CN105673210A - 微型燃气轮机电热冷联供机组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型燃气轮机电热冷联供机组，包括微型燃气轮机、制冷机、烟-液换热器、补燃锅炉、冷却塔、空气处理机、热水箱和冷水箱等；微型燃气轮机烟气经管道由直排出口、制冷机烟气出口、烟-液换热器烟气出口排出；制冷机冷媒出液口、回液口分别与空气处理机冷媒回液口、出液口连接；烟-液换热器热媒出液口、回液口分别与补燃锅炉热媒回液口、第一冷暖切换阀连接；补燃锅炉热媒出液口与第二冷暖切换阀连接；冷却塔出水口、回水口、补水口分别与制冷机冷却水入口、出口、冷水箱补水出口相连；热水箱热水出口、入口、补水口分别与补燃锅炉热水入口、出口、冷水箱补水出口相连；热水箱、冷水箱淋浴出水口均与外部淋浴设施入口连接。
Description
技术领域：
本发明属于电热冷联供技术领域，具体涉及一种微型燃气轮机电热冷联供机组。
背景技术：
微型燃气轮机发电机组较传统的柴油发电机组在可靠性、噪音、寿命、排放等方面有明显优势。由于微型燃气轮机排放少，便于余热的回收利用，近年来国内外对微型燃气轮机为动力的热、电、冷联供技术的研究方兴未艾。
发明内容：
本发明的目的在于提供一种微型燃气轮机电热冷联供机组
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案来实现的：
微型燃气轮机电热冷联供机组，包括微型燃气轮机、烟-液换热器、制冷机、冷却塔、补燃锅炉、空气处理机、控制柜、热水箱、冷水箱、膨胀箱、油箱和外部淋浴设施；其中，
所述的微型燃气轮机，其烟气出口由管道排出电热冷联供机组；同时，其烟气出口由管道连接至制冷机烟气入口；并且其烟气出口由管道连接至烟-液换热器烟气入口；
所述的制冷机，其烟气出口与烟-液换热器烟气出口汇合，并通过管道排出电热冷联供机组；其冷媒出液口，经第二冷暖切换阀，与空气处理机冷媒回液口连接；其冷媒回液口，经第一冷暖切换阀，与空气处理机冷媒出液口连接；
所述的烟-液换热器，其热媒回液口，由管道连接至第一冷暖切换阀；其热媒出液口与补燃锅炉热媒回液口之间，由管道连接；
所述的补燃锅炉，其热媒出液口，由管道连接至第二冷暖切换阀；
所述的冷却塔，其出水口由管道连接至制冷机冷却水入口；其回水口与制冷机冷却水出口之间由管道连接；其补水口由管道连接至冷水箱补水出口；
所述的热水箱，其热水出口由管道连接至补燃锅炉热水入口；其热水入口与补燃锅炉热水出口之间由管道连接；其补水口由管道连接至冷水箱补水出口；其淋浴出水口与外部淋浴设施的入口之间通过管道连接；
所述的冷水箱，其淋浴出水口与外部淋浴设施的入口之间通过管道连接；
所述的控制柜，其控制输出口与微型燃气轮机控制输入口之间，由电缆线连接；
所述的油箱，其第一出油口，经微型燃气轮机微燃机供油阀、第一油滤，由油管连接至微型燃气轮机进油口；其第二出油口，经燃烧机供油阀、第二油滤、燃油锅炉供油阀，由油管连接至补燃锅炉进油口；同时，其第二出油口，经燃烧机供油阀、第二油滤、制冷燃烧器供油阀，由油管连接至制冷机进油口。
本发明进一步的改进在于，所述的微型燃气轮机，其烟气出口经直排烟阀，由管道排出电热冷联供机组；同时，其烟气出口经制冷烟阀，由管道连接至制冷机烟气入口；并且其烟气出口经制热烟阀，由管道连接至烟-液换热器烟气入口；
所述的冷却塔，其出水口经冷却水泵，由管道连接至制冷机冷却水入口；其回水口与制冷机冷却水出口之间由管道连接；其补水口经冷却水补水电磁阀，由管道连接至冷水箱补水出口；
所述的热水箱，其热水出口，经热水循环泵，由管道连接至补燃锅炉热水入口；其热水入口与补燃锅炉热水出口之间由管道连接；其补水口经热水补水电磁阀，由管道连接至冷水箱补水出口；其淋浴出水口与恒温混合阀之间通过管道连接，并在其间设置淋浴热水泵和止回球阀；
