專利名稱：熱能驅動的制冷與發(fā)電一體化裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種類型的新型制冷機發(fā)電機裝置，具體是一種利用熱能直接驅動蒸汽壓縮 式制冷、并且能夠同時發(fā)電和供熱的裝置。
背景技術：
制冷與暖通空調耗能已經占據全社會四分之一以上的電能，開發(fā)制冷設備的替代能源和 提高制冷設備的能效比事關可持續(xù)發(fā)展的大業(yè)。如何把可再生能源和工業(yè)余熱使用在制冷技 術上，以熱能直接驅動制冷設備，建設分布式制冷與發(fā)電的聯(lián)合系統(tǒng)， 一直是人們期望的替 代能源解決方案，這種技術出現(xiàn)，不但節(jié)省電力和化石燃料，而且有利于降低排放、保護環(huán) 境。但是到目前為止，這方面的技術還不成熟，不能滿足市場應用的技術要求。
對于溫度在100 20(TC之間的熱源，利用現(xiàn)有的蒸汽透平發(fā)電技術，具有投資龐大、發(fā) 電效率低、運行經濟效益低的缺點。很多可再生能源和工業(yè)余熱都是低品位熱能，例如大部 分地熱資源的溫度只有IOO'C左右， 一般太陽能熱水器的水溫都在IO(TC以下，很多工業(yè)排 水的溫度也在IO(TC以下。這些低品位熱源既不適合于發(fā)電，也不適合于現(xiàn)有制冷技術。目 前采用熱能制冷的技術只有吸收式、吸附式、熱聲制冷。吸收式制冷需要熱源溫度120'C以 上，只適合于大工程，投資大、效率低。吸附式和熱聲制冷效率低，技術不成熟。
資料査詢發(fā)現(xiàn)一項直接利用熱能實現(xiàn)發(fā)電制冷聯(lián)產的專利(CA101187509A)，該專利 采用蒸汽噴射的方式壓縮制冷機的循環(huán)工質，除了效率低的缺點外，^^巨發(fā)云力禾幾和制冷劑 只能使用同一種工質，不能滿足不同熱源溫度和不同制冷溫度的需求。

發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術的不足之處，提出了一種高效利用低品位熱能，直接 驅動蒸汽壓縮式制冷循環(huán)和發(fā)電的熱能驅動的制冷與發(fā)電一體化裝置。該裝置由熱力發(fā)動機 和制冷機兩部分組成，采用環(huán)保制冷工質，采用有機工質朗肯循環(huán)透平推動發(fā)電機發(fā)電，采 用壓力交換器對制冷機的循環(huán)工質進行壓縮，采用汽液熱交換器提高熱能利用效率，采用制 冷機膨脹器的軸功驅動熱能發(fā)動機的循環(huán)泵，極大地提高了系統(tǒng)的熱能利用效率和制冷量輸 出。
技術方案該熱能驅動的制冷與發(fā)電一體化裝置，由相互耦合的熱能發(fā)動機和制冷機組 成。熱能發(fā)動機采用有機工質朗肯循環(huán)，包括循環(huán)泵、蒸汽發(fā)生器、汽液分離器、兩通閥、 三通閥、透平、發(fā)電機、壓力交換器、第一汽液B交換器、合流器、第一冷凝器，儲液器、 再熱器；熱能發(fā)動機將熱源的熱能轉變成電能和壓縮制冷循環(huán)工質的動能。制冷機包括蒸發(fā) 器、第二汽液熱交換器、壓力交換器、第二冷凝器、膨脹器，膨脹閥，壓縮機；制冷機的工 質壓縮過程由熱能發(fā)動機的高壓工質在壓力交換器中實現(xiàn)，制冷機膨脹器與發(fā)電機的工質泵 聯(lián)軸，膨脹器的軸功輸出給循環(huán)泵，不足部分的泵功有電機補充。該裝置可以根據熱源溫度 和用戶需求的不同，采用單獨供冷、冷電聯(lián)供、或者冷熱電三聯(lián)供不同模式。
在熱能發(fā)動機裝置中，透平是一種蒸汽膨脹的能量轉變成動能的裝置，可以是專用蒸汽 透平，也可以是壓縮機改造過的膨脹器。壓力交換器是用于實現(xiàn)兩個循環(huán)工質間進行壓力能
3交換的裝置，是使用熱能發(fā)動機循環(huán)工質的高壓來壓縮制冷機的循環(huán)工質。壓力交換器可以 是連軸的膨脹機與壓縮機組合、壓力交換器、蒸汽噴射裝置、或者是其它類型的壓力交換裝 置。透平、發(fā)電機可以與壓力交換器集成一體，在這種情況下，透平分別連接制冷壓縮機和 發(fā)電機，透平的一部分動能用于驅動壓縮機，剩余部分動能驅動發(fā)電機。
