[发明专利]一种太阳能梯级相变储热与分凝分馏型变浓度调节朗肯-热泵系统及运行方法

权利要求书

1.一种太阳能梯级相变储热与分凝分馏型变浓度调节朗肯-热泵系统，其特征在于：所述系统包括：太阳能储热系统、有机朗肯循环系统、热泵系统与组分调节装置；

在太阳能储热系统中，太阳能集热器(1)出口分三条支路，支路一经第一控制阀(2)与高温相变蓄热器(4)入口相连，支路二经第二控制阀(3)与低温相变蓄热器(5)入口相连，支路三经第三控制阀(6)后与高温相变蓄热器(4)出口、低温相变蓄热器(5)出口相连，再与高温蒸发器(7)入口相连；高温蒸发器(7)出口与循环泵(8)入口相连，循环泵(8)出口分别经第四控制阀(9)与太阳能集热器(1)入口相连，第四控制阀(9)入口与太阳能集热器(1)出口设置旁通管路，管路上设置控第五控制阀(10)；

在有机朗肯循环系统中，高温蒸发器(7)制冷剂出口与膨胀机(11)入口相连，膨胀机(11)出口与组分调节装置(13)接口(13a)相连，组分调节装置(13)接口(13d)与工质泵(14)入口相连，工质泵(14)出口与高温蒸发器(7)制冷剂入口相连，膨胀机(11)、发电机(12)与高压压缩机(15)同轴连接；

在热泵系统中，高压压缩机(15)的出口与第一四通阀(20)接口(20b)相连，第一四通阀(20)接口(20a)与一级分凝器(16)入口相连，一级分凝器(16)出口经第六控制阀(17)与热力膨胀阀(18)入口相连，热力膨胀阀(18)出口与组分调节装置(13)接口(13b)相连；组分调节装置(13)接口(13c)与第二四通阀(22)接口(22d)相连，第二四通阀(22)接口(22c)与低温蒸发器(21)入口相连，低温蒸发器(21)出口与第一四通阀(20)接口(20c)相连，第一四通阀(20)接口(20d)与高压压缩机(15)的入口相连；

在组分调节装置中，填料柱(131)接口(131a)与二级分凝器(132)工质入口相连，二级分凝器(132)工质出口与汽液分离器(133)接口(133a)相连，汽液分离器(133)接口(133b)与填料柱(131)接口(131b)相连，填料柱(131)接口(131c)与重组分储液罐(137)接口(137a)相连；汽液分离器(133)接口(133c)与低压压缩机(134)入口相连，低压压缩机(134)出口与全凝器(135)工质入口相连，全凝器(135)工质出口与轻组分储液罐(136)接口(136b)相连；轻组分储液罐(136)接口(136a)经第一轻组分调节阀(13f2)与组分调节装置(13)接口(13d)相连，重组分储液罐(137)接口(137c)经第一重组分调节阀(13f1)与组分调节装置(13)接口(13d)相连，轻组分储液罐(136)接口(136c)经第二轻组分调节阀(13f4)与组分调节装置(13)接口(13c)相连，重组分储液罐(137)接口(137b)经第二重组分调节阀(13f3)与组分调节装置(13)接口(13c)相连。

2.根据权利要求1所述的太阳能梯级相变储热与分凝分馏型变浓度调节朗肯-热泵系统，其特征在于：高温相变蓄热器(4)与低温相变蓄热器(5)采用无机混合熔盐相变蓄热材料，蓄热材料中添加纳米颗粒增强相变材料导热能力，并以导热油作为热传递介质。

3.根据权利要求1所述的太阳能梯级相变储热与分凝分馏型变浓度调节朗肯-热泵系统，其特征在于：有机朗肯循环系统与热泵系统采用干性或等熵型二元或二元以上非共沸混合工质，通过调节第一重组分调节阀(13f1)、第一轻组分调节阀(13f2)的开度，可以单独改变有机朗肯循环系统的组分浓度；通过调节第二轻组分调节阀(13f4)、第二重组分调节阀(13f3)的开度，可以单独改变热泵系统的组分浓度，且有机朗肯循环系统与热泵系统可以在相同组分浓度与不同组分浓度下运行。

4.根据权利要求1所述的太阳能梯级相变储热与分凝分馏型变浓度调节朗肯-热泵系统，其特征在于：在工质泵(14)入口与组分调节装置(13)接口(13c)处设置液相色谱取样点，以检测有机朗肯循环系统与热泵系统中的工质组分浓度。