所述的冷水箱，其淋浴出水口与恒温混合阀之间通过管道连接，并在其间设置淋浴冷水泵和止回球阀；恒温混合阀与外部淋浴设施的入口之间通过管道连接。
本发明进一步的改进在于，还包括软体水罐，用于为冷水箱补充冷水。
本发明进一步的改进在于，软体水罐内设置有潜水泵，通过潜水泵用于为冷水箱补充冷水。
本发明进一步的改进在于，还包括配电箱，其与控制柜相连。
本发明进一步的改进在于，冷却塔包括机座以及设置在机座上的壳体，壳体的顶部设置有风机，壳体内自上而下设置有收水器、喷淋机构、填料区和风道空间；且风道空间的正面设置有进风百叶窗，壳体内的机座上还设置有集水池，集水池与风道空间之间还设置消音器。
本发明进一步的改进在于，空气处理机包括底座，设置在底座上的框架，其中，框架内分为上下两半部分，上半部分内设置有风机，下半部分内设置有表冷器，且表冷器倾斜放置，风机的进风口正对表冷器的上表面；且风机的出风口正对框架的侧面，框架的顶部还设置有外部罩板，表冷器的管路上设置有回液口和出液口，且回液口的位置高度低于出液口的位置高度，底座上还设置有积水盘，积水盘上开设有冷凝水排放口。
本发明具有如下的优点：
本发明提供的联供机组的工作原理是：通过热力循环过程将燃油含有的热能转化为电力输出，同时排出约275℃的烟气；高温烟气可以驱动吸收式制冷机使空调循环管路中的液体温度降低(微型燃气轮机组烟气热量不够时自动启动制冷机的补燃***)，再通过空气处理器转换为冷风向用户输送实现制冷；高温烟气也可以通过烟/液换热器换热(微型燃气轮机组烟气热量不够时自动启动补燃锅炉)使空调循环管路中的液体温度升高，再通过空气处理器转换为热风向用户输送以供采暖；在制热模式时通过补燃锅炉与液体进行二次换热，或在制冷模式下单独启动补燃锅炉获得卫生热水并储存在热水箱内，在用户有淋浴或其它用水需求时与冷水混合向用户输送。由此实现能源的阶梯利用，提高能源综合利用率。
综上所述，本发明利用排烟余热，通过烟/液换热或溴化锂吸收式制冷，可使其综合效率达到60％以上。本发明提供的联供机组还具有供电、制冷、制热及制卫生热水功能，一机多用，使用效率高。
附图说明：
图1为本发明的***原理图。
图2为本发明冷却塔的结构示意图。
图3为本发明空气处理机的立体图。
图4为本发明空气处理机的左视图。
图中，1为微型燃气轮机，2为烟-液换热器，3为制冷机，4为冷却塔，5为补燃锅炉，6为空气处理机，7为控制柜，8为热水箱，9为冷水箱，10为膨胀箱，11为油箱，12为配电箱，13为软体水罐，14为外部淋浴设施；
B1为潜水泵，B2为淋浴冷水泵，B3为淋浴热水泵，B4为热水循环泵，B5为空调水泵，B6为冷却水泵，B7为溶液泵，B8为冷剂水泵，B9为真空泵，DF1为热水补水电磁阀，DF2为冷却水补水电磁阀，GL1～GL2为油滤，HF为恒温混合阀，JF1为微型燃气轮机供油阀，JF2为燃烧机供油阀，JF3为泵前膨胀截止阀，JF4为燃油锅炉膨胀截止阀，JF5为防冻液加注阀，JF6为淋浴出水截止阀，JF7为燃油锅炉供油阀，JF8为制冷燃烧器供油阀，PF1～7为排液阀，SF1～2为冷暖切换阀，TF1为淋浴出水流量调节阀，YF1为直排烟阀，YF2为制热烟阀，YF3为制冷烟阀，ZF1～2为止回球阀；
T01为舱外环境温度，T02为舱内环境温度，T1为空调出风温度，T2为空调回风温度，T3为空调进液温度，T4为空调回液温度，T5为换热器进液温度，T6为换热器出液温度，T7为冷却水进口温度，T8为冷却水出口温度，T9为冷水箱水温，T10为热水箱水温，T11为淋浴水温，T12为微型燃气轮机排烟温度，Tg为高压发生器温度，Ta为吸收液终了温度，Td为熔晶管温度，P0为大气压力，P1为微型燃气轮机排气背压，Pg为高压发生器压力，L1为热水箱液位，LS1为油箱低液位开关，LS2为冷水箱高液位开关，LS3为冷水箱低液位开关，LS4为冷却水高液位开关，LS5为冷却水正常液位开关，LS6为冷却水低液位开关，LS7～10为高压发生器液位电极，LS11～13为冷剂水液位电极，FS1为空调热媒流量开关，FS2为空调冷媒流量开关，FS3为冷却水流量开关。
