[发明专利]冷热电集成系统

说明书

技术领域

本发明涉及冷热电集成系统（integrated cooling,heat and  power system）的领域。

背景技术

已经进行了各种努力以提供冷热电联产系统（combined cooling, heat,and power system）。然而，已知的系统都具有其缺点。例如， 在小于200kW范围内的分布式发电中，这种发电在本领域被认为是“微 型”或“微型发电”，发电效率相对较低。因此，值得考虑多联产—— 例如热电联产（CHP），作为用于小功率或低热量需求的实践。

几乎所有目前的冷热电联产（CCHP）应用都是利用现有商业产品 来设计和安装的。典型地，它们包括一个电力发生器、一个热回收装 置（HRU）、一个冷却系统（电压缩系统或吸收式制冷系统）以及一个 冷却塔。对于住宅或小型商业应用，目前的实践过于复杂、体积庞大、 昂贵并且骇人。此外，由于各组件的小尺寸以及另外的在独立商业装 置之间产生的不可逆性，现有微型CCHP系统的整体热/电效率基本低 于70%并且在65%左右。

因此，继续存在对克服上述已知系统的一个或多个缺点的集成 CCHP系统的需要。

发明内容

通过提供一种将燃气轮机、吸收式制冷机以及燃气轮机进口制冷 机集成到一个紧凑模块的方法，本发明解决了这种需要。本发明还提 供了一种通过使用燃气轮机进口冷却技术（inlet cooling  technology）来产生既大又恒定的电功率的方法。此外，本发明提供 了一种将热回收装置集成到吸收式制冷机系统的发生器中从而省略独 立的热回收系统的方法，以及一种通过将冷凝器冷却系统纳入到吸收 式制冷机的吸收器中从而省略冷却塔的方法。这将显著减少CCHP系统 的占用空间和尺寸，提高系统性能，并使其易于运输、安装和控制。

在本发明的一个实施方案中，提供了一种单效吸收式制冷机，其 包括：一个吸收器，所述吸收器有效地连接至（operatively connected  to）溶液热交换器和发生器；以及一个冷凝器，所述冷凝器与所述吸 收器流体连通，其中所述吸收器被这样定尺寸并配置，以从水源接收 进给水并将热量传递至所述进给水，然后将所述进给水传送到所述冷 凝器，在所述进给水进入所述冷凝器之前不对所述进给水进一步热调 节，以及其中所述冷凝器被这样定尺寸并配置，以从所述吸收器接收 进给水并将热量传递至所述进给水，由此冷却所述冷凝器，而没有借 助于一个外部的热交换器，诸如传统的冷却塔。

本发明的另一实施方案提供了一种单效吸收式制冷机，其包括： 一个吸收器，所述吸收器有效地连接至溶液热交换器和发生器；以及 一个冷凝器，所述冷凝器有效地连接至所述发生器的热交换器组件， 其中所述冷凝器被这样定尺寸并配置，以从水源接收进给水并将热量 传递至所述进给水，然后将所述进给水传送至所述发生器的热交换器 组件并将热量从外部热源传递至所述进给水从而提供热水，而没有借 助于一个外部的热回收装置。

本发明的另一实施方案是一种方法，该方法包括：将致冷剂蒸气 提供至单效吸收式制冷机的吸收器，在所述吸收器中至少所述致冷剂 蒸气接触来自溶液热交换器的冷凝的吸收剂流，所述致冷剂蒸气被所 述冷凝的吸收剂流吸收从而形成液体稀释溶液混合物，以及从水源提 供水流以冷却所述吸收器，从而在吸收过程中在所述致冷剂蒸气和所 述冷凝吸收剂流之间产生高亲和性并将热量传递至所述进给水；将所 述水流从所述吸收器提供至冷凝器，使得所述水流吸收来自所述冷凝 器的至少一部分释放潜热，由此形成被冷凝器加热的水流并冷却所述 冷凝器，而不没有借助于一个外部热交换器，诸如传统的冷却塔；通 过将所述被冷凝器加热的水流穿过热交换器组件进给到发生器，进一 步加热所述被冷凝器加热的水流，其中所述被冷凝器加热的水流吸收 来自外部热源能量的附加热量从而提供热水，而不没有借助于一个外 部的热回收装置；将第二水流提供进蒸发器，在所述蒸发器中低温、 低压的致冷剂闪蒸为蒸气并吸收来自第二水流的热量，由此降低所述 第二水流的温度并形成冷水流；将所述冷水流的至少一部分传递至有 效连接到燃烧发动机的发动机进口制冷机；以及使外部空气循环穿过 所述发动机进口制冷机。