[发明专利]一种用气动压缩机的制冷发电装置

说明书

一种用气动压缩机的制冷发电装置，包括一个制冷循环和一个发电循环，制冷循环可独立用于制冷，也可用于发电循环排气的冷凝；制冷循环由3个循环子系统组成：气动压缩循环子系统中以气动压缩机为核心，通过增压液体和气体混合，吸收低品位热能，压缩冷量增益循环子系统产生的低压气体，冷量增益循环子系统输出冷量并为低压补冷循环子系统提供能量，低压补冷循环子系统产生冷量补充气动压缩循环子系统；制冷循环工质采用空气中存在的单组分或多元自然工质，发电循环制冷剂工质采用低沸点温度的单组分及多元合成的自然或准自然工质；制冷循环所需能量主要来自低于40℃的低品位热能，发电循环可利用的80℃以下的低品位热能发电。

一技术领域

本专利申请涉及热能动力、制冷、发电等技术领域，是一种利用低品位热能制冷、发电的技术。

二背景技术

气体压缩式制冷是应用最为广泛的制冷方式，制冷性能系数(COP值，指系统内部接收的能量与制冷量的比值)一般在4以下，气体压缩式制冷的高等级能量(如电能等)的单位制冷量能耗较大。

其它可以利用低品位热能制冷的技术，包括蒸汽喷射式制冷、吸收式制冷、吸附式制冷等，以及前面几种制冷技术的组合，制冷性能系数一般在2以下，因能利用低品位热能，高等级能量的单位制冷量能耗有所降低；热声制冷技术尚在实验阶段，还没有大规模的工业、商业应用。

LNG等低温液体冷能回收方式制冷，单位制冷量能耗低，输出冷量的温度也低，但液化时的单位液体能耗较高。

除二氧化碳等少数制冷剂外，大多数制冷剂存在环保风险大、经济性差、安全性低等问题。

可以利用低品位热能制冷、发电的装置，工质的冷凝通常采用自然冷却、风冷、水冷等方式，依赖于环境温度，可利用的低品位热能一般大于80℃。

三发明内容

本专利申请的目的：可以利用低品位热能制冷，单位制冷量能耗较低，装置输出冷量的温度较低，冷量可用于制冷或低品位热能发电，循环工质安全、环保、经济。

本专利申请发电循环制冷剂工质采用低沸点温度的单组分、多元合成的自然或准自然工质，制冷循环工质采用空气中存在的单组分或多元自然工质。制冷循环由3个循环子系统组成：气动压缩循环子系统、冷量增益循环子系统和低压补冷循环子系统；气动压缩循环子系统采用气动压缩机代替传统气体压缩机，通过低温液体与同等压力的过热气体混合后的湿饱和蒸汽做功压缩低压气体工质，湿饱和蒸汽经气液分离，液体和气体分别增压后循环使用；冷量增益循环子系统的能量来自气动压缩循环子系统产生的压力位能和热交换带来的低品位热能，通过增压增温工质膨胀产生冷量；低压补冷循环子系统通过低压气体压缩膨胀产生冷量补充气动压缩循环子系统，气体压缩的能量来自子系统自己气体膨胀后回收的能量和冷量增益循环子系统气体膨胀产生的能量；冷量增益循环子系统输出的冷量温度低，可独立运行用于制冷，也可用于低品位热能发电循环中工质冷凝；发电循环中汽轮机末级排气冷凝、中抽排气冷凝、循环冷却水降温，冷量多次阶梯性重复利用。

本专利申请制冷性能系数高于通常的气体压缩制冷；采用自然或准自然工质，安全、环保、经济；可利用的40℃以下的低品位热能制冷，可利用的80℃以下的低品位热能发电。

四附图说明