[实用新型]一种可调型的CO2

说明书

本实用新型公开了一种可调型的CO₂混合工质冷电联产系统，包括：工质泵、气体加热器、膨胀机、发电机、压缩机、背压阀、冷冻蒸发器、冷藏蒸发器、冷冻膨胀阀、冷藏膨胀阀、分液冷凝器、一级储液罐、二级储液罐、三级储液罐、一级出液阀、二级出液阀、三级出液阀。系统采用CO₂混合工质作为循环工质。通过分别调节一级出液阀、二级出液阀和三级出液阀分配进入发电回路、冷藏回路和冷冻回路的工质流量，使冷电具备大范围配置调节的能力，并可根据制冷需求改变制冷模式。通过调控一级出液阀、二级出液阀、三级出液阀、压缩机和膨胀机的工作状态，实现冷藏模式、冷冻模式、冷冻冷藏模式、发电模式、冷电模式五种运行模式的切换。

技术领域

本实用新型属于热力循环技术，具体涉及一种可调型的CO₂混合工质冷电联产系统，适用于变工况运行和多制冷模式需求。

背景技术

目前，余热回收作为一种节能减排的重要技术手段受到日益广泛的关注。冷电成为余热回收系统的两种主要能量输出形式，以余热驱动的冷电联产系统可以满足多元能量需求。传统余热回收循环，例如有机朗肯循环，使用纯工质作为循环工质，其等温相变的特性阻碍了其热经济性能的提升。余热回收系统通常以变工况运行，但是传统冷凝器无法根据工况变化调整工质的组分，削弱了冷电联产系统的变工况适应性能。对于某些特定的应用场合，制冷温度的需求不同，冷电两种能量的需求也有所差异，因此冷电联产系统既需要具备大范围的调节能力，也需要具备冷藏、冷冻两种模式分别或并行运行的能力。目前，以复叠式和自耦式为主的冷电联产系统难以做到冷电不同需求的大范围调节功能，单一制冷模式也无法满足对不同制冷温度的需求，需要进行结构上的改进。

实用新型内容

针对现有技术情况，本实用新型提出了一种可调型的CO₂混合工质冷电联产系统，适用于变工况运行和多制冷模式需求，同时满足冷电需求，实现制冷温度需求变化时多种制冷模式的切换，并根据工况变化调节进入不同回路的工质组分。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出的一种可调型的CO₂混合工质冷电联产系统，包括工质泵、气体加热器、膨胀机、发电机、压缩机、背压阀、冷冻蒸发器、冷藏蒸发器、冷冻膨胀阀、冷藏膨胀阀、分液冷凝器、一级储液罐、二级储液罐、三级储液罐、一级出液阀、二级出液阀和三级出液阀。所述发电机和所述压缩机由所述膨胀机驱动；所述分液冷凝器的第一级出口连接至所述一级储液罐的进口，所述分液冷凝器的第二级出口连接至所述二级储液罐的进口，所述分液冷凝器的第三级出口连接至所述三级储液罐的进口；所述一级储液罐的出口通过所述一级出液阀连接至工质泵的进口，所述工质泵的出口连接至所述气体加热器的进口，所述气体加热器的出口连接至所述膨胀机的进口，所述膨胀机的出口连接至所述分液冷凝器的进口；所述二级储液罐的出口依次通过所述二级出液阀和所述冷藏膨胀阀连接至所述冷藏蒸发器的进口；所述三级储液罐的出口依次通过所述三级出液阀和所述冷冻膨胀阀连接至所述冷冻蒸发器的进口；所述冷藏蒸发器的出口通过所述背压阀与所述冷冻蒸发器的出口连接至所述压缩机的进口，所述压缩机的出口连接至分液冷凝器的进口；所述一级出液阀、所述二级出液阀和所述三级出液阀通过阀门的截止或打开与彼此断开或相通；循环系统的工质为CO₂混合工质，工质经所述分液冷凝器后分流三路，第一路为发电回路：第一级工质首先流入所述一级储液罐中，所述一级出液阀调节流入发电回路的工质组分，调配后的工质依次经所述工质泵加压，经所述气体加热器加热后进入所述膨胀机做功，拖动所述发电机发电；第二路为冷藏回路：第二级工质首先流入所述二级储液罐中，所述二级出液阀调节流入冷藏回路的工质组分，调配后的工质经所述冷藏膨胀阀节流降温后进入所述冷藏蒸发器输出冷量至高温冷媒；第三路为冷冻回路：第三级工质首先流入所述三级储液罐中，所述三级出液阀调节流入冷冻回路的工质组分，调配后的工质经所述冷冻膨胀阀节流降温后进入所述冷冻蒸发器输出冷量至低温冷媒；上述冷藏回路的工质通过所述背压阀调压至所述压缩机吸入压力后与上述冷冻回路的工质汇合进入所述压缩机；上述发电回路的工质在所述膨胀机出口处与所述压缩机出口的工质汇合进入所述分液冷凝器。