[发明专利]一种喷射有机朗肯闪蒸冷电联供系统

说明书

本发明公开了一种喷射有机朗肯闪蒸冷电联供系统，包括气液分离器、高压膨胀机、低压膨胀机、发电机、减压阀、闪蒸罐、抽汽调节阀、制冷喷射器、喷射回热器、冷凝器、低压工质泵、高压工质泵、发生器、蒸发器和节流阀；低品位热能与发生器相连，加热发生器中的循环工质；高压膨胀机、低压膨胀机、发电机同轴连接，驱动发电机发电；循环工质在蒸发器中蒸发吸热，获得冷能。本发明通过有机朗肯闪蒸系统、喷射回热系统、喷射制冷系统的耦合，降低工质泵功耗，提高能源利用效率，具有结构简单、节能效果显著、控制方便等优点。

技术领域

本发明涉及低品位热能利用技术，具体涉及一种喷射有机朗肯闪蒸冷电联供系统。

背景技术

我国中低温热源种类繁多、总量庞大、分布广泛，主要包括两大类，一是存在于自然界的中低温可再生能源，主要包括太阳能、生物质能、地热能等，二是工业生产过程中排放的余热、废热等。但普遍存在能量品位较低的问题。发展低品位热能的髙效回收利用技术，可大幅提髙我国能源利用效率，减少化石能源消耗实现我国社会、经济可持续发展。

在能源利用技术发展过程中，能源动力系统从单个循环系统形式逐渐向多个热力循环组合的总能系统方向发展，侧重于不同形式热力循环的有机耦合，基于热能品位的“温度对口、梯级利用”的原理构建联合循环。冷电联供系统是一种分布在用户侧兼备发电、制冷的总能系统，是提高能源利用率的一种非常重要且行之有效的手段，不仅可以满足日常生活和工业生产中的多重的能源需求，还可以实现能源的高效转换、综合梯级利用和节能。近年来由于能源短缺及制冷耗能的不断增长，冷电联供系统受到了越来越广泛的关注。据统计，目前在全球总能源消耗结构中，建筑能耗约占总能耗的20-50％，其中空调系统能耗占建筑能耗的50-70％，而且随着城市化进程的加快，空调系统能耗还将会持续增长。

发明内容

为回收利用低品位热能及多种能源需求输出，本发明提供一种喷射有机朗肯闪蒸冷电联供系统，利用低品位热能，包括工业余热、太阳能、生物质能、地热能等，通过有机朗肯闪蒸系统、喷射回热系统、喷射制冷系统的耦合，降低工质泵功耗，提高能源利用效率，具有结构简单、节能效果显著、控制方便等优点。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种喷射有机朗肯闪蒸冷电联供系统，包括气液分离器、高压膨胀机、低压膨胀机、发电机、减压阀、闪蒸罐、抽汽调节阀、制冷喷射器、喷射回热器、冷凝器、低压工质泵、高压工质泵、发生器、蒸发器和节流阀；

气液分离器的气体出口与高压膨胀机的蒸汽进口相连，气液分离器的液体出口经减压阀与闪蒸罐的入口相连，闪蒸罐的气体出口与低压膨胀机的蒸汽进口相连，闪蒸罐的液体出口依次经高压工质泵、发生器与气液分离器的入口相连；

高压膨胀机和低压膨胀机的乏气出口同时与制冷喷射器的工作流体进口相连，制冷喷射器的出口经冷凝器与喷射回热器的引射流体进口相连，喷射回热器的出口分为两路，一路依次经低压工质泵、发生器与气液分离器的入口相连，另一路依次经节流阀、蒸发器与制冷喷射器的引射流体进口相连，高压膨胀机的抽气口经抽汽调节阀与喷射回热器的工作流体进口相连；

低品位热能与发生器相连，加热发生器中的循环工质；高压膨胀机、低压膨胀机、发电机同轴连接，驱动发电机发电；循环工质在蒸发器中蒸发吸热，获得冷能。

本发明的冷电联供系统，循环工质在发生器中被加热成气液两相状态，然后进入气液分离器中进行气液分离，其中气相工质进入高压膨胀机膨胀做功，带动发电机发电；液相工质经过减压阀进入闪蒸罐中闪蒸，闪蒸出的气相工质进入低压膨胀机膨胀做功，带动发电机发电。高压膨胀机和低压膨胀机出口的循环工质乏汽在制冷喷射器中形成一股高速气流，将蒸发器中的低压循环工质蒸汽抽吸到制冷喷射器中，并与之混合，由于蒸发器内循环工质的蒸发产生制冷效应。

作为本发明的一种改进，还包括预热器，其毗邻设置在发生器下游，从发生器出来的低品位热能进入预热器，对预热器中的循环工质进行预热。预热器的设置可以进一步提高对低品位热能的利用效率。