餘熱回收蓄能低溫發電系統及熱泵機組的製作方法
2023-12-10 13:37:02
餘熱回收蓄能低溫發電系統及熱泵機組的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種餘熱回收蓄能低溫發電系統及熱泵機組，餘熱回收蓄能低溫發電系統包括低溫發電裝置，所述低溫發電裝置包括依次連通的循環工質蒸發器、螺杆膨脹機、循環工質冷凝器和循環工質泵；以及與螺杆膨脹機連接的發電機組；低溫發電裝置連通的餘熱回收裝置，還包括與低溫發電裝置連通的熱泵機組。本實用新型通過利用不同沸點的有機物進行低溫固體餘熱回收，然後利用回收的餘熱進行發電，實現了能源再利用、節能減排和保護環境的目的。最後利用回收餘熱獲得的電能進行低溫位的熱能向高溫位的熱能進行轉換。而且本實用新型結構簡單，操作方便。
【專利說明】餘熱回收蓄能低溫發電系統及熱泵機組
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及餘熱回收【技術領域】，尤其涉及一種餘熱回收蓄能低溫發電系統及熱泵機組。
【背景技術】
[0002]在鋼鐵、水泥、化工、垃圾碳化等行業中會有大量的高溫固體產品及廢渣產生，對這部分廢棄的工業餘熱回收利用，能節約一次能源，提高經濟效益，減少汙染，有很高的經濟效益和社會效益。
[0003]現有技術中，有對高溫煙氣餘熱回收的裝置，也有對高溫固體殘渣餘熱回收的裝置。目前尚未有對較高溫度固體或氣體進行餘熱回收再利用，因此上述技術問題是本領域技術人員急需解決的問題。
實用新型內容
[0004]本實用新型的第一目的在於提供一種餘熱回收蓄能低溫發電系統，該餘熱回收蓄能低溫發電系統可回收較高溫度固體或氣體的餘熱，並且利用該回收的餘熱進行發電，實現能源再利用，節能減排，保護環境的目的。
[0005]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種餘熱回收蓄能低溫發電系統包括
[0006]低溫發電裝置，所述低溫發電裝置包括依次連通並形成循環工質循環迴路的循環工質蒸發器、螺杆膨脹機、循環工質冷凝器和循環工質泵；所述螺杆膨脹機連接有發電機組；
[0007]餘熱回收裝置，所述餘熱回收裝置包括用於吸收較高溫度固體或氣體餘熱的餘熱回收蓄能器，所述餘熱回收蓄能器內設有蓄熱材料和換熱管道；所述換熱管道的兩端分別連接有導熱工質循環進入管道和導熱工質循環流出管道，所述導熱工質循環進入管道上安裝有導熱工質泵；所述導熱工質循環流出管道與所述循環工質蒸發器的一端連通，所述循環工質蒸發器的另一端與所述導熱工質泵的進口端連通。
[0008]採用上述技術方案後，本實用新型的有益效果是:由於本實用新型所述的餘熱回收蓄能低溫發電系統包括餘熱回收蓄能器和導熱工質泵，其中餘熱回收蓄能器將較高溫度固體或氣體的餘熱吸收後，導熱工質的溫度升高，在導熱工質泵的作用下，進行循環，在循環到低溫發電裝置的循環工質蒸發器時，將熱能傳遞給循環工質，導熱工質溫度變低後繼續循環，經導熱工質泵後重新進入餘熱回收蓄能器，再吸收餘熱再循環。上述循環工質吸收了導熱工質的熱量後變成高溫高壓氣體，該循環工質在循環工質泵的作用下，循環到螺杆膨脹機，在螺杆膨脹機內膨脹做功，產生機械動力驅動發電機組產生電力。所產生電力可用於驅動系統中的各用電設備。上述結構實現了較高溫度固體或氣體的餘熱回收再利用。循環工質膨脹做工後變成低壓低溫進入循環工質冷凝器，被冷凝為低壓液體後經循環工質泵後再次進入循環工質蒸發器內，再進行循環。本實用新型通過不同沸點有機物作為導熱工質和循環工質，實現了固體餘熱回收和利用該餘熱進行發電的目的。同時實現了能源再利用，節能減排和保護環境的目的。
