一种天然气分布式能源-地源热泵供能装置的制作方法

本实用新型涉及一种天然气分布式能源-地源热泵供能装置，属于分布式能源技术领域。

背景技术：

随着社会经济发展和人民生活水平的提高，我国对能源需求量急剧上升。然而我国的能源供应主要以高污染的煤炭为主，在环保意识日益增强的当下，扩大可再生能源、清洁能源的使用成为能源应用的主要途径。

申请号为201520858728.8的中国实用新型专利公开了一种天然气分布式能源与地源热泵联合供能系统，该系统能够将天然气分布式能源和地热能源有机的组合在一起，运行地源热泵所需的电能由燃气内燃机提供，地源热泵和天然气分布式能源系统相辅相成，能够节省电厂的整个供能系统的占地，并且能够节约水资源，减少噪声的污染。然而，该专利的联合供能只是地源热泵机组应用分布式供能系统内燃机燃烧提供的电力，对内燃机排放的高温烟气和高温缸套水利用程度不足，一次能源利用效率不高。

申请号为201320288530.1的中国实用新型专利公开了一种基于天然气分布式能源和地源热泵的联合供能系统，该系统通过变配电系统将市政电网与燃气发电机组所发的电连接起来，用于整个系统的供电，同时利用燃气发电机组产生的高温缸套水和高温烟气生产生活热水。虽然该专利电制冷机组、地源热泵机组和溴化锂机组可联合为系统末端供能，但联合利用程度较低。

申请号为201210142139.0的中国实用新型专利公开了一种天然气基分布式能源系统与地源热泵耦合的复合供能系统，该系统充分利用了分布式能源系统的余热，综合利用了化石清洁能源和可再生能源两种能源技术，进行耦合和集成，实现了两种能源的优势互，提高了总能系统的效率。但该系统设备冗余度高，系统复杂程度较高，投资成本高，运营成本高。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种天然气分布式能源-地源热泵供能装置，该系统系统设备简单，可通过阀门转换实现地源热泵系统与分布式能源系统单独或联合供冷或供热，同时提供末端所需的生活热水。

本实用新型的技术方案：一种天然气分布式能源-地源热泵供能装置，包括燃气内燃发电机组、烟气型溴化锂吸收式机组、余热锅炉、蓄热水箱、烟气冷凝换热器以及地源热泵机组，所述燃气内燃发电机组的进气口与燃气管道连接，燃气内燃发电机组的缸套水出口和高温烟气出口分别通过缸套水管和高温烟气管与烟气型溴化锂吸收式机组的低温发生器和高温发生器连接，烟气型溴化锂吸收式机组的低温发生器和高温发生器分别通过空调侧供水管和空调侧回水管与空调机组连接，同时烟气型溴化锂吸收式机组的高温发生器通过一级中温烟气管与余热锅炉连接，所述余热锅炉的进水口与市政供水管连接，余热锅炉的出水口通过热水管与蓄热水箱的进水口连接，蓄热水箱的出水口与生活热水供水管连接，所述余热锅炉通过二级中温烟气管与烟气冷凝换热器的进气口连接，在烟气冷凝换热器出气口上连接有排空烟气管，所述烟气冷凝换热器的进水口与地源侧供水管连接，烟气冷凝换热器的出水口通过温水管与地源热泵机组连接，地源热泵机组的出水口通过排水管与空调侧供水管连接，在地源侧供水管上安装有第一阀门，在温水管上分别安装有第五阀门和第七阀门，在第一阀门的进水口与第五阀门出水口之间并联有第三阀门。

进一步，所述地源热泵机组的另一进水口与空调侧回水管连接，地源热泵机组的另一出水口通过冷水管与烟气冷凝换热器的另一进水口连接，烟气冷凝换热器的另一出水口与地源侧回水管连接，在地源侧回水管上安装有第二阀门，在冷水管上安装有第六阀门和第八阀门，在第六阀门的进水口与第二阀门的出水口之间并联有第四阀门。

进一步，所述烟气型溴化锂吸收式机组的低温发生器通过低温回水管与燃气内燃发电机组的缸套进水口连接。

由于采用了上述技术方案，本实用新型的优点在于：本实用新型的系统设备简单，可通过阀门转换实现地源热泵系统与分布式能源系统单独或联合供冷或供热，同时提供末端所需的生活热水。冬季运行工况下，可有效提升地源热泵机组的性能系数，提高系统运行效率。特别当地源侧为土壤源时，可向地源侧补热，解决北方地区应用土壤源热泵系统存在严重的冷热失调问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