具体实施方式：
下面结合附图中的实施例作进一步的描述：
如图1所示，本发明提供的微型燃气轮机电热冷联供机组，包括微型燃气轮机1、烟-液换热器2、制冷机3、冷却塔4、补燃锅炉5、空气处理机6、控制柜7、热水箱7、冷水箱9、膨胀箱10、油箱11、配电箱12、软体水罐13以及外部淋浴设施14。
所述的微型燃气轮机1，其烟气出口经直排烟阀YF1，由管道排出电热冷联供机组；同时，其烟气出口经制冷烟阀YF3，由管道连接至制冷机3烟气入口；并且其烟气出口经制热烟阀YF2，由管道连接至烟-液换热器2烟气入口。
所述的烟-液换热器2，其热媒回液口，由管道连接至冷暖切换阀SF1；其热媒出液口与补燃锅炉5热媒回液口之间，由管道连接。
所述的制冷机3，其烟气出口与烟-液换热器烟2气出口汇合，并通过管道排出电热冷联供机组；其冷媒出液口，经冷暖切换阀SF2，与空气处理机6冷媒回液口连接；其冷媒回液口，经冷暖切换阀SF1、空调水泵B5，与空气处理机6冷媒出液口连接。溶液泵B7，设置在制冷机的低压发生器和蒸发器之间；冷剂水泵B8，设置在制冷机的冷剂水位电极与吸收器之间；真空泵B9，设置在制冷机的冷凝器和蒸发器的真空口外部。
所述的冷却塔4，其出水口经冷却水泵B6，由管道连接至制冷机3冷却水入口；其回水口与制冷机3冷却水出口之间由管道连接；其补水口经冷却水补水电磁阀DF2，由管道连接至冷水箱9补水出口。
所述的补燃锅炉5，其热媒出液口，由管道连接至冷暖切换阀SF2。
所述的控制柜7，其控制输出口与微型燃气轮机1控制输入口之间，由电缆线连接。
所述的热水箱8，其热水出口，经热水循环泵B4，由管道连接至补燃锅炉5热水入口；其热水入口与补燃锅炉5热水出口之间由管道连接；其补水口经热水补水电磁阀DF1，由管道连接至冷水箱9补水出口；其淋浴出水口与恒温混合阀HF之间通过管道连接，并在其间设置淋浴热水泵B3和止回球阀ZH2，恒温混合阀HF与外部淋浴设施14的入口之间通过管道连接，且管道上设置有淋浴出水截止阀JF6和淋浴出水调节阀TF1。
所述的冷水箱9，其淋浴出水口与恒温混合阀HF之间通过管道连接，并在其间设置淋浴冷水泵B2和止回球阀ZF1。
所述的膨胀箱10，经JF3泵前膨胀截止阀与空气处理机6冷媒出液口相连为空调循环回路提供一个稳定的定压点；经JF4燃油锅炉膨胀截止阀与补燃锅炉5相连，为补燃锅炉5提供膨胀和泄压功能；JF5为防冻液加注阀，需要补液时打开加注阀进行补液，在加注完成后关闭。
所述的油箱11，其第一出油口，经微型燃气轮机1、微燃机供油阀JF1、第一油滤GL1，由油管连接至微型燃气轮机1进油口；其第二出油口，经燃烧机供油阀JF2、油滤GL2、燃油锅炉供油阀JF7，由油管连接至补燃锅炉5进油口；同时，其第二出油口，经燃烧机供油阀JF2、油滤GL2、制冷燃烧器供油阀JF8，由油管连接至制冷机3进油口。
所述配电箱12与控制柜7相连，将微型燃气轮机产生的电能为最终用户分配。
所述软体水罐13内设置有潜水泵B1，通过潜水泵B1用于为冷水箱9补充冷水。
排液阀P1～7分别为微型燃气轮机、冷却塔、热水箱、冷水出水管道、热水出水管道、空气处理机和冷热混水管道的排液阀门，其设置位置为该装置的最低点。
所述实例的详细工作过程如下：
微型燃气轮机发电机组，正常工作输出电力由控制柜17输出，排烟余热用于制热/生活热水及制冷，分别由烟-液换热器2和吸收式制冷机3完成。
制热时，烟气经烟-液换热器2加热采暖用水，热水送入空气处理器6，循环风通过空调盘管将热能换出送至室内。
制卫生热水时，关断采暖水管，打开生活热水管，热水送入淋浴间，通过恒温混合阀HF保证淋浴水温。
制冷时，排烟管直接进入吸收式制冷机发生器，经冷凝、蒸发、吸收循环，将热能置换为冷能由冷水输出，送入同一空气处理机6，由空气将冷能换出送入室内调温。