[0009]本實用新型的第二目的在於提供一種熱泵機組，利用回收的餘熱產生的電能，實現將低溫位熱能轉換成高溫位熱能，實現能源再利用的目的。
[0010]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種熱泵機組，包括權利要求1所述的餘熱回收蓄能低溫發電系統，還包括熱泵系統，所述熱泵系統包括依次連通的電子膨脹閥、熱泵加熱器和螺杆壓縮機，所述循環工質冷凝器的一端與所述電子膨脹閥連通，另一端與所述螺杆壓縮機連通；所述電子膨脹閥、熱泵加熱器，螺杆壓縮機和循環工質冷凝器形成熱泵循環迴路。
[0011]採用上述技術方案後，本實用新型的有益效果是:由於本實用新型所述熱泵機組與低溫發電裝置的循環工質冷凝器的兩端連通，該循環工質冷凝器中的製冷劑吸熱蒸發，變為低溫低壓製冷劑氣體，進入螺杆壓縮機壓縮成高溫高壓製冷劑氣體，高溫高壓製冷劑氣體進入熱泵加熱器冷凝放熱，熱泵加熱器將吸收的熱量加熱熱水。高溫高壓製冷劑液體經過電子膨脹閥節流後變成低壓製冷劑氣液混合物進入循環工質冷凝器蒸發為氣體，再次進入壓縮機壓縮，從而形成熱泵循環。同時熱泵機組中的螺杆壓縮機利用餘熱回收蓄能低溫發電系統產生電力進行工作。因此本實用新型實現了利用較高溫度固體或氣體的餘熱回收和利用該餘熱進行發電的目的。同時實現了能源再利用，節能減排和保護環境的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的餘熱回收蓄能低溫發電系統的結構示意圖；
[0013]圖2是本實用新型的熱泵機組的結構示意圖；
[0014]其中:1 一餘熱回收蓄能器、2—循環工質蒸發器、3—螺杆膨脹機、4一發電機組、5 —電子膨脹閥、6—熱泵加熱器、7—循環工質冷凝器、8—循環工質泵、9 一螺杆壓縮機、10—導熱工質泵。
【具體實施方式】
[0015]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。
[0016]如圖1所示，一種餘熱回收蓄能低溫發電系統包括低溫發電裝置，該低溫發電裝置包括依次連通的循環工質蒸發器2、螺杆膨脹機3、循環工質冷凝器7和循環工質泵8，形成循環工質循環迴路；還包括與螺杆膨脹機3連接的發電機組4 ;餘熱回收裝置，該餘熱回收裝置包括餘熱回收蓄能器I和導熱工質泵10，其中該餘熱回收蓄能器I內設有蓄熱材料和換熱管道，該換熱管道設有導熱工質循環進入管道和導熱工質循環流出管道，該述導熱工質循環流出管道與上述循環工質蒸發器2的一端連通，該循環工質蒸發器2的另一端與上述導熱工質泵10的進口端連通，導熱工質泵10的出口端與上述導熱工質循環進入管道連通，形成導熱工質循環迴路；而且所述循環工質和所述導熱工質為不同沸點有機物。
[0017]如圖2所述，一種熱泵機組，包括權利要求1所述的餘熱回收蓄能低溫發電系統，還包括熱泵系統，所述熱泵系統包括依次連通的電子膨脹閥5、熱泵加熱器6和螺杆壓縮機9，所述循環工質冷凝器7的一端與所述電子膨脹閥5連通，另一端與所述螺杆壓縮機9連通；所述電子膨脹閥5、熱泵加熱器6，螺杆壓縮機9和循環工質冷凝器7形成熱泵循環迴路。
[0018]本實用新型是採用固體回收蓄能裝置、熱泵技術與低溫發電技術結合，有效回收各種低溫固態餘熱，降低運行能耗，具有重要的節能減排意義
