气电耦合多联供系统及其控制方法与流程

本申请涉及热水制备、燃气发电，具体涉及一种气电耦合多联供系统及其控制方法。

背景技术：

1、现有技术仅为单一的使用燃气的锅炉系统、使用电力驱动的蒸汽压缩式热泵，或采用燃气驱动燃气热泵系统，均为单一的供热设备，未见可使用燃气和电力作为输入能源的耦合制热技术及装备，不能充分利用燃气价格、电价的差异来降低热水生产成本。常规锅炉系统采用冷凝换热方式其最高效率仅108%，不能进一步提升，且在高燃气价格地区供能成本较高。电驱动热泵系统效率高，但在冬季气温低时供热量衰减、制热效率下降，为单一用电设备，缺电或停电时不能使用。现有燃气热泵系统无电力输出，且在停电时期由于辅机需要用电而无法使用，此外为单一使用燃气为燃料，不适用于燃气价格高的区域，且无法利用夜间低谷电电价优势降低供能成本。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种气电耦合多联供系统及其控制方法，可以解决当前缺少使用燃气和电力作为输入能源的耦合制热技术及装备，不能充分利用燃气价格、电价的差异来降低热水生产成本，且热转换率低的技术问题。

2、本申请实施例提供一种气电耦合多联供系统，所述气电耦合多联供系统包括热电联供子系统及热泵子系统；

3、所述热电联供子系统包括燃气发动机、发电机、三元催化器、烟气换热器、烟气冷凝换热器、板式换热器、冷却液循环泵；

4、所述热泵子系统包括压缩机、油气分离器、四通换向阀、冷凝器、储液器、干燥过滤器、过冷器、第一电子膨胀阀、蒸发器、气液分离器；

5、燃气通入所述燃气发动机中，所述燃气发动机与所述发电机连接，所述燃气发动机产生的烟气依次通过所述三元催化器、所述烟气换热器、所述烟气冷凝换热器、所述蒸发器排出；

6、所述燃气发动机内的冷却液依次通过所述三元催化器、所述烟气换热器、所述板式换热器、所述冷却液循环泵返回至所述燃气发动机内；

7、制冷剂在所述热泵子系统中循环，所述压缩机、所述油气分离器、所述四通换向阀、所述冷凝器、所述储液器、所述干燥过滤器、所述过冷器、所述蒸发器、所述气液分离器与所述压缩机呈闭环连接，所述过冷器、所述第一电子膨胀阀、所述蒸发器、所述四通换向阀与所述过冷器依次连接；

8、冷水通过所述冷凝器吸收制冷剂的热能进行升温后排出；

9、冷水通过所述烟气冷凝换热器吸收烟气的热能进行升温后，进入所述板式换热器吸收冷却液的热能进行升温后排出。

10、进一步的，所述四通换向阀还与所述气液分离器连接。

11、进一步的，所述气电耦合多联供系统还包括水循环控制系统；所述水循环控制系统包括第一电磁阀、进水管和出水管，所述进水管通过所述第一电磁阀依次与所述烟气冷凝换热器、所述板式换热器、所述冷凝器、所述出水管连接。

12、进一步的，所述水循环控制系统还包括第二电磁阀，所述进水管通过所述第二电磁阀依次与所述冷凝器、所述出水管连接。

13、进一步的，所述气电耦合多联供系统还包括配电控制箱，所述发电机与所述配电控制箱连接，所述配电控制箱与所述压缩机、所述蒸发器自带的风扇、所述冷却液循环泵、所述第一电磁阀及所述第二电磁阀连接。

14、进一步的，所述热泵子系统还包括第二电子膨胀阀，所述过冷器的输出端与所述第二电子膨胀阀的输入端连接，所述第二电子膨胀阀的输出端与所述过冷器的输入端连接。

15、进一步的，所述气电耦合多联供系统还包括燃气供给管道，所述燃气供给管道与所述燃气发动机连接。

16、进一步的，所述燃气供给管道内供给天然气、沼气、生物质热解气、氢气中的至少一种。

17、本申请还提供一种前文所述的气电耦合多联供系统的控制方法，其包括：

18、将燃气通入所述燃气发动机中，所述燃气发动机与所述发电机连接，启动所述燃气发动机及所述发电机进行发电；所述燃气发动机产生的烟气依次通过三元催化器、烟气换热器、烟气冷凝换热器、蒸发器排出；所述燃气发动机内的冷却液依次通过所述三元催化器、所述烟气换热器、所述板式换热器、冷却液循环泵返回至所述燃气发动机内；