附图标记如下：1-燃气内燃发电机组；2-烟气型溴化锂吸收式机组；3-余热锅炉；4-蓄热水箱；5-烟气冷凝换热器；6-地源热泵机组；7-第一阀门；8-第二阀门；9-第三阀门；10-第四阀门；11-第五阀门；12-第六阀门；13-第七阀门；14-第八阀门；15-燃气管道；16-缸套水管；17-高温烟气管；18-空调侧供水管；19-一级中温烟气管；20-空调侧回水管；21-市政供水管；22-二级中温烟气管；23-排空烟气管；24-地源侧供水管；25-温水管；26-排水管；27-冷水管；28-地源侧回水管；29-生活热水供水管；30-低温回水管；31-热水管。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

本实用新型的实施例：天然气分布式能源-地源热泵供能装置的结构示意图如图1所示，包括燃气内燃发电机组1、烟气型溴化锂吸收式机组2、余热锅炉3、蓄热水箱4、烟气冷凝换热器5以及地源热泵机组6，所述燃气内燃发电机组1的进气口与燃气管道15连接，燃气内燃发电机组1的缸套水出口和高温烟气出口分别通过缸套水管16和高温烟气管17与烟气型溴化锂吸收式机组2的低温发生器和高温发生器连接，烟气型溴化锂吸收式机组2的低温发生器和高温发生器分别通过空调侧供水管18和空调侧回水管20与空调机组连接，同时烟气型溴化锂吸收式机组2的高温发生器通过一级中温烟气管19与余热锅炉3连接，所述烟气型溴化锂吸收式机组2的低温发生器通过低温回水管30与燃气内燃发电机组1的缸套进水口连接。所述余热锅炉3的进水口与市政供水管21连接，余热锅炉3的出水口通过热水管31与蓄热水箱4的进水口连接，蓄热水箱4的出水口与生活热水供水管29连接，所述余热锅炉3通过二级中温烟气管22与烟气冷凝换热器5的进气口连接，在烟气冷凝换热器5出气口上连接有排空烟气管23，所述烟气冷凝换热器5的进水口与地源侧供水管24连接，烟气冷凝换热器5的出水口通过温水管25与地源热泵机组6连接，地源热泵机组6的出水口通过排水管26与空调侧供水管18连接，在地源侧供水管24上安装有第一阀门7，在温水管25上分别安装有第五阀门11和第七阀门13，在第一阀门7的进水口与第五阀门11出水口之间并联有第三阀门9。所述地源热泵机组6的另一进水口与空调侧回水管20连接，地源热泵机组6的另一出水口通过冷水管27与烟气冷凝换热器5的另一进水口连接，烟气冷凝换热器5的另一出水口与地源侧回水管28连接，在地源侧回水管28上安装有第二阀门8，在冷水管27上安装有第六阀门12和第八阀门14，在第六阀门12的进水口与第二阀门8的出水口之间并联有第四阀门10。

本实用新型的工作方式如下：燃气通过燃气管道15进入燃气内燃发电机组1燃烧发电，燃气内燃发电机组1所产生的缸套水、高温烟气进入烟气型溴化锂吸收式机组2的低温发生器和高温发生器进行制冷，提供空调机组末端所需的冷冻水。从高温发生器出来的烟气进入余热锅炉3加热市政自来水之后，再进入烟气冷凝换热器5换热，最后通过烟气冷凝换热器5上的排空烟气管23排空。

夏季工况：第一阀门7、第二阀门8关闭，第三阀门9、第四阀门10打开，第五阀门11、第六阀门12关闭，第七阀门13、第八阀门14打开。地源热泵机组6可实现单独或与烟气型溴化锂吸收式机组2联合供冷。

冬季工况：第一阀门7、第二阀门8打开，第三阀门9、第四阀门10关闭，第五阀门11、第六阀门12打开，第七阀门13、第八阀门14关闭。地源侧进水在烟气冷凝换热器5中与余热锅炉3出来的烟气进行换热，提高地源侧供水温度，进而提升地源热泵机组的性能系数。该工况下，地源热泵机组可实现单独或与烟气型溴化锂吸收式机组2联合供暖。

过渡季工况：第一阀门7、第二阀门8打开，第三阀门9、第四阀门10关闭，第五阀门11、第六阀门12关闭，第七阀门13、第八阀门14关闭。地源热泵机组停止运行，由烟气型溴化锂吸收式机组2向系统末端供冷或供热，同时通过烟气冷凝换热器5向地源侧补热。