[发明专利]基于低品位热能利用的有机朗肯循环发电与吸附制冷联供系统

说明书

技术领域

本发明涉及利用低品位热能进行发电和制冷的领域，更具体而言，涉及一种基于低品位热能利用的有机朗肯循环发电与吸附制冷联供系统。

背景技术

低品位热能(60～200℃)广泛地以工业废热，太阳能，地热等的形式存在于我们的生活中，而低品位热能被视为是第五大常规能源系统，具有重大的开发利用潜力，而传统的压缩式制冷需要消耗大量的电能，随着人们生活水平的提高，对空调的需求也日益增加，从而极大增加了对电能的需求，因而为了适应我国能源与环境协调可持续发展的战略方针，需要研究新型的绿色制冷方式来满足社会发展的需求。因此，如何有效利用低品位热能进行制冷和发电具有重要的意义，相关技术中虽然也有一些利用低品位热能进行发电和制冷装置，但其对低品位热能的利用率极低，且一般都是利用温度高于100℃的低品位热能，而关于温度低于100℃的低品位热能的利用却很少涉及。

因此，如何设计出一种能源利用率高，能源的利用温度范围广的利用低品位热能的装置成为目前亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本发明正是基于上述问题，提供了一种基于低品位热能利用的有机朗肯循环发电与吸附制冷联供系统。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提供了一种基于低品位热能利用的有机朗肯循环发电与吸附制冷联供系统，包括：有机朗肯循环发电装置，包括首尾依次连接的换热器、膨胀机、冷却器和工质泵，其中，所述膨胀机上连接有发电机；吸附制冷装置，包括第一吸附床、第二吸附床、连接至所述第一吸附床上的冷凝器及连接至所述第二吸附床上的蒸发器，其中，所述蒸发器与所述冷凝器连接，所述第一吸附床与所述第二吸附床连接；低品位热能管道，与所述换热器连接，并通过所述换热器连接至所述第一吸附床或所述第二吸附床；冷却管道，与所述冷却器连接，并通过所述冷却器连接至所述冷凝器，其中，所述冷却管道还通过所述冷凝器连接至所述第一吸附床或所述第二吸附床；其中，所述有机朗肯循环发电装置内循环有工质，所述工质在所述膨胀机内做功，以使所述发电机发电，所述吸附制冷装置内循环有制冷剂，所述制冷剂可在所述第一吸附床、所述第二吸附床内解吸或吸附，以使所述冷凝器产生冷量。

根据本发明的实施例的基于低品位热能利用的有机朗肯循环发电与吸附制冷联供系统，包括有机朗肯循环发电装置、吸附制冷装置，低品位热能管道、冷却管道，具体地，有机朗肯循环发电装置的换热器与低品位热能管道连通，从而可利用低品位热能管道内的热量加热换热器内的工质，并使工质受热蒸发后变成高温高压的气态工质从而进入到膨胀机内，高温高压的气态工质进入到膨胀机后，能够在膨胀机内膨胀做功，进而可通过磁电转换原理，将膨胀机的机械能转换成电能并储存在发电机内，从而实现了利用低品位热能发电的目的。而高温高压的气态工质在膨胀机内膨胀做功后，由于消耗了自身的热量，从而变成了液态工质，该液态工质继续向前循环到冷却机内，并进一步在冷却机内冷却后彻底变成低温、低压的液态工质，该液态工质在工质泵的作用下能够被泵送回换热器内，并在低品位热能管道的加热作用下进行下一次有机朗肯循环发电，从而可确保发电机内一直有源源不断的电能产生，进而可将该发电机与其它耗电产品连接，以供其所需电能。此外，低品位热能管道内的热能在加热换热器的工质后还剩有一部分热量，其能够继续循环到吸附制冷装置的第一吸附床或第二吸附床，从而可加热第一吸附床或第二吸附床，并使第一吸附床或第二吸附床内的制冷剂与吸附剂相解吸。具体地，低品位热能管道先加热第一吸附床，从而可使第一吸附床内的温度越来越高，而当第一吸附床的温度升高到第一吸附床内的制冷剂解吸所需的温度时，制冷剂便能够从第一吸附床内解吸出来，并进而通过单向阀进入冷凝器内，并在冷凝器内散热冷却，散热冷却后的制冷剂能够继续循环到蒸发器中，并在蒸发器中吸热蒸发，从而产生一定的冷量，进而可利用该冷量进行制冷，当然，该冷量也可以用专门的蓄冷装置储存起来，以作它用。而此时，第二吸附床的温度也在冷却管道内的冷源的冷却作用下，逐渐降低，当其降低到某个温度时，第二吸附床与蒸发器之间的阀门可自动打开，以使蒸发器中的制冷剂能够进入并吸附到第二吸附床内，而当蒸发器中的制冷剂差不多都吸附到第二吸附床内以后，连接在换热器与第一吸附床之间的阀门及连接在冷凝器与第二吸附床之间的阀门可自动换向，从而使低品位热能管道与第二吸附床连通并加热第二吸附床以使其温度逐渐升高，进而使其内的制冷剂解吸出来，与此同时，第一吸附床也与冷却管道连通，并在冷却管道的冷却作用下温度逐渐降低，而当第一吸附床的温度与第二吸附床内的温度相差不多的时候，解吸出来的制冷剂便可通过第一吸附床与第二吸附床之间的阀门进入到第一吸附床内并吸附到第一吸附床内，以完成制冷剂的第二次吸附，进而也完成了制冷剂在第一吸附床、冷凝器、蒸发器、第二吸附床、第一吸附床之间的依次循环流通。