[發明專利]聯合循環供能系統

在審

• 申請號: 201510330898.3
• 申請日: 2015-06-08
• 公開（公告）號: CN105019955A
• 公開（公告）日: 2015-11-04
• 發明（設計）人: 李華玉
• 申請（專利權）人: 李華玉
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01K17/02;F25B25/02;F25B1/10;F25B41/06;F25B29/00
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技術領域：

本發明屬于動力、制冷與熱泵技術領域。

背景技術：

在燃料通過燃燒進行供熱的系統中，燃燒形成的燃氣與被加熱介質之間存在很大的溫差；在直接利用燃料通過燃燒進行制冷的系統中，燃燒形成的燃氣與制冷裝置工作介質之間同樣存在很大的溫差；在采用燃料燃燒提供熱源的分布式能源系統中，動力提供實際上是一項限制性附加條件，并且很多時候仍然存在著溫差不能充分利用的情形。匯總難以實現熱能高效利用的情形，可主要歸納為七個方面：①不帶動力負荷情況下，燃氣與被加熱介質之間存在無法利用的大溫差，無法實現熱能高效利用；②配置吸收式熱泵時，受吸收式熱泵工作介質工作溫度區間的限制，驅動燃氣與吸收式熱泵工作介質之間存在大溫差，溫差利用不合理；③配置余熱鍋爐，燃氣向余熱鍋爐提供顯熱，在蒸汽產生環節存在較大溫差；在采用蒸汽驅動吸收式熱泵時，這會導致溫差利用不合理；④低溫熱資源缺乏，難以利用環境中的熱能；⑤當低溫熱資源溫度很低時，無法找到適合吸收式熱泵裝置的熱力性能和安全性能都令人滿意的工作介質；⑥劣質燃料時，不能直接采用燃氣輪機裝置來實現高溫熱能的合理利用；⑦燃氣低溫段熱能難以實現高效供熱或高效制冷。

針對上述存在的問題，并特別考慮燃氣低溫段熱能的高效和深度利用，發明人提出聯合循環供能系統，由空氣輪機裝置將燃氣的高溫熱能轉化為機械能，機械能驅動壓縮式逆向循環或同時對外提供動力，空氣輪機裝置的余熱負荷驅動吸收式逆向循環，由壓縮式逆向循環和吸收式逆向循環獲取并提升低品位熱負荷的溫度，減少熱能高效利用的限制因素，并實現劣質燃料情況下高效制熱與高效制冷。

發明內容：

本發明主要目的是要提供聯合循環供能系統，具體發明內容分項闡述如下：

1.聯合循環供能系統，主要由壓氣機、鍋爐、空氣輪機、壓縮機、低溫節流閥、低溫熱交換器、蒸發器、吸收器、第二吸收器、發生器、第二發生器、冷凝器、節流閥、溶液泵、第二溶液泵、溶液熱交換器和第二溶液熱交換器所組成；壓氣機有空氣通道與外部連通，壓氣機還有壓縮空氣通道與鍋爐連通之后鍋爐再有壓縮空氣通道與空氣輪機連通，鍋爐還有燃料和空氣通道與外部連通，鍋爐還有燃氣通道依次連通發生器和第二發生器之后第二發生器再有燃氣通道與外部連通，空氣輪機還有空氣通道依次連通發生器和第二發生器之后第二發生器再有空氣通道與外部連通；壓縮機有冷劑蒸汽通道與蒸發器連通之后蒸發器再有冷劑液管路經低溫節流閥與低溫熱交換器連通，低溫熱交換器還有冷劑蒸汽通道與壓縮機連通，低溫熱交換器還有低溫介質管路與外部連通；蒸發器還有冷劑蒸汽通道與吸收器連通，吸收器還有稀溶液管路經溶液泵和溶液熱交換器與第二吸收器連通，第二吸收器還有稀溶液管路經第二溶液泵和第二溶液熱交換器與發生器連通，發生器還有濃溶液管路經第二溶液熱交換器與第二發生器連通，第二發生器還有濃溶液管路經溶液熱交換器與吸收器連通，發生器還有冷劑蒸汽通道與冷凝器連通，第二發生器還有冷劑蒸汽通道與第二吸收器連通，冷凝器還有冷劑液管路經節流閥與蒸發器連通，吸收器、第二吸收器和冷凝器還分別有被加熱介質管路與外部連通；壓氣機、鍋爐和空氣輪機構成空氣輪機裝置正向循環系統，壓縮機、蒸發器、低溫節流閥和低溫熱交換器構成壓縮式逆向循環系統，吸收器、第二吸收器、發生器、第二發生器、冷凝器、蒸發器、節流閥、溶液泵、第二溶液泵、溶液熱交換器和第二溶液熱交換器構成吸收式逆向循環系統；空氣輪機裝置正向循環向壓縮式逆向循環提供動力或同時對外提供動力，空氣輪機裝置正向循環向吸收式逆向循環提供驅動熱負荷，壓縮式逆向循環獲取低溫熱負荷并通過蒸發器向吸收式逆向循環供熱，吸收式逆向循環通過吸收器、第二吸收器和冷凝器對外供熱，形成聯合循環供能系統。

2.聯合循環供能系統，是在第1項所述的聯合循環供能系統中，增加第二壓縮機，將壓縮機有冷劑蒸汽通道與蒸發器連通之后蒸發器再有冷劑液管路經低溫節流閥與低溫熱交換器連通調整為壓縮機有冷劑蒸汽通道與蒸發器連通之后蒸發器再有冷劑蒸汽通道與第二壓縮機連通，第二壓縮機還有冷劑蒸汽通道與蒸發器連通之后蒸發器再有冷劑液管路經低溫節流閥與低溫熱交換器連通，形成聯合循環供能系統。