19、制冷剂在热泵子系统中循环，所述热泵子系统包括压缩机、油气分离器、四通换向阀、冷凝器、储液器、干燥过滤器、过冷器、第一电子膨胀阀、蒸发器、气液分离器；所述压缩机、所述油气分离器、所述四通换向阀、所述冷凝器、所述储液器、所述干燥过滤器、所述过冷器、所述蒸发器、所述气液分离器与所述压缩机呈闭环连接，所述过冷器、所述第一电子膨胀阀、所述蒸发器、所述四通换向阀与所述过冷器依次连接；

20、控制冷水通过所述冷凝器吸收制冷剂的热能进行升温后排出；和/或控制冷水通过所述烟气冷凝换热器吸收烟气的热能进行升温后，进入所述板式换热器吸收冷却液的热能进行升温后排出。

21、进一步的，所述气电耦合多联供系统的控制方法还包括：

22、启动配电控制箱，所述发电机与所述配电控制箱连接，所述配电控制箱为所述压缩机、所述蒸发器自带的风扇、所述冷却液循环泵、所述第一电磁阀及所述第二电磁阀供电。

23、本申请实施例 提供的气电耦合多联供系统及其控制方法，可以采用燃气驱动制热也可采用电力驱动制热，能充分利用燃气价格、电价的差异来降低热水生产成本，能提升制热效率。

技术特征：

1.一种气电耦合多联供系统，其特征在于，所述气电耦合多联供系统包括热电联供子系统及热泵子系统；

2.如权利要求1所述的气电耦合多联供系统，其特征在于，所述四通换向阀还与所述气液分离器连接。

3.如权利要求1所述的气电耦合多联供系统，其特征在于，所述气电耦合多联供系统还包括水循环控制系统；所述水循环控制系统包括第一电磁阀、进水管和出水管，所述进水管通过所述第一电磁阀依次与所述烟气冷凝换热器、所述板式换热器、所述冷凝器、所述出水管连接。

4.如权利要求3所述的气电耦合多联供系统，其特征在于，所述水循环控制系统还包括第二电磁阀，所述进水管通过所述第二电磁阀依次与所述冷凝器、所述出水管连接。

5.如权利要求4所述的气电耦合多联供系统，其特征在于，所述气电耦合多联供系统还包括配电控制箱，所述发电机与所述配电控制箱连接，所述配电控制箱与所述压缩机、所述蒸发器自带的风扇、所述冷却液循环泵、所述第一电磁阀及所述第二电磁阀连接。

6.如权利要求1所述的气电耦合多联供系统，其特征在于，所述热泵子系统还包括第二电子膨胀阀，所述过冷器的输出端与所述第二电子膨胀阀的输入端连接，所述第二电子膨胀阀的输出端与所述过冷器的输入端连接。

7.如权利要求1所述的气电耦合多联供系统，其特征在于，所述气电耦合多联供系统还包括燃气供给管道，所述燃气供给管道与所述燃气发动机连接。

8.如权利要求7所述的气电耦合多联供系统，其特征在于，所述燃气供给管道内供给天然气、沼气、生物质热解气、氢气中的至少一种。

9.一种权利要求1至8任一项所述的气电耦合多联供系统的控制方法，其特征在于，包括：

10.如权利要求9所述的气电耦合多联供系统的控制方法，其特征在于，还包括：

技术总结本申请公开了一种气电耦合多联供系统及其控制方法，该气电耦合多联供系统包括热电联供子系统及热泵子系统；所述热电联供子系统包括燃气发动机、发电机、三元催化器、烟气换热器、烟气冷凝换热器、板式换热器、冷却液循环泵；所述热泵子系统包括压缩机、油气分离器、四通换向阀、冷凝器、储液器、干燥过滤器、过冷器、第一电子膨胀阀、蒸发器、气液分离器。本申请可以采用燃气驱动制热也可采用电力驱动制热，能充分利用燃气价格、电价的差异来降低热水生产成本，能提升制热效率。技术研发人员：唐继旭,张扬,彭哲封,方建平,金晨,马赟受保护的技术使用者：中集安瑞科能源系统（上海）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16