[發(fā)明專利]一種可調型的CO2

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110251110.5
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN112856847A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發(fā)明（設計）人: 石凌峰;盧博聞;舒歌群;田華;王軒;孫孝存
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: F25B9/00
• 分類號: F25B9/00;F01K25/06;F01B23/08;F01B23/10
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 李曉莉

1.一種可調型的CO₂混合工質冷電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，包括工質泵、氣體加熱器、膨脹機、發(fā)電機、壓縮機、背壓閥、冷凍蒸發(fā)器、冷藏蒸發(fā)器、冷凍膨脹閥、冷藏膨脹閥、分液冷凝器、一級儲液罐、二級儲液罐、三級儲液罐、一級出液閥、二級出液閥和三級出液閥，其特征在于：

所述發(fā)電機和所述壓縮機由所述膨脹機驅動；

所述分液冷凝器的第一級出口連接至所述一級儲液罐的進口，所述分液冷凝器的第二級出口連接至所述二級儲液罐的進口，所述分液冷凝器的第三級出口連接至所述三級儲液罐的進口；

所述一級儲液罐的出口通過所述一級出液閥連接至工質泵的進口，所述工質泵的出口連接至所述氣體加熱器的進口，所述氣體加熱器的出口連接至所述膨脹機的進口，所述膨脹機的出口連接至所述分液冷凝器的進口；

所述二級儲液罐的出口依次通過所述二級出液閥和所述冷藏膨脹閥連接至所述冷藏蒸發(fā)器的進口；

所述三級儲液罐的出口依次通過所述三級出液閥和所述冷凍膨脹閥連接至所述冷凍蒸發(fā)器的進口；

所述冷藏蒸發(fā)器的出口通過所述背壓閥與所述冷凍蒸發(fā)器的出口連接至所述壓縮機的進口，所述壓縮機的出口連接至分液冷凝器的進口；

所述一級出液閥、所述二級出液閥和所述三級出液閥通過閥門的截止或打開與彼此斷開或相通；

循環(huán)系統(tǒng)的工質為CO₂混合工質，工質經(jīng)所述分液冷凝器后分流三路，第一路為發(fā)電回路：第一級工質首先流入所述一級儲液罐中，所述一級出液閥調節(jié)流入發(fā)電回路的工質組分，調配后的工質依次經(jīng)所述工質泵加壓，經(jīng)所述氣體加熱器加熱后進入所述膨脹機做功，拖動所述發(fā)電機發(fā)電；第二路為冷藏回路：第二級工質首先流入所述二級儲液罐中，所述二級出液閥調節(jié)流入冷藏回路的工質組分，調配后的工質經(jīng)所述冷藏膨脹閥節(jié)流降溫后進入所述冷藏蒸發(fā)器輸出冷量至高溫冷媒；第三路為冷凍回路：第三級工質首先流入所述三級儲液罐中，所述三級出液閥調節(jié)流入冷凍回路的工質組分，調配后的工質經(jīng)所述冷凍膨脹閥節(jié)流降溫后進入所述冷凍蒸發(fā)器輸出冷量至低溫冷媒；

上述冷藏回路的工質通過所述背壓閥調壓至所述壓縮機吸入壓力后與上述冷凍回路的工質匯合進入所述壓縮機；

上述發(fā)電回路的工質在所述膨脹機出口處與所述壓縮機出口的工質匯合進入所述分液冷凝器。

2.如權利要求1所述的可調型的CO₂混合工質冷電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)，其特征在于：

(i)通過調整所述一級出液閥、二級出液閥和三級出液閥的開度，調控所述發(fā)電回路、冷藏回路和冷凍回路的工質組分，使工況能夠變化的熱源、高溫冷媒和低溫冷媒與工質熱物性匹配；和/或

(ii)將系統(tǒng)的運行模式切換為冷藏模式、冷凍模式、冷凍冷藏模式、發(fā)電模式或冷電模式：

冷藏模式：所述發(fā)電機停轉；所述一級出液閥分配進入所述發(fā)電回路的工質流量，使所述膨脹機輸出功與所述壓縮機消耗功相同；所述三級出液閥截止進入所述冷凍回路的工質流量；所述二級出液閥分配進入所述冷藏回路的工質流量，由所述冷藏蒸發(fā)器輸出冷藏冷量；

冷凍模式：所述發(fā)電機停轉；所述一級出液閥分配進入所述發(fā)電回路的工質流量，使所述膨脹機輸出功與所述壓縮機消耗功相同；所述二級出液閥截止進入所述冷藏回路的工質流量；所述三級出液閥分配進入所述冷凍回路的工質流量，由所述冷凍蒸發(fā)器輸出冷凍冷量；

冷凍冷藏模式：所述發(fā)電機停轉；所述一級出液閥分配進入所述發(fā)電回路的工質流量，使所述膨脹機輸出功與所述壓縮機消耗功相同；所述二級出液閥分配進入所述冷藏回路的工質流量，由所述冷藏蒸發(fā)器輸出冷藏冷量；所述三級出液閥分配進入所述冷凍回路的工質流量，由所述冷凍蒸發(fā)器輸出冷凍冷量；

發(fā)電模式：所述壓縮機停轉；所述二級出液閥截止進入所述冷藏回路的工質流量；所述三級出液閥截止進入所述冷凍回路的工質流量；所述一級出液閥分配工質流量進入發(fā)電回路，通過所述膨脹機和所述發(fā)電機輸出電量；

冷電模式：根據(jù)冷藏負荷需求，所述二級出液閥分配進入所述冷藏回路的工質流量，由所述冷藏蒸發(fā)器輸出所需冷藏冷量；根據(jù)冷凍負荷需求，所述三級出液閥分配進入所述冷凍回路的工質流量，由所述冷凍蒸發(fā)器輸出所需冷凍冷量；根據(jù)用電需求，所述一級出液閥分配進入所述發(fā)電回路的工質流量，通過所述膨脹機和所述發(fā)電機輸出電量。