專利名稱：三機同軸直聯(lián)的熱電冷聯(lián)供機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及二次能源技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，一種集發(fā)電、采暖及空調(diào)系統(tǒng)的為一體的裝置，用于建筑物的供暖、供電、供冷。
背景技術(shù)：
“分布式熱、電、冷聯(lián)產(chǎn)”，是最近國內(nèi)關(guān)于節(jié)約能源，保護環(huán)境等應(yīng)用措施的熱門課題，其中發(fā)電機(熱電聯(lián)產(chǎn)機組)與鍋爐、吸收式空調(diào)機組及電動空調(diào)機組的各種松散式結(jié)合方案接連出籠，如清華大學(xué)申請的“一種以燃氣輪機為動力的雙聯(lián)熱泵式熱電聯(lián)供系統(tǒng)”見公開號CN1536293A；“一種以以斯特林發(fā)動機為動力的熱泵系統(tǒng)應(yīng)用方法”見公開號CN1536291A；以及“一種電力調(diào)峰熱電冷聯(lián)供運行方法及其裝置”見公開號CN1356770A等等。這些方法都說明了節(jié)約能源、保護環(huán)境的很好方案，但節(jié)能與控制不明顯，不利于一體化及產(chǎn)品化批量生產(chǎn)，同時根據(jù)實際應(yīng)用情況的可調(diào)節(jié)性、變化性不強，“以斯特林發(fā)動機為動力的熱泵系統(tǒng)應(yīng)用方法”是將斯特林發(fā)動機直聯(lián)熱泵，此系統(tǒng)不能說明在過渡季節(jié)只發(fā)電，不運行空調(diào)系統(tǒng)的可能，同時也不能在用電低谷時利用網(wǎng)電運轉(zhuǎn)空調(diào)系統(tǒng)。在現(xiàn)有的其它技術(shù)中，也沒有將發(fā)動、發(fā)電電動兩用電機及熱泵機組用離合器連于同一軸的相關(guān)技術(shù)，同時以往公開技術(shù)中的報道在發(fā)電時不能對熱泵進行能量調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型目的是提供一種三機同軸直聯(lián)的熱電冷聯(lián)供機組，將發(fā)動機、兩用電機、熱泵壓縮機連在同一軸上，形成三機直聯(lián)并可任意組合，適用于綜合公共樓宇和住宅社區(qū)，實現(xiàn)24小時供暖、供冷、供電。
這種三機同軸直聯(lián)的熱電冷聯(lián)供機組，包括發(fā)動機、兩用電機、熱泵機組、及系統(tǒng)管路閥門和電控系統(tǒng)，其特征是兩用電機兩端出軸，并通過可控離合器分別與熱泵壓縮機和發(fā)動機連在同一軸上形成三機直聯(lián)；兩用電機兩端的可控離合器可實現(xiàn)電機與發(fā)動機、電機與熱泵的分與合，并可通過電控系統(tǒng)、可控離合器控制熱泵壓縮機的轉(zhuǎn)速與開、停，通過電控系統(tǒng)將兩用電機與電網(wǎng)相連。本機配有發(fā)動機機體熱量回收裝置及煙氣熱量回收裝置，其管路分別與熱泵系統(tǒng)、采暖及衛(wèi)生熱水管路以及地源水管路相連。優(yōu)點(1)本實用新型的三機聯(lián)供機組能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機、兩用電機及熱泵機組的任意組合。其工作方式包括發(fā)動機同軸帶動發(fā)電機發(fā)電及熱泵空調(diào)裝置運行，還能實現(xiàn)只發(fā)電不運行熱泵空調(diào)、或只運行熱泵空調(diào)不發(fā)電，以及供電低谷時利用兩用電機帶動熱泵空調(diào)等，符合于實際應(yīng)用方式的運行狀態(tài)。
(2)本機組的優(yōu)勢在于處于發(fā)電狀態(tài)中仍具有可對空調(diào)熱泵機組進行調(diào)速實現(xiàn)能量調(diào)節(jié)的功能。
(3)本機組可多機并用，并可根據(jù)需要調(diào)整開機數(shù)量。是一種優(yōu)化能源利用技術(shù)。這種應(yīng)用需求可形成批量機組產(chǎn)品，直接應(yīng)用于單元式公共樓宇、辦公樓群、綜合住宅社區(qū)、別墅式小樓等各種獨立式24小時熱電冷聯(lián)供系統(tǒng)。使用本機組的意義在于充分利用低谷電價優(yōu)勢，并配合調(diào)峰填谷。
