[发明专利]一种ORC制取压缩空气的装置及方法

权利要求书

1.一种ORC制取压缩空气的装置，能利用ORC有机工质直接制取压缩空气，其特征在于，所述ORC制取压缩空气的装置包括蒸发器、二合一机组、冷凝器、工质泵和控制系统；

所述二合一机组包括螺杆膨胀机和螺杆压缩机，螺杆膨胀机能利用ORC有机工质膨胀做功驱动螺杆压缩机，螺杆压缩机能通过螺杆膨胀机驱动，将普通空气压缩成压缩空气；

所述蒸发器设有热源入口、热源出口、蒸发器有机工质入口和蒸发器有机工质出口，所述冷凝器设有低温热源入口、低温热源出口、冷凝器有机工质入口和冷凝器有机工质出口，所述螺杆膨胀机设有二合一机组有机工质入口、二合一机组有机工质出口，所述螺杆压缩机设有普通空气入口、压缩空气出口；蒸发器有机工质出口与二合一机组有机工质入口通过管路相连，二合一机组有机工质出口与冷凝器有机工质入口通过管路相连，冷凝器有机工质出口通过管路与工质泵连接，工质泵再通过管路与蒸发器有机工质入口相连；所述工质泵用于将ORC有机工质加压并泵送到蒸发器；

所述控制系统包括压力传感器、温度传感器、流量传感器、阀门仪表，压力传感器、温度传感器、流量传感器分别设置在ORC制取压缩空气的装置中的连接管路上，用于获取ORC制取压缩空气的装置中的工作数据；控制系统能利用压力传感器、温度传感器、流量传感器检测获取的数据，对阀门仪表进行控制调节；所述阀门仪表是指ORC制取压缩空气的装置中各部件相关的控制阀门和仪表。

2.根据权利要求1所述的ORC制取压缩空气的装置，其特征在于，所述螺杆压缩机采用活塞压缩机、离心压缩机或者涡旋压缩机。

3.根据权利要求1所述的ORC制取压缩空气的装置，其特征在于，所述冷凝器采用空冷或者水冷方式的冷凝器。

4.根据权利要求1所述的ORC制取压缩空气的装置，其特征在于，所述ORC制取压缩空气的装置还包括油润滑系统，用于对二合一机组的进行润滑。

5.基于权利要求1所述装置的ORC制取压缩空气的方法，其特征在于，具体步骤为：

步骤A：选取热源、低温热源，并将热源的出口连接到蒸发器的热源入口，将低温热源的出口连接到冷凝器的低温热源入口；

步骤B：启动ORC制取压缩空气的装置，工质泵将低压液态ORC有机工质加压成过冷液态ORC有机工质；过冷液态ORC有机工质进入蒸发器后，吸收能量转变为高压高温蒸汽态ORC有机工质；高压高温蒸汽态ORC有机工质导入螺杆膨胀机，驱动连接的螺杆压缩机对普通空气进行压缩，高压高温蒸汽态ORC有机工质变成低压蒸汽态ORC有机工质；低压蒸汽态ORC有机工质从螺杆膨胀机出来进入冷凝器，向低温热源放热并冷凝为低压液态ORC有机工质；低压液态ORC有机工质再流入工质泵，如此往复循环工作；

步骤C：工作结束，关闭ORC制取压缩空气的装置，完成压缩空气制取工作。

6.根据权利要求5所述的ORC制取压缩空气的方法，其特征在于，所述热源采用烟气、蒸汽和热水等中低温余热。

7.根据权利要求5所述的ORC制取压缩空气的方法，其特征在于，所述低温热源采用螺杆膨胀机做工后的低压蒸汽态ORC有机工质，即低温热源的出口采用二合一机组有机工质出口，冷凝器的低温热源入口采用冷凝器有机工质入口。

8.根据权利要求5所述的ORC制取压缩空气的方法，其特征在于，所述ORC有机工质采用氟利昂。