一種家用分布式能源循環系統的製作方法
2023-08-07 10:22:41
一種家用分布式能源循環系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種家用分布式能源循環系統，包括燃氣儲罐、燃氣控制閥、燃氣發電機、公用電網接口、餘熱生活控制閥、餘熱熱泵控制閥、吸收式熱泵、風機盤管控制閥、風機盤管、盤管供熱/製冷終端、供熱終端、地暖/暖氣片、熱泵供熱控制閥、熱泵餘熱控制閥、煙氣旁路閥、做飯煙氣控制閥、做飯炊具、熱水加熱器、熱水箱和煙囪，本發明採用天燃氣為燃料，採用燃氣輪機發電。燃氣輪機的排氣溫度大約為500~550℃，能夠用餘熱做飯、燒熱水和供暖等。對於需要供熱和製冷的地區，夏天為家庭製冷，冬天為家庭供熱。本發明的能源利用效率可達到70%以上，比家用傳統能源利用系統節能50%以上，大大減輕了家庭的經濟負擔，提高了人們的生活品質。
【專利說明】一種家用分布式能源循環系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種能源循環系統，尤其涉及一種家用分布式能源循環系統。
【背景技術】
[0002]我國有13億人，約7億城市人口，2億個家庭。家庭用電、用熱、供熱、製冷的能源消耗佔城市用能的40%以上。隨著人們生活水平的逐步提高，對住宅的要求越來越高，住房面積也越來越大。供熱、供冷、做飯、用熱水等已經在城市和農村得到普及。目前家庭用能的普遍方式是:採用電能空調供熱和製冷、天然氣直接燃燒供熱、電熱熱水器、天然氣熱水器、天然氣直接燃燒做飯等。這些用能方式都是直接消耗高品位能源，不僅造成能源浪費，而且給家庭帶來經濟負擔。
[0003]節能減排是國家的一項基本國策。大力發展分布式能源是國家產業政策大力提倡的用能方式。特別是家用分布式能源系統還處於空白。因此，開發先進的家用能源系統對節能減排和提供民眾的生活水平十分重要。其中，家用分布式能源系統是對家用能源的科學化利用。傳統的能源消耗方式的能源利用率僅為20-30%.如果採用分布式能源系統，其能源利用率可以達到到70%，比傳統能源利用方式的效率至少提高30%以上。我國現在的能源總消耗大約30億噸標煤。其中，家庭能源消耗大約每年10億噸標煤，即使節能萬分之一，每年的節能量也將達到100萬噸標煤以上。
[0004]現有的家庭基本上採用的是分散式用能方式，其基本特徵如下:1)家用空調:直接用電能驅動熱泵運行，對家庭供熱或採暖；2)家庭供熱:除了集中供熱系統以外，家庭基本上採用燃煤採暖。由於汙染很大，特別是城市幾乎不可能採用燃煤供暖。而是採用天然氣直接燃燒加熱水，然後用水作為介質通過暖氣片，或地板採暖。3)生活熱水:家用生活熱水絕大部分用燃氣爐燒熱水，`有一部分家庭用電熱水器供應熱水。4)做飯:城市家庭做飯幾乎全部採用天然氣為燃料，用燃氣灶做飯。
[0005]分散式用能方式存在以下缺陷:1)家用空調用的是高品位能源。我國電力生產的平均能耗為350克標煤左右，相當於熱電轉換效率為35%。因此，用電力驅動空調浪費的能源大約為60%左右。特別是家用小空調，效率更低，更浪費能源。2)燃氣燃燒溫度高達10000C以上，理想熱效率(卡諾熱效率)接近80%，也屬於高品位能源。而家用供暖和燒熱水所用的溫度僅為80°C左右，其卡諾效率僅為16%左右。無形中損失了 60%左右的能源利用價值。因此，天然氣供熱和生活用熱水浪費能源十分嚴重。3)家用燃氣灶浪費的能源更加嚴重。炒菜、煮飯的能源效率還不足20%，如果考慮能源品質的下降，天然氣的可用價值大約為10%左右。
[0006]綜上所述，家庭用電、用熱和用氣的利用率非常低。大約在20-30%左右。如果能夠根據熱力學的基本理論科學利用能源，家庭節能的潛力巨大。大大有利於節能、環保和減少家庭能源開支。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是為了解決上述問題而提供一種能耗低、利用率高的家用分布式能源循環系統。
[0008]本發明是通過如下技術方案實現的:
一種家用分布式能源循環系統，包括燃氣儲罐、燃氣控制閥、燃氣發電機、公用電網接口、餘熱生活控制閥、餘熱熱泵控制閥、吸收式熱泵、風機盤管控制閥、風機盤管、盤管供熱/製冷終端、供熱終端、地暖/暖氣片、熱泵供熱控制閥、熱泵餘熱控制閥、煙氣旁路閥、做飯煙氣控制閥、做飯炊具、熱水加熱器、熱水箱和煙?，所述燃氣儲罐的出氣口與所述燃氣控制閥的進氣端連接，所述燃氣控制閥的出氣端與所述燃氣發電機的進氣口連接，所述燃氣發電機的電能輸出端與所述公用電網接口連接，所述燃氣發電機的排氣口分別與所述餘熱熱泵控制閥的進氣端和所述餘熱生活控制閥的進氣端連接，所述餘熱熱泵控制閥的出氣端與所述吸收式熱泵的進氣口連接，所述吸收式熱泵的出氣口分別與所述風機盤管控制閥的進氣端、所述熱泵供熱控制閥的進氣端和所述熱泵餘熱控制閥的進氣端連接，所述風機盤管控制閥的出氣端與所述風機盤管的進氣端連接，所述風機盤管的出氣端與所述盤管供熱/製冷終端的進氣口連接；所述熱泵供熱控制閥的出氣端與所述地暖/暖氣片的進氣端連接，所述地暖/暖氣片的出氣端與所述供熱終端連接；所述餘熱生活控制閥的出氣端和所述煙氣旁路閥的進氣端和所述做飯煙氣控制閥的進氣端連接，所述做飯煙氣控制閥的出氣端與所述做飯炊具的煙氣入口連接，所述煙氣旁路閥的出氣端、熱泵餘熱控制閥的出氣端和所述做飯炊具的煙氣出口均與所述熱水加熱器的進氣口連接，所述熱水加熱器的進水口與自來水水管的出水口連接，所述熱水加熱器的出水口與所述熱水箱的進水口連接，所述熱水加熱器的排氣口與所述煙囪連接。
[0009]本發明的有益效果是:
本發明採用天燃氣為燃 料，採用燃氣輪機發電。燃氣輪機的排氣溫度大約為50(T55(TC，能夠用餘熱做飯、燒熱水和供暖等。對於需要供熱和製冷的地區，能夠用燃氣機的餘熱做驅動力，推動吸收式熱泵運行，夏天為家庭製冷，冬天為家庭供熱等。同時系統中吸收式熱泵排出的煙氣溫度在200-250 V左右，還可以用餘熱進一步加熱熱水，為家庭生活所用。本發明的能源利用效率可達到70%以上，比家用傳統能源利用系統節能50%以上，大大減輕了家庭的經濟負擔，提高了人們的生活品質。
[0010]
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發明一種家用分布式能源循環系統的結構框圖；
圖中:1-燃氣儲罐，2-燃氣控制閥，3-燃氣發電機，4-公用電網接口，5-餘熱生活控制閥，6-餘熱熱泵控制閥，7-吸收式熱泵，8-風機盤管控制閥，9-風機盤管，10-盤管供熱/製冷終端，11-供熱終端，12-地暖/暖氣片，13-熱泵供熱控制閥，14-熱泵餘熱控制閥，15-煙氣旁路閥，16-做飯煙氣控制閥，17-做飯炊具，18-熱水加熱器，19-熱水箱，20-煙囪，21-自來水水管。
[0012]
【具體實施方式】[0013]如圖1所示，本發明一種家用分布式能源循環系統，包括燃氣儲罐1、燃氣控制閥
2、燃氣發電機3、公用電網接口 4、餘熱生活控制閥5、餘熱熱泵控制閥6、吸收式熱泵7、風機盤管控制閥8、風機盤管9、盤管供熱/製冷終端10、供熱終端11、地暖/暖氣片12、熱泵供熱控制閥13、熱泵餘熱控制閥14、煙氣旁路閥15、做飯煙氣控制閥16、做飯炊具17、熱水加熱器18、熱水箱19和煙囪20，燃氣儲罐I的出氣口與燃氣控制閥2的進氣端連接，燃氣控制閥2的出氣端與燃氣發電機3的進氣口連接，燃氣發電機3的電能輸出端與公用電網接口 4連接，燃氣發電機3的排氣口分別與餘熱熱泵控制閥6的進氣端和餘熱生活控制閥5的進氣端連接，餘熱熱泵控制閥6的出氣端與吸收式熱泵7的進氣口連接，吸收式熱泵7的出氣口分別與風機盤管控制閥8的進氣端、熱泵供熱控制閥13的進氣端和熱泵餘熱控制閥14的進氣端連接，風機盤管控制閥8的出氣端與風機盤管9的進氣端連接，風機盤管9的出氣端與盤管供熱/製冷終端10的進氣口連接；熱泵供熱控制閥13的出氣端與地暖/暖氣片12的進氣端連接，地暖/暖氣片12的出氣端與供熱終端11連接；餘熱生活控制閥5的出氣端和煙氣旁路閥15的進氣端和做飯煙氣控制閥16的進氣端連接，做飯煙氣控制閥16的出氣端與做飯炊具17的煙氣入口連接，煙氣旁路閥16的出氣端、熱泵餘熱控制閥14的出氣端和做飯炊具17的煙氣出口均與熱水加熱器18的進氣口連接，熱水加熱器18的進水口與自來水水管21的出水口連接，熱水加熱器18的出水口與熱水箱19的進水口連接，熱水加熱器18的排氣口與煙囪20連接。