[0019]上述低溫發電技術是指採用螺杆膨脹機低溫發電技術，是利用有機工質朗肯循環，新型、高效的低溫餘熱發電系統，採用有機工質作為熱力循環的工質與低溫餘熱換熱，有機工質吸熱後產生高壓蒸汽，推動螺杆膨脹機帶動發電機發電。系統能夠實現餘熱回收和發電的最低餘熱資源溫度可到80°C，這是常規發電技術不能做到的，從而拓寬了可以回收發電的餘熱資源範圍，為建材、冶金、化工等行業的低溫餘熱資源回收提供了技術手段和設備。同時，這項技術還可以推廣到可再生能源發電系統中，(如地熱、太陽能和生物質能)為可再生能源發電提供關鍵技術和設備，對於提高我國能源利用率、節能減排，保護環境具有重要的意義。
[0020]熱泵技術是指通過輸入少量的高品位能源(如電能)，實現由低溫位熱能向高溫位熱能轉移。從溫度較低的熱源介質提取熱量供給溫度較高的熱用戶。但因高溫傳熱時介質壓力高、耗電高、能效較低，如何利用熱泵又高效又高溫換熱技術成為熱泵技術的難題。
[0021]本實用新型的工作過程為:較高溫度固體或氣體物質進入餘熱回收蓄能器1，經過一段延遲時間對蓄熱材料和換熱管道放熱，換熱管道內導熱工質溫度升高。導熱工質由導熱工質泵10經餘熱回收蓄能器I輸入循環工質蒸發器2，對循環工質放熱。溫度降低的導熱工質返回餘熱回收蓄能器I再次吸熱。
[0022]循環工質蒸發器2中進行導熱工質和循環工質熱量交換，循環工質受熱蒸發變成高壓高溫氣體。高壓高溫氣體循環工質進入螺杆膨脹機3膨脹做功，產生機械動力驅動發電機組4產生電力。所產生電力可用來驅動系統中的各電動設備，以及熱泵機組中的螺杆壓縮機9。循環工質在螺杆膨脹機3膨脹做功後變成低壓低溫氣體進入循環工質冷凝器7，冷凝為低壓液體。循環工質低壓液體經循環工質泵8加壓送入循環工質蒸發器2中，受熱蒸發變成高壓高溫氣體，再次進入螺杆膨脹機3膨脹做功。從而形成循環工質循環。
[0023]熱泵機組製冷劑在循環工質冷凝器7中吸熱蒸發，變為低溫低壓製冷劑氣體，進入螺杆壓縮機9壓縮成高溫高壓製冷劑氣體。高溫高壓製冷劑氣體進入熱泵加熱器6冷凝放熱，該熱泵加熱器6吸收的熱量用於加熱熱水。製冷劑氣體冷凝變成高溫高壓製冷劑液體。高溫高壓製冷劑液體經過電子膨脹閥5節流後變成低壓製冷劑氣液混合物進入循環工質冷凝器7蒸發為氣體，再次進入壓縮機壓縮，從而形成熱泵循環。
[0024]綜合上述，熱泵加熱器6產生的熱水可用於工藝熱水、衛生熱水或採暖熱水。
[0025]以上所述本實用新型的較佳實施例而已，並不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.餘熱回收蓄能低溫發電系統，其特徵在於:包括 低溫發電裝置，所述低溫發電裝置包括依次連通並形成循環工質循環迴路的循環工質蒸發器、螺杆膨脹機、循環工質冷凝器和循環工質泵；所述螺杆膨脹機連接有發電機組； 餘熱回收裝置，所述餘熱回收裝置包括用於吸收較高溫度固體或氣體餘熱的餘熱回收蓄能器，所述餘熱回收蓄能器內設有蓄熱材料和換熱管道；所述換熱管道的兩端分別連接有導熱工質循環進入管道和導熱工質循環流出管道，所述導熱工質循環進入管道上安裝有導熱工質泵；所述導熱工質循環流出管道與所述循環工質蒸發器的一端連通，所述循環工質蒸發器的另一端與所述導熱工質泵的進口端連通。
2.一種熱泵機組，其特徵在於:包括權利要求1所述的餘熱回收蓄能低溫發電系統，還包括熱泵系統，所述熱泵系統包括依次連通的電子膨脹閥、熱泵加熱器和螺杆壓縮機，所述循環工質冷凝器的一端與所述電子膨脹閥連通，另一端與所述螺杆壓縮機連通；所述電子膨脹閥、熱泵加熱器，螺杆壓縮機和循環工質冷凝器形成熱泵循環迴路。
【文檔編號】F01K25/00GK203476414SQ201320539778
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月31日 優先權日:2013年8月31日
【發明者】於克敏 申請人:山東宏力空調設備有限公司