的冷热电三联供系统，其特征在于：储热罐直接向用户供热。
6.按照权利要求1所述的天然气与风能相结合的冷热电三联供系统，其特征在于：发电装置直接向用户供电，同时为空气源热泵热水器供电。
7.按照权利要求1所述的天然气与风能相结合的冷热电三联供系统，其特征在于：空气源热泵热水器直接向用户供热。
8.按照权利要求1所述的天然气与风能相结合的冷热电三联供系统，其特征在于：吸收式制冷装置直接向用户供冷，半导体制冷器直接向用户供冷。
9.按照权利要求2所述的天然气与风能相结合的冷热电三联供系统，其特征在于：在风力制热装置和储热罐之间设有水泵。

说明书全文

一种天然气与 风能相结合的冷热电三联供系统

技术领域

[0001] 本实用新型涉及高效的冷热电三联供系统领域，具体地说是一种天然气与风能相结合的冷热电三联供系统。

背景技术

[0002] 随着经济快速发展，人们对能源的需求量越来越大；另一方面，传统化石燃料的不合理开发和利用，造成了严重的环境污染。能源危机和环境问题已经成为影响社会发展的关键问题。全面提高能源利用效率，是人们解决能源危机和环境问题的有效途径。其中，冷热电三联供系统通过对不同形式的能量进行综合梯级利用，可以显著提高能源利用效率，实现对用户供冷热电，因而越来越受到人们的重视。目前，冷热电三联供系统主要采用传统化石燃料与太阳能相结合的方式。由于太阳能具有季节性、区域性、气候性等特征，因而基于太阳能的三联供系统只能应用于太阳能丰富的区域，难以实现全天候、全时段的高效率运行，其应用范围也得到了很大的限制。实用新型内容

[0003] 针对现有技术中存在的不足，本实用新型提供一种天然气与风能相结合的冷热电三联供系统。该系统通过对天然气的化学能和风能进行综合梯级利用，为用户供冷、供热和供电，实现系统全天候、全时段的稳定高效运行。

[0004] 为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

[0005] 一种天然气与风能相结合的冷热电三联供系统，包括燃气轮机、发电装置、空气源热泵热水器、吸收式制冷装置、半导体制冷器、预热器、风力制热装置和储热罐；燃气轮机分别与发电装置和吸收式制冷装置连接，发电装置与空气源热泵热水器连接，预热器、风力制热装置、储热罐和半导体制冷器依次连接；燃气轮机和发电装置组成供电系统；预热器、风力制热装置和储热罐组成主供热系统，燃气轮机、发电装置和空气源热泵热水器组成辅助供热系统；燃气轮机和吸收式制冷装置组成主供冷系统，预热器、风力制热装置和半导体制冷器组成辅助供冷系统。采用这种方案后，燃气轮机用于燃烧天然气产生电能，风力制热装置用于加热水，储热罐用于储存热水。主辅供热和供冷系统的结合使用，可以有效减少天然气的用量，且可以弥补风能资源的季节性、区域性和气候性的劣势，从而充分满足用户对于冷量和热量的季节性需求，并提高系统运行的稳定性。