[0014]本發明的工作原理如下:
從燃氣儲罐I出來的燃氣經過燃氣控制閥2進入燃氣發電機3，燃氣發電機3發的電經過家用配電系統進入公用電網。另一路從燃氣發電機3排出的煙氣，通常溫度為50(T55(TC。這部分餘熱進入家用餘熱利用系統。其中一部分餘熱通過餘熱熱泵控制閥6進入吸收式熱泵7，作為吸收式熱泵7的驅動能源。吸收式熱泵7在吸收煙氣餘熱以後產生供熱熱源，或製冷的冷源。對於風機盤管系統，吸收式熱泵7提供的熱量或冷量可以直接通過風機盤管9進入盤管供熱/製冷終端10。對於採用地暖/暖氣片12的房間，只能用於供熱，而不能用於供冷。
[0015]從吸收式熱泵7排出的煙氣，仍然有200 V的溫度。這部分能源通過熱泵餘熱控制閥14進入熱水加熱器18，作為加熱熱水的一部分能源，經過熱交換以後，煙氣溫度下降到80°C左右，經過煙? 20排入大氣。
[0016]從燃氣發電機3排出的煙氣的另一部分通過餘熱生活控制閥5，進入直接加熱系統。其中，做飯、炒菜時家庭的必需品。由於燃氣發電機3排出的煙氣溫度達到500°C以上。因此，可以用燃氣發電機3的餘熱通過做飯煙氣控制閥16進入做飯炊具17，為做飯、炒菜提供熱源。用於做飯、炒菜以後的煙氣進入熱水加熱器18，為生活用熱水提供一部分熱源。
[0017]對於生活用熱不夠的部分，可以通過餘熱生活控制閥5和煙氣旁路閥15將一部分燃氣發電機3的餘熱直接送入熱水加熱器18中作為一部分熱源，達到滿足生活用熱的目的。
[0018]吸收式熱泵7餘熱、做飯餘熱及旁路系統的餘熱同時引入熱水加熱器18，與從熱水箱19引入的熱水進行換熱，使熱水箱19的水循環加熱。熱水箱19中的熱水可以用於洗澡、洗菜、洗衣及其它生活用途。對於沒有安裝吸收式熱泵7的家庭，熱水箱19中的熱水在冬天還可以用於加熱器房間的供熱。[0019]使用本發明比家用傳統能源利用系統節能50%以上，每個家庭平均節能3.5噸標煤。每個家庭年發電收入約9000元，大致與消耗的天然氣費用相當。除去發電多用的天然氣費用，每個家庭減少供熱、製冷和生活用氣5000多元，大大減輕了家庭的經濟負擔，提高了人們的生活品質。
【權利要求】
1.一種家用分布式能源循環系統，其特徵在於:包括燃氣儲罐、燃氣控制閥、燃氣發電機、公用電網接口、餘熱生活控制閥、餘熱熱泵控制閥、吸收式熱泵、風機盤管控制閥、風機盤管、盤管供熱/製冷終端、供熱終端、地暖/暖氣片、熱泵供熱控制閥、熱泵餘熱控制閥、煙氣旁路閥、做飯煙氣控制閥、做飯炊具、熱水加熱器、熱水箱和煙?，所述燃氣儲罐的出氣口與所述燃氣控制閥的進氣端連接，所述燃氣控制閥的出氣端與所述燃氣發電機的進氣口連接，所述燃氣發電機的電能輸出端與所述公用電網接口連接，所述燃氣發電機的排氣口分別與所述餘熱熱泵控制閥的進氣端和所述餘熱生活控制閥的進氣端連接，所述餘熱熱泵控制閥的出氣端與所述吸收式熱泵的進氣口連接，所述吸收式熱泵的出氣口分別與所述風機盤管控制閥的進氣端、所述熱泵供熱控制閥的進氣端和所述熱泵餘熱控制閥的進氣端連接，所述風機盤管控制閥的出氣端與所述風機盤管的進氣端連接，所述風機盤管的出氣端與所述盤管供熱/製冷終端的進氣口連接；所述熱泵供熱控制閥的出氣端與所述地暖/暖氣片的進氣端連接，所述地暖/暖氣片的出氣端與所述供熱終端連接；所述餘熱生活控制閥的出氣端和所述煙氣旁路閥的進氣端和所述做飯煙氣控制閥的進氣端連接，所述做飯煙氣控制閥的出氣端與所述做飯炊具的煙氣入口連接，所述煙氣旁路閥的出氣端、熱泵餘熱控制閥的出氣端和所述做飯炊具的煙氣出口均與所述熱水加熱器的進氣口連接，所述熱水加熱器的進水口與自來水水管的出水口連接，所述熱水加熱器的出水口與所述熱水箱的進水口連接，所述熱水加熱器的排氣口與所述煙?連接。
【文檔編號】F24C1/00GK103776077SQ201410057579
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月20日 優先權日:2014年2月20日
【發明者】徐毅 申請人:甘孜州康盛地熱有限公司