(4)本新型機組的設(shè)計，可做為樓群的備用電源，可與公共電網(wǎng)并網(wǎng)但可不上網(wǎng)。
(5)本機組可通過電控系統(tǒng)接受遙控遙測，實現(xiàn)多機并聯(lián)系統(tǒng)的單臺或多臺運轉(zhuǎn)方式，以便于系統(tǒng)的優(yōu)化運行調(diào)節(jié)。


附圖1是三機同軸直聯(lián)的熱電冷聯(lián)供機組原理框圖。
附圖2是三機同軸直聯(lián)的熱電冷聯(lián)供機組電路原理框圖。
具體實施方式
本實用新型的三機同軸直聯(lián)的熱電冷聯(lián)機組，包括發(fā)動機、發(fā)電機、熱泵機組及系統(tǒng)管路閥門和電控系統(tǒng)。見圖1其特征在于兩用電機5兩端出軸，通過離合器6、7分別將發(fā)動機1和熱泵壓縮機2連在同一軸上，形成三機直聯(lián)。兩用電機與一端離合器7與發(fā)動機1相連。另一端的離合器6與熱泵的壓縮機2相連，發(fā)動機1配有機體熱量回收裝置8和煙氣熱量回收裝置9，發(fā)動機1的機體熱回收裝置8和煙氣熱量回收裝置9的熱量回收管路與用戶管路相通，通過電磁閥12、13、15、16實現(xiàn)與采暖管路及衛(wèi)生用水管路的切換。熱泵壓縮機2與換熱器3、4及管路、閥門配件組成熱泵系統(tǒng)，換熱器4端與熱源，如地?zé)嵩础⑺垂苈废噙B，換熱器3與用戶管路相連。本機組配有的電控系統(tǒng)18，對發(fā)電運行、空調(diào)運行、熱回收裝置水流量及熱電、冷電聯(lián)供運行進行自動控制與保護。電控系統(tǒng)可實施控制發(fā)動機轉(zhuǎn)數(shù)以及實現(xiàn)三機之間的任意組合轉(zhuǎn)換控制，以電磁閥實現(xiàn)對采暖管路及衛(wèi)生熱水管路的切換，熱量回收裝置管路配有自動溫控閥門，根據(jù)水溫對熱回收裝置水量進行調(diào)節(jié)。結(jié)合圖2說明電控系統(tǒng)18主要由微處理器、操作鍵盤、接口電路、顯示器和繼電接觸器等幾部分所組成。電控系統(tǒng)通過接口電路分別與發(fā)動機1、電機5、離合器6、7、熱泵機組2、3、4及用戶管路保持雙向連通，并與公用電網(wǎng)、本地用戶連通。離合器、用戶管路電路中有接觸器J1、J2，遙控遙測電路接入電控系統(tǒng)。
系統(tǒng)的控制軟件存在微處理器的程序存儲器中，系統(tǒng)數(shù)據(jù)和控制步驟存在數(shù)據(jù)存儲器中。
微處理器通過操作鍵盤、接口電路和顯示器與外部交換信息。通過繼電接觸器和離合器可使該裝置處于四種工作狀態(tài)A.發(fā)動機帶動電機發(fā)電及熱泵運轉(zhuǎn)時，接觸器J1、J2吸合，離合器1、2閉合；B.發(fā)動機只驅(qū)動熱泵運轉(zhuǎn)時，接觸器J2不吸合、離合器1、2閉合；C.發(fā)動機只驅(qū)動電機發(fā)電時，接觸器J1、J2吸合，離合器1不閉合，離合器2閉合；D.電機驅(qū)動熱泵運行、發(fā)動機不工作時，J1、J2吸合，離合器1閉合、離合器2不閉合；電控系統(tǒng)可根據(jù)實際需要調(diào)節(jié)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和熱泵的工作狀態(tài)。
本實用新型所述的發(fā)動機指燃油或燃氣發(fā)動機。
結(jié)合附圖說明水源(或地源)熱泵系統(tǒng)的四種工作方式的實際應(yīng)用1.冬季采暖運行(可發(fā)電)兩用電機5軸兩端的兩組離合器6、7同時合閉，使發(fā)動機1與熱泵機組的壓縮機2聯(lián)動，此時熱泵機組由四通閥切換到制熱狀態(tài)，地下水(或地埋管中的乙二醇等介質(zhì))不斷把土壤中熱量帶到換熱器4，并被壓縮機2從換熱器4中送入換熱器3，用戶采暖水不斷從換熱器3中獲取熱量，同時發(fā)動機1中的潤滑油中熱量及缸套發(fā)熱量，以及煙氣中的熱量也被與用戶管路相通的采暖水通過發(fā)動機散熱回收器8及煙氣熱回收器9一一獲取。采暖供水的溫度可由感溫器自動控制離合器6，實現(xiàn)控制熱泵機組的運行，用戶管路中連通發(fā)動機機體熱回收裝置8及煙氣熱量回收裝置9的循環(huán)水量，由自動溫度調(diào)節(jié)閥根據(jù)水溫(一般為50℃左右)自動調(diào)節(jié)。而煙氣熱量回收裝置9中剩余的熱量被地下水帶入熱泵機組換熱器4，增加了熱泵機組的運行效果，熱量被間接提取。本機組熱泵系統(tǒng)是以四通閥進行冷熱運行切換的。
