医院天然气分布式供能系统的制作方法

本发明涉及一种供能系统，特别是一种医院天然气分布式供能系统。

背景技术：

天然气分布式能源是指利用天然气为燃料，通过冷热电三联供等方式实现能源的梯级利用，综合能源利用效率在70％以上，并在负荷中心就近实现能源供应的现代能源供应方式，是天然气高效利用的重要方式。该系统是在热电联产系统基础上发展起来的一种主要用于满足各类能源需求的系统，它是传统热电联产系统在应用规模和应用场合上的进一步扩充和壮大。

分布式能源是一种全新的，对一次能源的高效、环保的能源利用方式。综合解决了能源转换、运输、使用等一方面，避免了电力等能源长距离运输引起的线损；另一方面，分布式能源可与根据用户用能特点，进行耦合，提高了天然气等一次能源的利用率。

从我国当前分布式能源系统的发展情况来看，分布式能源系统的研究还处在初期阶段。但是我国有巨大的分布式能源系统发展潜力。随着经济发展，人民生活水平的不断提高，能源需求的不断增长将成为中国分布式能源系统发展的主要动力。但目前国内分布式能源应用案例由于集成方案设计等原因，多数项目仅能输出一种能源，与医院用能特点的耦合性不强，系统实用性及利用率降低，未能充分发挥分布式能源的优势。

医院具有冷热负荷需求量大，供能时间长且负荷较为稳定，单位面积用能密度较高、稳定负荷期长等特点，并呈现明显的季节性规律，是理想的分布式能源应用场所。

夏季工况下，医院主要需求冷冻水用于病房、门诊大厅等人员活动区域制冷，需求量大且稳定；冬季工况下，医院主要需求生活热水、暖通热水等，生活热水负荷波动较大，早晚时刻需求较大，夜间需求较小，暖通热水负荷较为稳定，波动较小，主要易受天气等因素影响。

目前医院对热水、冷冻水等能源的需求主要依靠燃气锅炉以及电制冷机提供，为满足医院日常生活、医疗所需的蒸汽、生活热水、暖通热水，医院将消耗大量天然气、电能等高品质能源，同时也增加了医院日常运行成本。

授权公告号为CN2687355Y的中国实用新型专利公开了一种由燃气轮机、溴化锂机组、除湿机组等设备组成的多功能分布式冷热电联产系统，其将天然气分布式能源与可再生太阳能进行耦合，提高了能源利用率，但该方案未能充分考虑不同季节对不同冷热的需求。

目前并没有一种高效可行的，可提供电力、热水、冷冻水等各种能源，能够满足医院在不同季节对不同类型负荷需求的分布式供能系统集成方案，在一定程度上影响了分布式能源在医院领域的推广及应用。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构原理简单、安全高效、能够提供多种能源输出且适应医院对冷热负荷波动的医院天然气分布式供能系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

医院天然气分布式供能系统，包括内燃机、烟气热水型溴化锂制冷制热两用机组、烟气热水换热器、热水储存罐和三通调节阀，内燃机连接有天然气管道、缸套水管道、烟气管道和中冷水管道，缸套水管道还与烟气热水型溴化锂制冷制热两用机组连接，烟气管道还通过三通调节阀分别与烟气热水型溴化锂制冷制热两用机组、烟气热水换热器连接，烟气热水换热器与热水储存罐连接，中冷水管道还与热水储存罐连接。

本发明在烟气热水换热器之后设置热水储存罐，当卫生热水供小于求时，热水储存罐中的热水作为补充调节，使用热水储存罐来满足不同时间医院对卫生热水需求量的不同，解决热水负荷波动大而引起系统运行不稳定的问题。

作为优选，内燃机通过供电线路连接医院供电设备，烟气热水型溴化锂制冷制热两用机组与医院空调供冷或供热设备连接，热水储存罐与医院卫生热水设备连接。

作为优选，还包括电制冷机和燃气锅炉，内燃机与电制冷机连接，燃气锅炉分别与热水储存罐和天然气管道连接。其优点在于，通过电制冷机进行补充制冷，满足了在夏季工况下对制冷的大需求。

作为优选，电制冷机与医院空调供冷设备连接，燃气锅炉与医院空调供热设备连接。

作为优选，热水储存罐还设有保温装置。其优点在于，能够长时间的保存热水，用于满足不同时间医院对卫生热水需求量的不同，解决热水负荷波动大而引起系统运行不稳定的问题。

本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：

1、由于本发明考虑到医院用能的类型和时间特征，以及具有多种能源输出、对负荷变化适应性强、能源综合利用率高的特点，实现了分布式能源梯级利用、按需供应。本发明显著提高了传统分布式能源的利用效率和经济性，具有良好的应用前景和推广价值，非常适合在医院中推广应用。

