[发明专利]一种低品位热驱动的冷电联供系统及其应用方法

权利要求书

1.一种低品位热驱动的冷电联供系统，其特征在于，该系统包括：发生塔（1）、冷凝器（2）、液氨储罐（3）、第一分流三通阀（4）、第一氨节流阀（5）、蒸发器（6）、吸收器（7）、溶液泵（8）、溶液节流阀（9）、溶液换热器（10）、第二氨节流阀（11）、第二分流三通阀（12）、阳极室（13）、阴极室（14）、合流三通阀（15）、工质泵（16）、精馏器（17）、第三分流三通阀（18），其中，吸收器（7）的出口与溶液泵（8）相连接，溶液泵（8）与溶液换热器（10）相连接，溶液换热器（10）分别与发生塔（1）入口和底部出口相连接，溶液换热器（10）与溶液节流阀（9）相连接，溶液节流阀（9）与吸收器（7）的入口相连接；发生塔（1）的顶部出口依次与冷凝器（2）、液氨储罐（3）、第一分流三通阀（4）相连接，第一分流三通阀（4）分两路，一路依次与第一氨节流阀（5）、蒸发器（6）相连接，蒸发器（6）的出口与吸收器（7）的进口相连接，另一路与第二氨节流阀（11）、第二分流三通阀（12）、阳极室（13）、阴极室（14）、合流三通阀（15）、工质泵（16）、精馏器（17）连接，精馏器（17）的顶部出口与吸收器（7）的入口相连接，精馏器（17）的底部出口与第三分流三通阀（18）相连接、第三分流三通阀（18）与阳极室（13）、阴极室（14）连接。

2.根据权利要求1所述的冷电联供系统，其特征在于，所述的第一分流三通阀（4）用于分流液氨储罐（3）流出的液氨，第二分流三通阀（12）用于分流第二氨节流阀（11）节流降压的液氨，第三分流三通阀（18）用于分流精馏器（17）精馏后的溶液。

3.根据权利要求1所述的冷电联供系统，其特征在于，所述的阳极室（13）、阴极室（14）是铜氨化学电池阳极、阴极的反应室。

4.根据权利要求3所述的冷电联供系统，其特征在于，所述的铜氨化学电池指的是铜氨原电池，电池阳极与阴极都是铜电极，其中阳极发生的是铜与氨水反应生成铜氨络合物，阴极发生的反应是铜离子还原为铜。

5.根据权利要求1所述的冷电联供系统，其特征在于，所述的精馏器（17）利用低品位热源驱动，精馏分离阳极室（13）或阴极室（14）反应完成后溶液，其顶部与吸收器（7）相连接，返回精馏得到的氨气，底部通过第三分流三通阀（18）将精馏后的溶液返回至阳极室（13）或阴极室（14）。

6.根据权利要求1所述的冷电联供系统，其特征在于，所述的系统使用的工质是氨、硝酸锂、水三元工质，三元工质将吸收式供冷系统与电池发电系统有机耦合，实现冷、电联供。

7.一种应用如权利要求1所述冷电联供系统的方法，其特征在于，吸收器（7）出口含有氨、硝酸锂的浓溶液经过溶液泵（8）、溶液换热器（10）进入发生塔（1），发生塔（1）在低品位热源驱动下产生氨气和含硝酸锂的稀溶液，稀溶液经过溶液换热器（10）、溶液节流阀（9）返回至吸收器（7），完成溶液回路循环；而产生的氨气经过冷凝器（2）冷凝成液氨，与液氨储罐（3）、第一分流三通阀（4）相连接，第一分流三通阀（4）将液氨分成两路，其中一路通过第一氨节流阀（5）节流降压，进入蒸发器（6）蒸发制冷，返回至吸收器（7）被硝酸锂水稀溶液吸收；另一路经过第二氨节流阀（11）进入铜氨电池发电装置发电，而后返回至吸收器（7）被硝酸锂水稀溶液吸收。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的铜氨电池发电装置供电的运行周期分为两个阶段，第一阶段：由第一分流三通阀（4）分流的液氨经过第二氨节流阀（11）节流降压，由第二分流三通阀（12）流向阳极室（13），发生阳极反应生成铜氨络合物，阴极室（14）发生阴极反应生成铜，阴阳极反应构成原电池，产生电能，反应完成后，阳极室（13）的溶液经过合流三通阀（15）、工质泵（16）进入精馏器（17），精馏器（17）在低品位热源驱动下精馏产生氨气和含铜离子的阳极液，阳极液通过第三分流三通阀（18）返回至阳极室（13），而产生的氨气返回至吸收器（7），铜氨电池发电运行的第一阶段完成，进入第二阶段；第二阶段：由第一分流三通阀（4）分流的液氨经过第二氨节流阀（11）节流降压，由第二分流三通阀（12）将降压后的液氨流向阴极室（14），与第一阶段在阴极室（14）还原的铜反应生成铜氨络合物，阳极室（13）发生还原第一阶段由精馏器（17）精馏返回的铜离子生成铜的反应，构成新的原电池，产生电能，反应完成后的阴极室（14）溶液经过合流三通阀（15），由工质泵（16）送至精馏器（17），精馏产生氨气和含铜离子的阴极液，阴极液经过第三分流三通阀（18）返回至阴极室，产生的氨气返回至吸收器（7），铜氨电池发电运行的第二阶段完成，第二阶段运行完成表示发电运行的一个周期完成，准备进入下一周期的第一阶段。