[發明專利]一種動力循環與壓縮式制冷循環復合的裝置

無效

• 申請號: 201210574120.3
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103075839A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 陳九法;杜中玲;蘇繼程;章智博;徐寶江;陳義波;陳軍偉
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F25B27/00
• 分類號: F25B27/00;F03G4/00;F03G6/00;F01K27/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種利用太陽能、地熱能、工業廢熱等中低品位能源的動力循環與壓縮式制冷循環復合的裝置。

背景技術

空調行業是一個耗能大戶，一般占總建筑能耗的40％-60％。而目前大多采取電能驅動壓縮式制冷的方式，消耗了大量高品位的電能，給能源和環境帶來很大的壓力。在當前能源日益緊張環境污染嚴重的大環境下，實現節能減排是制冷行業不得不面臨的問題。因此減少高品位能源的利用，尋求利用中低品位能源實現制冷，受到人們的廣泛關注。中低品位能源有太陽能、地熱能以及工業廢熱等，尤其是太陽能以其取之不盡、用之不竭的特點成為替代常規能源的清潔能源。探索新能源的利用，實現節能減排的任務，成為制冷行業發展的一項新課題。為了實現系統的零能耗，本發明裝置通過動力循環為壓縮式制冷循環提供動力。此外在不運行制冷工況時，本發明還可用來發電。并且裝置中增設回熱器來降低冷凝器的冷凝負荷和蒸發器的加熱負荷；增設儲液器使動力循環和制冷循環獨立運行，保證為用戶的穩定供冷。

發明內容

技術問題：本發明提出一種動力循環與壓縮式制冷循環復合的裝置，目的是提供一種利用中低品位熱能的動力循環驅動壓縮式制冷循環，同時也可以利用動力循環進行發電的裝置，以實現最大限度的降低電耗。

技術方案：上述目的是通過以下技術方案實現的：該裝置構成系統包括制冷循環子系統和動力循環子系統。制冷循環子系統由壓縮機、回熱器、冷凝器、儲液器、節流閥和第一蒸發器組成。其連接方式為：儲液器a出口的分管道與節流閥入口相連接，然后節流閥出口與第一蒸發器入口相連接，第一蒸發器出口與壓縮機吸入管道相連接，壓縮機排氣管道與膨脹機排氣管道匯集到一條管道與冷凝器入口相連接，冷凝器出口與儲液器入口相連接。動力循環系統由回熱器、冷凝器、儲液器、工質泵、第二蒸發器和膨脹機組成。其連接方式為：儲液器b出口的分支管道與工質泵入口相連接，工質泵出口接到第二蒸發器，第二蒸發器出口與膨脹機入口相連接，膨脹機排氣管道與壓縮機排氣管道匯集到一條管道接到冷凝器入口，然后冷凝器出口與儲液器相連接。兩個系統之間是通過傳動裝置將膨脹機輸出軸和壓縮機轉動軸相連接的，同時傳動裝置還與發電設備相連接。兩個系統之間是通過傳動裝置將膨脹機輸出軸和壓縮機轉動軸相連接的，同時傳動裝置還與發電設備相連接。

具體的循環方法為：首先儲液器b出口出來的工質在回熱器預熱后，依次經過工質泵、第二蒸發器吸收熱量升溫升壓，然后在膨脹機內膨脹輸出軸功，從膨脹機出來的氣態工質在回熱器中與來自儲液器b出口的液態工質換熱后進入到冷凝器進一步冷凝放熱，之后回到儲液器中進行下一次動力循環；于此同時，從儲液器a出口出來的工質經節流閥進入到蒸發器1，此時低溫低壓的工質吸收被冷卻物的熱量蒸發吸熱實現制冷，再經壓縮機升溫升壓，在回熱器中與來自儲液器b出口的液態工質換熱后進入冷凝器進一步冷凝放熱，冷卻后的工質再流回儲液器中，完成制冷循環。

設置一個回熱器，使得壓縮機的排氣與膨脹機的乏汽混合之后的氣態工質與動力循環側工質泵入口前的液態工質進行熱量交換，從而減少冷凝器的冷凝負荷和蒸發器2的加熱負荷。

該裝置構成的系統完成的制冷循環和動力循環所用工質相同，即制冷劑可做動力循環的工質，動力循環為有機郎肯循環。

此外，制冷循環和動力循環共用一個儲液器，儲液器中的工質自動分配給動力循環和制冷循環，使兩個循環獨立運行，保證動力循環產生的軸功能推動壓縮機驅動制冷循環的完成。

有益效果：為實現最大限度節省電能，本發明裝置中壓縮機的轉動軸和膨脹機的輸出軸通過傳動裝置相連接，并且傳動裝置還連接有發電裝置。當需要制冷工況運行時，該裝置通過膨脹機輸出的膨脹功驅動壓縮式制冷為用戶供冷；當不需要冷量時，該裝置利用膨脹機輸出的膨脹功驅動發電裝置發電，產生電能。