当发电机负荷较小时，为满足制冷、制热要求，需开启补燃燃烧器5工作，制冷，热原理不变。
制冷时，冷却水也可作为卫生热水使用，节能效果更加明显。
具体实施如下：微型燃气轮机排烟走向根据工况通过电动烟气阀门的启闭来控制，单独发电时直排烟阀YF1开启，制热烟阀YF2和制冷烟阀YF3关闭；制冷时制冷烟阀YF3开启，其余关闭；制热或余热制热水时制热烟阀YF2开启，直排烟阀YF1和制冷烟阀YF3关闭。制冷和制热功能分别通过余热/补燃型溴冷机和烟-液换热器2实现。冷热媒共用一套管路，通过第一冷暖切换阀SF1和第二冷暖切换阀SF2切换工况，冷量和热量通过冷热媒在空气处理机6中输出，冷热媒循环动力来自空调水泵B5，冷热风由空气处理机6中的两台离心风机送出。热水***由补燃锅炉5、冷水箱9和热水箱8等组成，热水箱8中待加热的水通过热水循环泵B4在补燃锅炉5和热水箱8之间循环，与热媒进行二次换热，热媒热量由烟-液换热器2或补燃锅炉5提供。输出热水时，淋浴冷水泵B2和淋浴热水泵B3将冷热水送入恒温混合阀HF，以设定的温度输出至外部淋浴装置14。
如图2所示，本发明提供的冷却塔，包括机座401以及设置在机座401上的壳体，壳体的顶部设置有风机408，风机408下方设置收水器407。收水器407下方安装喷淋机构406，再间隔一定空间的下方是填料区405。填料区405下方留出风道空间，再下面分别设置集水池402。
所述的风机408采用轴流风机，喷淋机构采用喷淋阵列布置，喷头为消防喷头。所述的风道空间，正面设置进风百叶窗404。冷却塔的风机408排风口处设置不锈钢滤网。所述集水池402与风道空间之间设置消音器403。
所述冷却塔设置了外壳，选轻质、刚度适宜的材料即可。
工作时，风机408启动，在风机408的带动下，进风从风道空间的进风百叶窗404进入，然后依次经填料区405、喷淋机构406以及收水器407后从风机408的排风口处排出。
如图3和4所示，本发明提供的空气处理机，包括底座601，设置在底座601上的框架602，其中，框架602内分为上下两半部分，上半部分内设置有风机603，风机603的出风口正对框架602的侧面，下半部分内设置有表冷器604，且表冷器604倾斜放置，风机603的进风口正对表冷器604的上表面。
表冷器604的管路上端设置出液口642，下端设置回液口641。所述表冷器下部的底座601上还设有积水盘606。所述积水盘606上开设有冷凝水排放口605。
工作时，空调循环管路中的冷/热水由循环泵驱动流经表冷器管道内流动，空气由风机603驱动自下而上流经表冷器604，如此反复形成热交换获得冷/热风，再经空调风管向用户输出实现制冷和制热。
Claims (7)
1.微型燃气轮机电热冷联供机组，其特征在于，包括微型燃气轮机(1)、烟-液换热器(2)、制冷机(3)、冷却塔(4)、补燃锅炉(5)、空气处理机(6)、控制柜(7)、热水箱(8)、冷水箱(9)、膨胀箱(10)、油箱(11)和外部淋浴设施(14)；其中，
所述的微型燃气轮机(1)，其烟气出口由管道排出电热冷联供机组；同时，其烟气出口由管道连接至制冷机(3)烟气入口；并且其烟气出口由管道连接至烟-液换热器(2)烟气入口；
所述的制冷机(3)，其烟气出口与烟-液换热器烟(2)气出口汇合，并通过管道排出电热冷联供机组；其冷媒出液口，经第二冷暖切换阀(SF2)，与空气处理机(6)冷媒回液口连接；其冷媒回液口，经第一冷暖切换阀(SF1)，与空气处理机(6)冷媒出液口连接；
所述的烟-液换热器(2)，其热媒回液口，由管道连接至第一冷暖切换阀(SF1)；其热媒出液口与补燃锅炉(5)热媒回液口之间，由管道连接；
所述的补燃锅炉(5)，其热媒出液口，由管道连接至第二冷暖切换阀(SF2)；
所述的冷却塔(4)，其出水口由管道连接至制冷机(3)冷却水入口；其回水口与制冷机(3)冷却水出口之间由管道连接；其补水口由管道连接至冷水箱(9)补水出口；