熱泵機組供暖時兩用發(fā)電機5處于待發(fā)電狀態(tài)，發(fā)電與否取決于用戶是否用電，如處于發(fā)電狀態(tài)，發(fā)動機1將恒定轉(zhuǎn)數(shù)，供水溫度將通過離合器6控制壓縮機2的轉(zhuǎn)速或開、停來實現(xiàn)，壓縮機2的工作與否不影響發(fā)電機的供電。
2.夏季制冷運行(可發(fā)電)兩用發(fā)電機5軸兩端前后的兩組離合器6同時合閉，使發(fā)動機1與熱泵壓縮機2聯(lián)動，此時熱泵機組由四通閥切換到制冷狀態(tài)，用戶空調(diào)水不斷從換熱器3中被降溫獲取冷量(放出熱量)，壓縮機把換熱器3獲取的熱量轉(zhuǎn)移到換熱器4中，被地下水(或地埋管中的乙二醇等)帶入地下。同時制冷運行時電磁閥12、13關(guān)閉，電磁閥15、16開啟，發(fā)動機中熱量及煙氣中熱量通過換熱器14被衛(wèi)生用水帶走。如發(fā)動機換熱器水溫過高(超過90℃)，冷卻器17的風(fēng)機將自動啟動。
此時兩用電機處于待發(fā)電狀態(tài)，發(fā)電與否取決于用戶是否用電。
3.只發(fā)電由發(fā)動機1帶動兩用電機5發(fā)電，兩用電機與熱泵機組壓縮機2之間的離合器6脫離，此時處于僅供電狀態(tài)，一般用于過渡季節(jié)及用電高峰且不需空調(diào)時。
4.用兩用電機帶動熱泵空調(diào)當需用采暖，又處于用電低谷時，可用公用電網(wǎng)，通過兩用電機5直接帶動熱泵機組壓縮機2工作。此時兩用發(fā)電機5與發(fā)動機1之間的離合器7脫離。
權(quán)利要求1.三機同軸直聯(lián)的熱電冷聯(lián)供機組，包括發(fā)動機、兩用電機、熱泵機組、及系統(tǒng)管路閥門和電控系統(tǒng)，其特征是兩用電機兩端出軸，并通過可控離合器分別與熱泵壓縮機和發(fā)動機連在同一軸上形成三機直聯(lián)；兩用電機兩端的可控離合器可實現(xiàn)電機與發(fā)動機、電機與熱泵的分與合，并可通過電控系統(tǒng)、可控離合器控制熱泵壓縮機的轉(zhuǎn)速與開、停，通過電控系統(tǒng)將兩用電機與電網(wǎng)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三機同軸直聯(lián)的熱電冷聯(lián)供機組，其特征在于發(fā)動機配有發(fā)動機機體熱量回收裝置及煙氣熱量回收裝置，其管路分別與熱泵系統(tǒng)、采暖及衛(wèi)生熱水管路以及地源水管路相連；機體熱量回收裝置及煙氣熱量回收裝置均配有溫控流量控制閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三機同軸直聯(lián)的熱電冷聯(lián)供機組，其特征在于電控系統(tǒng)通過接口電路分別與發(fā)動機、兩用電機、離合器、熱泵機組保持雙向連通，并通過接觸器J1、J2與公用電網(wǎng)和本地用戶連接，電控系統(tǒng)中有遙控遙測電路。
專利摘要一種三機同軸直聯(lián)的熱電冷聯(lián)供機組，包括發(fā)動機、兩用電機、熱泵機組、系統(tǒng)管路閥門和電控系統(tǒng)，其特征是兩用電機兩端出軸，并通過可控離合器分別與熱泵壓縮機和發(fā)動機連在同一軸上形成三機直聯(lián)；兩用電機兩端的可控離合器可實現(xiàn)電機與發(fā)動機、電機與熱泵的分與合，并可通過電控系統(tǒng)、可控離合器控制熱泵壓縮機的轉(zhuǎn)速與開、停，還可通過電控系統(tǒng)將兩用電機與電網(wǎng)相連。本機配有發(fā)動機機體熱量回收裝置及煙氣熱量回收裝置，其管路分別與熱泵系統(tǒng)、采暖及衛(wèi)生熱水管路以及地源水管路相連。三機聯(lián)供機組有四種工作方式，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)動機、兩用電機及熱泵機組的任意組合，充分利用峰谷電價的優(yōu)勢，并起到對公用電網(wǎng)調(diào)峰填谷的作用。
文檔編號F25B30/02GK2766197SQ200420120748
公開日2006年3月22日 申請日期2004年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月28日
發(fā)明者宋力, 高亞民, 王旭, 王晉聲 申請人:沈陽東宇集團股份有限公司