[发明专利]一种有机朗肯循环与热泵驱动的热电联供系统及热电联供方法

说明书

一种有机朗肯循环与热泵驱动的热电联供系统及热电联供方法，涉及一种热电联供系统及热电联供方法。是要解决现有的工业余热没有得到充分利用的问题。该系统包括有机朗肯循环单元、水循环单元及热泵循环单元。第一蒸发器、透平、第一冷凝器、储液罐和工质泵由金属管道依次串联形成有机朗肯循环单元；水泵、第一冷凝器、第二蒸发器和水箱由金属管道依次串联形成水循环单元；节流阀、第二蒸发器、压缩机和第二冷凝器由金属管道依次串联形成热泵循环单元。本系统为有机朗肯循环单元与热泵循环单元共同工作的系统，该系统可以充分利用余热资源，实现热电联供。本发明用于工业生产中实现热电联供。

技术领域

本发明涉及一种热电联供系统及热电联供方法。

背景技术

余热资源作为一种典型的二次能源，与工业社会中的各个生产过程紧密相关，是一次能源在能量转换过程中因为燃烧换热不充分等原因剩余的未能使用的热量，在工业化的生产流程中大量产生并排入到环境中产生热污染。回收工业生产过程中的余热是提高能源利用效率保护环境的重要途径。

我国正处于能源低碳转型的关键阶段，而目前我国的工业能耗占社会能源消耗总量的70％以上，其中的50％以上的工业能耗可以转化为载体不同、温度不同的工业余热，且大部分可回收用于供暖或发电。有机朗肯循环是进行低温工业余热回收的有效手段之一，目前有机朗肯循环机组的能源回收效率仅在10％左右，仍有大量的工业余热没有得到充分利用。

发明内容

本发明是要解决现有的工业余热没有得到充分利用的问题，提供一种有机朗肯循环与热泵驱动的热电联供系统及热电联供方法。

本发明有机朗肯循环与热泵驱动的热电联供系统包括有机朗肯循环单元、水循环单元及热泵循环单元。

所述的有机朗肯循环单元包括：第一蒸发器、透平、发电机、第一冷凝器、储液罐和工质泵，所述第一蒸发器、透平、第一冷凝器、储液罐和工质泵由金属管道依次串联形成有机朗肯循环单元；

所述的水循环单元包括：水泵、第一冷凝器、第二蒸发器和水箱，所述水泵、第一冷凝器、第二蒸发器和水箱由金属管道依次串联形成水循环单元；

所述的热泵循环单元包括：节流阀、第二蒸发器、压缩机和第二冷凝器，所述节流阀、第二蒸发器、压缩机和第二冷凝器由金属管道依次串联形成热泵循环单元；

所述的有机朗肯循环与热泵驱动的热电联供系统，有机朗肯循环单元满足用户的用电需求，热泵循环单元满足用户的热需求；

所述的有机朗肯循环单元的发电机与透平同轴连接。

所述的透平与压缩机之间设有传动装置，该传动装置一端与透平的轴连接，另一端与压缩机的轴连接，实现透平与压缩机的同轴运转，在工作状态下，透平拖动发电机发电并通过传动装置驱动压缩机运行。

所述的透平采用径流向心式透平，压缩机采用离心式压缩机，传动装置采用联轴器。

所述的有机朗肯循环单元与热泵循环单元采用相同的有机工质，所述的循环工质为R134a或R245fa。

工作时，余热资源进入第一蒸发器作为有机朗肯循环单元的热源，水循环单元的水在第一冷凝器内吸收有机朗肯循环单元透平出口的乏气余热，吸热升温后的水循环单元的水进入第二蒸发器作为热泵循环单元的热源。有机朗肯循环单元的透平与热泵循环单元的压缩机同轴相连，透平所做的功一部分驱动发电机发电，另一部分驱动压缩机驱动热泵循环单元，从而实现系统的热电联供。

使用上述热电联供系统进行余热回收利用的热电联供方法，具体为：