[發明專利]用于工業設備中能量回收的系統和方法

在審

• 申請號: 201780074782.5
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN110050109A
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發明（設計）人: 安德烈亞斯·舒斯特;安德烈亞斯·西歇特
• 申請（專利權）人: 奧爾燦能源股份公司
• 主分類號: F01K23/06
• 分類號: F01K23/06
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王小衡;王朝輝

本發明涉及一種用于工業組件的設置單元內部能量回收的系統。該系統其包括：所述設置單元的熱源；一個熱力學循環設備，特別是ORC設備，該設備具有一個用于將熱源的熱量傳遞到熱力學循環設備的工作介質上的載熱體和一個使工作介質膨脹并且產生機械能或者電能的膨脹設備；和設置單元的至少一個需驅動的組件，特別是至少一個液壓或者氣動設備，該設備能夠利用產生的能量驅動。此外，本發明還涉及一種用于工業組件的設置單元內部能量回收的相應方法。

技術領域

本發明涉及一種具有至少一個熱源和一個熱力學循環設備的系統和一種用于這樣的系統中能量回收的方法。

背景技術

在熱力學循環設備中可以將在工業設備中產生的余熱用于對工作介質加熱和然后在膨脹機中進行減壓。經由一個與膨脹機的軸聯接的發電機可以產生電能。有機朗肯循環(ORC)過程特別適合于此。

在此產生以下問題情況：由于電源成本低，對產生的自用電流應繳納的再生能源法的分攤以及在必要時將饋電設備與工業環境中的饋電點連接所需的費用高昂之故，將產生的電流有償地輸送到電網中的吸引力不高。為了對產生的和輸送到電網中的電能進行結算，必須設置標準化的計量器。這些計量器是昂貴的，結算和管理成本是很高的。

發明內容

本發明的目的是至少部分地克服上述缺點并且在工業設備內部利用轉換為其他能量形式的余熱。

這個目的通過根據權利要求1所述的系統得以實現。

本發明用于工業組件的設置單元內部能量回收的系統包括：工業設備的熱源；一個熱力學循環設備，特別是ORC設備，該設備具有一個用于將熱源的熱量傳遞到熱力學循環設備的工作介質上的載熱體和一個使工作介質膨脹并且產生機械能或者電能的膨脹設備；和設置單元的至少一個需驅動的組件，特別是至少一個液壓或者氣動設備，該設備能夠利用產生的能量驅動。在此，可以直接機械式或者間接地電動地進行利用產生的能量對設置單元的所述至少一個組件的驅動。膨脹設備的旋轉運動首先提供可直接利用的機械/動力能量，或者可以利用一個與膨脹設備聯接的發電機提供電能。

本發明系統具有以下優點：更加經濟地在工業設備內部(例如企業的能源中心)利用由余熱產生/轉換的能量和非持續地輸送到電網中。通過ORC系統回收的能量可以直接用于耗電器、機械式聯接(例如泵、驅動裝置)或者轉換為其他的能量形式(液壓能、壓縮空氣)。通過這種方式能夠減少組件或者組件的單個功能。

本發明的系統可得到如下發展：所述至少一個需驅動的組件可包括一個空氣壓縮機、液壓泵或者水泵，該設備可通過與膨脹機的機械聯接直接機械式驅動。

一個其他的發展在于：可設置一個用于產生電能的發電機，該發電機能夠利用膨脹設備的機械能驅動，其中所述至少一個需驅動的組件包括一個電動機，該電動機能夠利用電能驅動。

這一點可得到如下發展：電動機可以是用于空氣壓縮機的驅動電機、用于液壓泵的驅動電機、用于水泵的驅動電機或者用于風扇的驅動電機。

根據一個其他的發展，電動機/發電機單元可設置在膨脹設備與所述至少一個需驅動的組件之間。

這一點可得到如下發展：在膨脹設備與電動機/發電機單元之間可設置第一離合器，和/或在電動機/發電機單元與所述至少一個需驅動的組件之間可設置第二離合器。

一個其他的發展在于：可設置發電機和電動機或者電動機/發電機單元與電網的聯接。

根據一個其他的發展，此外可設置一個儲能器，該儲能器用于吸收發電機或者電動機/發電機單元的電能和用于將電能輸出到電動機或者電動機/發電機單元上。

一個其他的發展在于：熱力學循環設備針對工作介質的流動方向在載熱體上游可包括一個另外的載熱體，其中可將壓縮機設備的余熱在所述另外的載熱體中為了對工作介質進行預熱傳遞到該工作介質上。