2、由于本发明按照“温度对口，梯级利用”的原理，高品位段用于发电，中品位段用于制冷制热，低品位段用于卫生热水，通过余热回收利用技术，实现了天然气的高效梯级利用，进而达到节能减排的目的。

3、由于本发明通过烟气热水型溴化锂制冷制热两用机组以及烟气热水换热器，充分回收了内燃机排烟余热和缸套水热量，提高了整个系统的能源利用率。

4、由于本发明通过将燃气锅炉、电制冷机、热水储存罐等集成进入系统，满足了医院一年四季各种工况下对冷热水、卫生热水的需求，可向医院提供多种形式能源。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例2的结构示意图。

标号说明：

1、内燃机2、烟气热水型溴化锂制冷制热两用机组3、烟气热水换热器4、热水储存罐5、三通调节阀6、电制冷机7、燃气锅炉8、医院供电设备9、医院空调供热设备10、医院卫生热水设备11、医院空调供冷设备12、天然气管道13、缸套水管道14、烟气管道15、中冷水管道17、供电线路。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

实施例1：

如图1所示，本实施例由内燃机1、烟气热水型溴化锂制冷制热两用机组2、烟气热水换热器3、热水储存罐4和三通调节阀5组成。

内燃机1连接有天然气管道12、缸套水管道13、烟气管道14和中冷水管道15，缸套水管道13还与烟气热水型溴化锂制冷制热两用机组2连接，烟气管道14还通过三通调节阀5分别与烟气热水型溴化锂制冷制热两用机组2、烟气热水换热器3连接，烟气热水换热器3与热水储存罐4连接，中冷水管道15还与热水储存罐4连接。

内燃机1的供电线路17连接医院供电设备8，烟气热水型溴化锂制冷制热两用机组2与医院空调供冷或供热设备连接，热水储存罐4与医院卫生热水设备10连接。

本实施例中，天然气在内燃机1燃烧后，活塞带动曲轴转动，驱动发电机做功发电。发电机出口电能可接至医院供电系统，或者并入大电网。内燃机1排气经三通调节阀5分两路分别进入烟气热水换热器3和烟气热水型溴化锂制冷热两用机组。烟气热水换热器3用于加热自来水，加热后的自来水作为卫生热水经热水储存罐4供至医院。在冬夏季工况时，烟气热水型溴化锂制冷、热机组制取冷、热水，用于空调暖通用途。由于医院卫生热水具有较大的波动性，早上和傍晚热水需求较大，夜间对热水需求较小，因此在烟气热水换热器3之后设置热水储存罐4，当卫生热水供小于求时，热水储存罐4中的热水作为补充调节，使用热水储存罐4来满足不同时间医院对卫生热水需求量的不同，解决热水负荷波动大而引起系统运行不稳定的问题。

实施例2：

如图2所示，本实施例与实施例1相似，其不同之处仅在于：

1、还包括电制冷机6和燃气锅炉7，内燃机1与电制冷机6连接，燃气锅炉7分别与热水储存罐4和天然气管道12连接。

2、电制冷机6与医院空调供冷设备11连接，燃气锅炉7与医院空调供热设备9连接。

3、热水储存罐4还设有保温装置。

本发明采用了内燃机1发电技术、溴化锂吸收式制冷制热技术、余热回收利用技术、储能技术、分布式能源集成技术等，通过内燃机1、溴化锂吸收式制冷制热两用机组、烟气热水换热器3等将天然气进行梯级利用。天然气通过天然气管道12输送至内燃机1燃烧驱动发电机组做功发电，一部分电力用于医院内部设施的消耗，多余电力上网。内燃机1做功后排放的烟气通过进入烟气热水型溴化锂制冷制热两用机组2进行制冷制热，为医院空调设备提供暖通热水或者冷冻水。一部分烟气通过三通调节阀5进入烟气热水换热器3，制取生活热水，生活热水储存于带保温设备的热水储存罐4内，对不同时刻医院末端用户对生活热水的需求进行削峰填谷。当医院生活热水或者暖通热负荷较大时，一部分天然气进入燃气锅炉7燃烧，补充热水罐中的生活热水。内燃机1运行过程中产生的缸套水换热后进入烟气热水型溴化锂机组，溴化锂机组高发由高温烟气驱动，低发由中温缸套水驱动。内燃机1中冷水经换热器换热后，热水输送至热水储存罐4，为医院提供生活热水。

本实施例中未作具体说明的技术特征参照实施例1。

此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。