[发明专利]联合循环供能系统

说明书

本发明提供联合循环供能系统，属于热能利用与热泵技术领域。压气机、锅炉和空气轮机构成空气轮机装置正向循环系统，压缩机、第二压缩机、第二冷凝器、蒸发器、低温节流阀、第二低温节流阀和低温热交换器构成压缩式逆向循环系统，吸收器、发生器、冷凝器、蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器构成吸收式逆向循环系统；空气轮机装置正向循环向压缩式逆向循环提供动力、向吸收式逆向循环提供驱动热负荷，压缩式逆向循环获取低温热负荷并通过第二冷凝器对外供热和通过蒸发器向吸收式逆向循环供热，吸收式逆向循环通过吸收器和冷凝器对外供热，形成联合循环供能系统。

技术领域：

本发明属于动力、制冷与热泵技术领域。

背景技术：

在燃料通过燃烧进行供热的系统中，燃烧形成的燃气与被加热介质之间存在很大的温差；在直接利用燃料通过燃烧进行制冷的系统中，燃烧形成的燃气与制冷装置工作介质之间同样存在很大的温差；在采用燃料燃烧提供热源的分布式能源系统中，动力提供实际上是一项限制性附加条件，并且很多时候仍然存在着温差不能充分利用的情形。汇总难以实现热能高效利用的情形，可主要归纳为六个方面：①不带动力负荷情况下，燃气与被加热介质之间存在无法利用的大温差，无法实现热能高效利用；②配置吸收式热泵时，受吸收式热泵工作介质工作温度区间的限制，驱动燃气与吸收式热泵工作介质之间存在大温差，温差利用不合理；③配置余热锅炉，燃气向余热锅炉提供显热，在蒸汽产生环节存在较大温差；在采用蒸汽驱动吸收式热泵时，这会导致温差利用不合理；④低温热资源缺乏，难以利用环境中的热能；⑤当低温热资源温度很低时，无法找到适合吸收式热泵装置的热力性能和安全性能都令人满意的工作介质；⑥劣质燃料时，不能直接采用燃气轮机装置来实现高温热能的合理利用。

针对上述存在的问题，发明人提出联合循环供能系统，由空气轮机装置将燃气的高温热能转化为机械能，机械能驱动压缩式逆向循环或同时对外提供动力，空气轮机装置的余热负荷驱动吸收式逆向循环，由压缩式逆向循环和吸收式逆向循环获取并提升低品位热负荷的温度，减少热能高效利用的限制因素，并实现劣质燃料情况下高效制热与高效制冷。

发明内容：

本发明主要目的是要提供联合循环供能系统，具体发明内容分项阐述如下：

1.联合循环供能系统，主要由压气机、锅炉、空气轮机、压缩机、低温节流阀、低温热交换器、蒸发器、吸收器、发生器、冷凝器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器所组成；压气机有空气通道与外部连通，压气机还有压缩空气通道与锅炉连通之后锅炉再有压缩空气通道与空气轮机连通，锅炉还有燃料和空气通道与外部连通，锅炉还有燃气通道与发生器连通之后发生器再有燃气通道与外部连通，空气轮机还有空气通道与发生器连通之后发生器再有空气通道与外部连通；压缩机有冷剂蒸汽通道与蒸发器连通之后蒸发器再有冷剂液管路经低温节流阀与低温热交换器连通，低温热交换器还有冷剂蒸汽通道与压缩机连通，低温热交换器还有低温介质管路与外部连通；蒸发器还有冷剂蒸汽通道与吸收器连通，吸收器还有稀溶液管路经溶液泵和溶液热交换器与发生器连通，发生器还有浓溶液管路经溶液热交换器与吸收器连通，发生器还有冷剂蒸汽通道与冷凝器连通，冷凝器还有冷剂液管路经节流阀与蒸发器连通，吸收器和冷凝器还分别有被加热介质管路与外部连通；压气机、锅炉和空气轮机构成空气轮机装置正向循环系统，压缩机、蒸发器、低温节流阀和低温热交换器构成压缩式逆向循环系统，吸收器、发生器、冷凝器、蒸发器、节流阀、溶液泵和溶液热交换器构成吸收式逆向循环系统；空气轮机装置正向循环向压缩式逆向循环提供动力或同时对外提供动力，空气轮机装置正向循环向吸收式逆向循环提供驱动热负荷，压缩式逆向循环获取低温热负荷并通过蒸发器向吸收式逆向循环供热，吸收式逆向循环通过吸收器和冷凝器对外供热，形成联合循环供能系统。

2.联合循环供能系统，是在第1项所述的联合循环供能系统中，增加第二压缩机，将压缩机有冷剂蒸汽通道与蒸发器连通之后蒸发器再有冷剂液管路经低温节流阀与低温热交换器连通调整为压缩机有冷剂蒸汽通道与蒸发器连通之后蒸发器再有冷剂蒸汽通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有冷剂蒸汽通道与蒸发器连通之后蒸发器再有冷剂液管路经低温节流阀与低温热交换器连通，形成联合循环供能系统。