[0006] 作为一种优选，预热器包括一级预热器和二级预热器；水依次流经一级预热器、二级预热器、风力制热装置、储热罐。

[0007] 作为一种优选，半导体制冷器与一级预热器连接，用于向一级预热器输送余热。采用这种方案后，一级预热器对半导体制冷器的余热进行回收利用。

[0008] 作为一种优选，吸收式制冷装置与二级预热器连接，用于向二级预热器输送余热。采用这种方案后，二级预热器对吸收式制冷装置的余热进行回收利用。

[0009] 作为一种优选，储热罐直接向用户供热。

[0010] 作为一种优选，发电装置直接向用户供电，同时为空气源热泵热水器供电。

[0011] 作为一种优选，空气源热泵热水器直接向用户供热。

[0012] 作为一种优选，吸收式制冷装置直接向用户供冷，半导体制冷器直接向用户供冷。

[0013] 作为一种优选，在风力制热装置和储热罐之间设有水泵。

[0014] 总的说来，本实用新型具有如下优点：

[0015] 本三联供系统以天然气作为主要能源，以可再生的风能作为辅助能源，同时向用户供冷、供热和供电。该三联供系统通过燃气轮机和发电装置直接给用户供电，燃气轮机的高温余热为吸收式制冷装置供能，吸收式制冷装置直接给用户提供冷量，吸收式制冷装置的余热输送至二级预热器，用于给水进行预热。当用户冷量需求较大时，半导体制冷器辅助供冷，半导体制冷器利用储热罐储存的热水作为热量来源，直接制冷向用户补充冷量，半导体制冷器的余热输送至一级预热器，用于给水进行预热。经过两级预热器预热后的水进入风力制热装置，风力制热装置以风能为能量来源对水加热，为用户提供热量。当用户热量需求较大时，空气源热泵热水器利用发电装置提供的电能加热空气，空气源热泵热水器与用户热负荷端连接，通过向用户输送热空气的方式供热。利用风能作为辅助能量，可以有效减少天然气的用量，起到节能的效果；分别引入半导体制冷器辅助制冷和空气源热泵热水器辅助制热，可以弥补风能资源的季节性、区域性和气候性的劣势，从而充分满足用户对于冷量和热量的季节性需求，从而提高三联供系统运行的稳定性。空气源热泵热水器的制热效率远高于电热水器，风力制热装置的能量利用效率高于传统的风力发电机，半导体制冷器和吸收式制冷装置的余热分别通过一级预热器和二级预热器进行回收利用，提高了能量的二次利用率，并显著提高三联供系统的能量利用效率。本三联供系统将天然气和风能相结合，通过不同能源形式的多层级综合利用，显著提高了能源利用效率，实现了高效节能的冷热电三联供。附图说明

[0016] 图1为本实用新型的系统的示意图。

[0017] 图中的标号和对应的零部件名称为：1为燃气轮机，2为发电装置，3为空气源热泵热水器，4为吸收式制冷装置，5为二级预热器，6为半导体制冷器，7为一级预热器，8为风力制热装置，9为水泵，10为储热罐，11为热负荷端，12为冷负荷端，13为电负荷端，A为天然气，B为水，C为风能，U为用户。

具体实施方式

[0018] 下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

[0019] 一种天然气与风能相结合的冷热电三联供系统，包括燃气轮机、发电装置、空气源热泵热水器、吸收式制冷装置、半导体制冷器、一级预热器、二级预热器、风力制热装置、水泵和储热罐。燃气轮机为天然气燃气轮机，吸收式制冷装置为溴化锂双效吸收式制冷机，一级预热器和二级预热器为平板换热器，风力制热装置为风力直接制热装置。

[0020] 燃气轮机与发电装置连接，而发电装置与用户的电负荷端相连，为用户提供电能。燃气轮机中燃烧天然气产生机械能，并带动发电装置产生电能。燃气轮机的余热依次输送至吸收式制冷装置和二级预热器。吸收式制冷装置与用户的冷负荷端相连，吸收式制冷装置制取冷量，为用户供冷。一级预热器、二级预热器、风力制热装置、水泵、储热罐依次连接形成水流通路。水在一级预热器和二级预热器中预热后，进入风力制热装置加热，再通过水泵传输到储热罐中储存，储热罐与用户的热负荷端连接，向用户供热。此外，发电装置与空气源热泵热水器相连，空气源热泵热水器以空气为热源，利用发电装置发的电制热，空气源热泵热水器与用户热负荷端连接，向用户供热。储热罐依次与半导体制冷器、一级预热器相连，储热罐中热水为半导体制冷器提供热源制取冷量，半导体制冷器与用户冷负荷端连接，为用户供冷；半导体制冷器的余热输送至一级预热器用于预热水。

[0021] 本三联供系统将天然气作为一次能源，通过燃气轮机和发电装置转化为电能，燃气轮机的高温余热一部分为吸收式制冷装置供能，一部分通过二级预热器对水进行预热，从而完成能源的二次利用。同时引入半导体制冷器辅助制冷，引入风力制热装置和空气源热泵热水器分别实现供热，其中风力制热装置为主供热装置，空气源热泵热水器为辅助供热装置；整个三联供系统将天然气与风能相结合，通过能量的多层级综合利用，实现稳定、高效的冷热电三联供

[0022] 本三联供系统的工作原理为：三联供系统制冷时，燃气轮机通过燃烧天然气推动发电装置产生电能，为用户供电；燃气轮机的高温余热输送到吸收式制冷装置，作为热源驱动吸收式制冷装置产生冷能，为用户输送冷量。当用户冷能需求较大时，半导体制冷器作为辅助制冷装置，利用储热罐的热水作为热源制取冷能，为用户输送冷量；半导体制冷器和吸收式制冷装置的余热分别进入一级预热器和二级预热器对水进行预热。

[0023] 三联供系统制热时，燃气轮机通过燃烧天然气推动发电装置产生电能，为用户供电；风力制热装置作为主供热装置，将预热后的水加热成为热水，热水经水泵进入储热罐进行储存，储热罐向用户提供热能；当用户热能需求量大时，空气源热泵热水器作为辅助供热装置，空气源热泵热水器以空气为热源，利用发电装置发的电制热，空气源热泵热水器与用户热负荷端连接，向用户供热。

[0024] 上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

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