所述的热水箱(8)，其热水出口由管道连接至补燃锅炉(5)热水入口；其热水入口与补燃锅炉(5)热水出口之间由管道连接；其补水口由管道连接至冷水箱(9)补水出口；其淋浴出水口与外部淋浴设施(14)的入口之间通过管道连接；
所述的冷水箱(9)，其淋浴出水口与外部淋浴设施(14)的入口之间通过管道连接；
所述的控制柜(7)，其控制输出口与微型燃气轮机(1)控制输入口之间，由电缆线连接；
所述的油箱(11)，其第一出油口，经微型燃气轮机(1)微燃机供油阀(JF1)、第一油滤(GL1)，由油管连接至微型燃气轮机(1)进油口；其第二出油口，经燃烧机供油阀(JF2)、第二油滤(GL2)、燃油锅炉供油阀(JF7)，由油管连接至补燃锅炉(5)进油口；同时，其第二出油口，经燃烧机供油阀(JF2)、第二油滤(GL2)、制冷燃烧器供油阀(JF8)，由油管连接至制冷机(3)进油口。
2.根据权利要求1所述的微型燃气轮机电热冷联供机组，其特征在于，所述的微型燃气轮机(1)，其烟气出口经直排烟阀(YF1)，由管道排出电热冷联供机组；同时，其烟气出口经制冷烟阀(YF3)，由管道连接至制冷机(3)烟气入口；并且其烟气出口经制热烟阀(YF2)，由管道连接至烟-液换热器(2)烟气入口；
所述的冷却塔(4)，其出水口经冷却水泵(B6)，由管道连接至制冷机(3)冷却水入口；其回水口与制冷机(3)冷却水出口之间由管道连接；其补水口经冷却水补水电磁阀(DF2)，由管道连接至冷水箱(9)补水出口；
所述的热水箱(8)，其热水出口，经热水循环泵(B4)，由管道连接至补燃锅炉(5)热水入口；其热水入口与补燃锅炉(5)热水出口之间由管道连接；其补水口经热水补水电磁阀(DF1)，由管道连接至冷水箱(9)补水出口；其淋浴出水口与恒温混合阀(HF)之间通过管道连接，并在其间设置淋浴热水泵(B3)和止回球阀(ZH2)；
所述的冷水箱(9)，其淋浴出水口与恒温混合阀(HF)之间通过管道连接，并在其间设置淋浴冷水泵(B2)和止回球阀(ZF1)；恒温混合阀(HF)与外部淋浴设施(14)的入口之间通过管道连接。
3.根据权利要求1所述的微型燃气轮机电热冷联供机组，其特征在于，还包括软体水罐(13)，用于为冷水箱(9)补充冷水。
4.根据权利要求3所述的微型燃气轮机电热冷联供机组，其特征在于，软体水罐(13)内设置有潜水泵(B1)，通过潜水泵(B1)用于为冷水箱(9)补充冷水。
5.根据权利要求1所述的微型燃气轮机电热冷联供机组，其特征在于，还包括配电箱(12)，其与控制柜(7)相连。
6.根据权利要求1所述的微型燃气轮机电热冷联供机组，其特征在于，冷却塔(4)包括机座(401)以及设置在机座(401)上的壳体，壳体的顶部设置有风机(408)，壳体内自上而下设置有收水器(407)、喷淋机构(406)、填料区(405)和风道空间；且风道空间的正面设置有进风百叶窗(404)，壳体内的机座(401)上还设置有集水池(402)，集水池(402)与风道空间之间还设置消音器(403)。
7.根据权利要求1所述的微型燃气轮机电热冷联供机组，其特征在于，空气处理机(6)包括底座(601)，设置在底座(601)上的框架(602)，其中，框架(602)内分为上下两半部分，上半部分内设置有风机(603)，下半部分内设置有表冷器(604)，且表冷器(604)倾斜放置，风机(603)的进风口正对表冷器(604)的上表面；且风机(603)的出风口正对框架(602)的侧面，框架(602)的顶部还设置有外部罩板(607)，表冷器(604)的管路上设置有回液口(641)和出液口(642)，且回液口(641)的位置高度低于出液口(642)的位置高度，底座(601)上还设置有积水盘(606)，积水盘(606)上开设有冷凝水排放口(605)。
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