[发明专利]一种含相变储能装置的有机朗肯循环系统

说明书

本发明涉及一种含相变储能装置的有机朗肯循环系统，包含预热器、蒸发器、过热器、相变储热设备、热功转换设备、负载、预冷器、冷凝器、过冷器、相变蓄冷设备、工质泵等；其中，预热器、蒸发器、过热器组成回路A1，预冷器、冷凝器、过冷器组成回路A2，预热器、相变储热设备、过热器组成回路B1，预冷器、相变蓄冷设备、过冷器组成回路B2。通过在回路进出口安装的电动三通阀，实现在不同工况下不同回路之间的切换。本发明可有效应用于低品位热源回收与新能源利用相关交叉领域，实现循环工质与相变储能装置的等温换热，有效提高了系统的㶲效率。通过将不同换热过程分解在不同换热器中完成，可以有效减少循环工质在换热器中的流动阻力。

技术领域

本发明涉及一种含相变储能装置的有机朗肯循环系统，是对传统有机朗肯循环系统的性能改进，属于低品位热源的回收与新能源利用交叉领域。

背景技术

有机朗肯循环是一种有效回收低品位热源的技术，正受到越来越多的关注。换热器是有机朗肯循环系统中的重要部件，循环工质在换热器中与外部热源和冷源进行热量交换。在传统有机朗肯循环系统中，工质在换热器中进行预热、蒸发、过热或者预冷、冷凝、过冷，热源或冷源在换热器中温度连续下降或者上升，其中在蒸发或冷凝过程中，工质温度保持不变，传热介质之间传热温差大，㶲损大，㶲效率低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含相变储能装置的有机朗肯循环系统，以有效回收低品位热源，提高系统的㶲效率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案在于提供一种含相变储能装置的有机朗肯循环系统，其中：

利用第一三通阀的切换，使热源经由回路A1的过热器、蒸发器、预热器送至热源出口，或经由回路B1的过热器、相变储热设备、预热器送至热源出口；

利用第二三通阀的切换，使工质泵输出的工质经由回路A1的预热器、蒸发器、过热器，或回路B1的预热器、相变储热设备、过热器送至热功转换设备；热功转换设备与负载连接；

利用第三三通阀的切换，使热功转换设备流出的工质，经由回路A2的预冷器、冷凝器、过冷器送至工质泵，或经由回路B2的预冷器、相变蓄冷设备、过冷器送至工质泵；

利用第四三通阀的切换，使冷源通过回路A2的过冷器、冷凝器、预冷器送至冷源出口，或通过回路B2的过冷器、相变蓄冷设备、预冷器送至冷源出口。

优选地，工质在以下的任意一种回路组合中进行循环：回路A1到回路A2；回路A1到回路B2；回路B1到回路A2；回路B1到回路B2。

优选地，相变储热设备中储存一定热量时，通过第一三通阀与第二三通阀的配合切换，使回路B1保持通路，回路A1保持断路，循环工质在蒸发阶段吸收相变储热设备的热量，实现等温换热；

相变储热设备中储存热量低于设定值时，通过第一三通阀与第二三通阀的配合切换，使回路A1保持通路，回路B1保持断路，有机朗肯循环保持正常运行；

相变蓄冷设备中储存一定冷量时，通过第三三通阀与第四三通阀的配合切换，使回路B2保持通路，回路A2保持断路，循环工质在冷凝阶段吸收相变蓄冷设备中的冷量，实现等温换热；

相变蓄冷设备中储存冷量低于设定值时，通过第三三通阀与第四三通阀的配合切换，使回路A2保持通路，回路B2保持断路，有机朗肯循环保持正常运行。

优选地，工质的循环回路含有回路B1时，热源只在过热器、预热器中与循环的工质进行热量交换，循环的工质还与相变储热设备进行热量交换；

工质的循环回路含有回路B2时，冷源只在过冷器、预冷器中与循环的工质进行热量交换，循环的工质还与相变蓄冷设备进行热量交换。

优选地，循环的工质进入热功转换设备之前处于过热状态；

循环的工质进入工质泵之前处于过冷状态。