[發明專利]一種中低溫熱源驅動的功冷氣聯供系統

有效

• 申請號: 202110049331.4
• 申請日: 2021-01-14
• 公開（公告）號: CN112880221B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 于澤庭;梁文興;馮春雨
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F25B9/08
• 分類號: F25B9/08;F25B15/04;F25D3/10;F01K25/10;F01D15/10
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本發明公開了一種中低溫熱源驅動的功冷氣聯供系統，其包括中低溫熱源循環系統、LNG冷能利用循環系統、卡琳娜循環系統、有機朗肯循環系統、外部噴射式制冷循環系統和內部噴射式制冷循環系統；卡琳娜循環系統通過鍋爐和過熱器與中低溫熱源循環系統耦合；有機朗肯循環系統通過ORC預熱器與中低溫熱源循環系統相耦合，有機朗肯循環系統通過ORC蒸發器與卡琳娜循環系統耦合；內部噴射式制冷循環系統的噴射器的引射流為卡琳娜循環系統中的透平中間某一位置引出的中高壓氨氣，被引射流為第一蒸發器出口的兩相流；外部噴射式制冷循環系統的噴射器的引射流為卡琳娜循環系統中的冷凝器出口的氨水，被引射流為蒸發器出口的兩相混合物。

技術領域

本發明屬于功冷氣聯供領域，尤其涉及一種中低溫熱源驅動的功冷氣聯供系統。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本發明相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

隨著社會的進步，煤、石油、天然氣等不可再生能源消耗量也隨之逐年上升，并對環境造成嚴重破壞。在這種情況下將熱源能量進行梯級利用，最大化提高能量利用率，就顯得尤為重要，它是解決當下能源危機和緩解環境壓力的重要途徑之一。而中低溫的熱源在我們生活中比較常見，是熱源的重要組成部分之一，包括太陽能、工廠的各種廢熱、余熱等，充分利用這部分能量對于解決當下能源危機和緩解環境壓力有著重要作用。

以氨水為工質的卡琳娜循環系統，在中低溫熱能回收方面具有顯著優勢，氨水混合物吸熱蒸發為變溫過程，可以使熱源和工質的溫度曲線完美匹配，最大限度的降低了換熱過程中的不可逆損失，提高其熱能利用率?？漳妊h系統的熱沉多采用冷卻水或升溫處理后LNG(液化天然氣)，用冷卻水時，由于溫度較高所以需要的流量較大，導致水泵消耗的功率較高；而使用LNG時，通常需要通過海水或工業余熱給其加熱，然后作為卡琳娜循環系統的熱沉，這樣的處理方式，一方面造成能量浪費、海洋環境污染和沿海城市熱源供需不足等問題，另一方面LNG在汽化時會釋放出大量冷能，這部分冷能也往往得不到有效地利用。

有機朗肯循環系統適用于低溫余熱回收，具有較高的能源利用率。丙烷是有機朗肯循環系統的一種，其冰點溫度較低,不用經過任何升溫處理就可用于與LNG換熱，不會產生凝固的現象，但發明人發現，LNG經過與有機朗肯循環系統丙烷換熱后，LNG的溫度仍較低，仍可進行冷量回收。

發明內容

為了解決上述背景技術中存在的至少一項技術問題，本發明提供一種中低溫熱源驅動的功冷氣聯供系統，其采用中低溫熱源為驅動熱源，LNG(-162℃)為熱沉，通過耦合卡琳娜循環系統、有機朗肯循環系統和引入雙級噴射式制冷循環，能夠實現中低溫熱源和LNG冷能的梯級利用，并可同時滿足用戶冷、電、氣多股能源用能需求。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種中低溫熱源驅動的功冷氣聯供系統，包括中低溫熱源循環系統、LNG冷能利用循環系統、卡琳娜循環系統、有機朗肯循環系統、外部噴射式制冷循環系統和內部噴射式制冷循環系統；

所述卡琳娜循環系統通過鍋爐和過熱器與中低溫熱源循環系統耦合；所述有機朗肯循環系統通過ORC預熱器與中低溫熱源循環系統相耦合，有機朗肯循環系統通過ORC蒸發器與卡琳娜循環系統相耦合；內部噴射式制冷循環系統的噴射器的引射流為卡琳娜循環系統中的透平中間某一位置引出的中高壓氨氣，被引射流為第一蒸發器出口的兩相流；外部噴射式制冷循環系統的噴射器的引射流為卡琳娜循環系統中的冷凝器出口的氨水，被引射流為蒸發器出口的兩相混合物；外部噴射式制冷循環系統中的冷凝器的冷量由LNG冷能利用循環系統中的LNG提供；最終實現了中低溫熱源和LNG冷能的梯級利用及冷電氣聯供。

作為一種實施方式，中低溫熱源循環系統內的中低溫熱源為驅動熱能。