[实用新型]加热、做功、热量交换结合的热能利用系统

说明书

本实用新型公开了一种加热、做功、热量交换结合的热能利用系统，涉及热能利用系统技术领域，它包括相互连通构成闭环的加热系统、做功系统、热量交换系统，做功系统包括蒸汽发生器，热量交换系统包括热交换器；热交换器的液相区、加热系统、蒸汽发生器的气相区、蒸汽发生器的液相区、热交换器的气相区依次连通形成闭环。中低温热源作为能源提供给加热系统和做功系统，使得不同的中低温热源同时使用；做功系统使用中低温热源后的余热提供给热量交换系统使用。三个系统结合，同时使用不同的中低温热源，并对同一种中低温热源梯级充分使用，使得中低温热源能够高效被使用，相对增加能源的利用率。

技术领域

本实用新型涉及热能利用系统技术领域，具体涉及一种加热、做功、热量交换结合的热能利用系统。

背景技术

大多数国家一直试图从能源资源中获利，以满足其能源消费需求，近年来，随着我国经济的快速发展，我国能源消费总量迅速增长。我国能源消费仍以煤炭等化石燃料为主，化石燃料属于不可再生能源。化石燃料的大规模使用向大气排放了大量的CO₂、SO₂、NO_x等有害气体，导致全球变暖，造成大气污染并加剧了能源危机，严重影响了社会经济的发展和人民健康。因此，优化能源结构，降低化石燃料消耗，节能减排，对提高能源利用率具有十分重要的意义。

利用和回收可再生能源和工业生产过程中产生的废热可有效减少化石燃料材料消耗，减轻能源和环境问题。中国的太阳能、地热能和工业余热等可再生能源资源丰富。中国可采地热储量相当于2560亿吨标准煤，其中70％以上的储量在150℃以下。中国总能耗的42％–46％将转化为各种工业废热，但其中63％以上的废热低于200℃。总体而言，中国大部分可再生能源和工业废热属于200℃以下的中低温废热。

传统的使用中低温热源的方法为例如利用闪蒸技术的做功系统、利用太阳能的加热系统，每个系统都是单一的系统，只能利用单一的中低温热源，中低温热源无法同时使用，并且每种中低温热源只能应用于一个系统，造成能源的利用率低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种多系统结合，提高能源利用率的加热、做功、热量交换结合的热能利用系统。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种加热、做功、热量交换结合的热能利用系统，包括相互连通构成闭环的加热系统、做功系统、热量交换系统，做功系统包括蒸汽发生器，热量交换系统包括热交换器；热交换器的液相区、加热系统、蒸汽发生器的气相区、蒸汽发生器的液相区、热交换器的气相区依次连通形成闭环。

优选的，加热系统包括依次连通的第一工质泵、太阳能集热器、换热器，第一工质泵与热交换器的液相区出口连通，换热器与蒸汽发生器的气相区入口连通。

优选的，太阳能集热器与换热器之间还连通有加热器。

优选的，加热系统还包括连通于热交换器与第一工质泵之间的第一节流阀、连通于太阳能集热器与换热器之间的第二节流阀、连通于太阳能集热器与加热器之间的第三节流阀、连通于换热器与蒸汽发生器之间的第四节流阀；太阳能集热器的出口分支，一支依次连通第三节流阀和加热器、另一支依次连通第二节流阀和换热器。

优选的，加热系统还包括连通于第一工质泵与太阳能集热器之间的第五节流阀。

优选的，做功系统还包括依次连通的第七节流阀、第一冷凝器、第二工质泵，第四节流阀与蒸汽发生器气相区出口连通，第二工质泵的出口连通蒸汽发生器的液相区入口。

优选的，做功系统还包括与第七节流阀出口连通的分液器，分液器的气相区连通有透平、液相区连通有第六节流阀，透平和第六节流阀两者的出口连通有混合器，混合器的出口与第一冷凝器的入口连通。