在熱能發(fā)動機裝置中采用汽液熱交換器，回收蒸汽中的余熱，用于高壓液態(tài)工質的預熱， 提高熱能發(fā)動機的輸出效率；在制冷機裝置中采用汽液熱交換器，用蒸汽的剩余冷量來過冷 液態(tài)工質，既提高了壓縮機的可靠性，又能提高制冷效率。
在熱能發(fā)動機的蒸汽發(fā)生器出口采用了汽液分離器，用于分離啟動過程中從蒸汽發(fā)生器 流出的液態(tài)工質，避免液態(tài)工質流入透平，提高系統(tǒng)運行的可靠性。
熱能發(fā)動機工質泵與制冷機膨脹器可以根據需要獨立運行，這種情況下，熱能發(fā)動機的 循環(huán)泵由獨立的電機驅動，制冷機的膨脹器由常規(guī)的節(jié)流閥代替。
熱能驅動的制冷與發(fā)電一體化裝置由熱能發(fā)動機和制冷機組成，熱能發(fā)動機和制冷機的 連接是制冷機中的膨脹器輸出軸與熱能發(fā)動機中的循環(huán)泵輸入軸連接；制冷機中的第二汽 液熱交換器出汽口與壓力交換器低壓進口連接，壓力交換器高壓出口與制冷機中的第二冷凝 器氣態(tài)工質進口連接，熱能發(fā)動機中的再熱器氣態(tài)工質出口與壓力交換器高壓進汽口連接， 壓力交換器低壓出口連接熱能發(fā)動機中的第一汽液熱交換器進汽口。
熱能發(fā)動^l采用有機工質朗肯循環(huán)，包括蒸汽發(fā)生器、汽液分離器、兩通閥、三通閥、 透平、發(fā)電機、壓力交換器、第一冷凝器，合流器、儲液器、循環(huán)泵、第一汽液熱交換器、 再熱器，其中蒸汽發(fā)生器氣態(tài)工質出口連接汽液分離器入口，汽液分離器液態(tài)工質出口連
接兩通閥進口，汽液分離器氣態(tài)工質出口連接三通閥進口，三通閩第一出口連接透平進口， 透平輸出軸與發(fā)電機輸入軸同軸連接，透平氣態(tài)工質出口連接再熱器氣態(tài)工質進口，再熱器 氣態(tài)工質出口與三通閥第二出口的蒸汽混合后進入壓力交換器的高壓進汽口，壓力交換器低 壓出口連接第一汽液熱交換器進汽口 ，第一汽液熱交換器出汽口連接第一冷凝器氣態(tài)工質進 口，第一冷凝器的液態(tài)工質出口連接合流器的進液口，兩通闊出口連接合流器的進液口，合 流器出口連接儲液器進口，儲液器出口連接循環(huán)泵入口，泵出口連接第一汽液熱交換器的進 液口，第一汽液熱交換器的出液口連接蒸汽發(fā)生器的進口。
制冷機包括壓力交換器、第二汽液熱交換器、第二冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹器，再熱器，
熱交換器，膨脹閥，壓縮機，其中蒸發(fā)器氣態(tài)工質出口連接第二汽液熱交換器進汽口，第 二汽液熱交換器出汽口連接壓力交換器的低壓進口，壓力交換器的高壓出口連接第二冷凝器 氣態(tài)丄質進口，第二冷凝器液態(tài)工質出口連接第二汽液熱交換器進液口，第二汽液熱交換器 出液口連接膨脹器進液口，膨脹器工質出口連接蒸發(fā)器工質進口，膨脹器輸出軸與循環(huán)泵輸 入軸同軸連接；蒸汽發(fā)生器和再熱器的熱源側進口與外部熱源連接，熱源側出口返回到外部 熱源被循環(huán)加熱，第一冷凝器和第二冷凝器冷凝水來自外界冷凝水源，第一冷凝器(8)和第
二冷凝器冷凝水出口返回冷凝水源，蒸發(fā)器的冷凍水出入口與空調末端相連。
當供給蒸汽發(fā)生器的熱能溫度在IO(TC以上時，裝置既發(fā)電又制冷，此時熱能發(fā)動機部
分的連接是蒸汽發(fā)生器氣態(tài)工質出口連接汽液分離器入口，汽液分離器液態(tài)工質出口連接
兩通閥進口，汽液分離器氣態(tài)工質出口連接三通閥進口，三通閥第一出口連接透平進口，透 平輸出軸與發(fā)電機輸入軸同軸連接。透平氣態(tài)工質出口連接再熱器氣態(tài)工質進口，再熱 器氣態(tài)工質出口與三通閥第二出口的蒸汽混合后進入壓力交換器的高壓進汽口 ，壓力交換器 低壓出口連接第一汽液熱交換器進汽口 ，第一汽液熱交換器出汽口連接第一冷凝器氣態(tài)工質 進口，第一冷凝器的液態(tài)工質出口連接合流器的進液口，兩通閥的出口連接合流器的進液
4口，合流器出口連接儲液器進口，儲液器出口連接泵的入口，泵出口連接第一汽液熱交換器 的進液口，第一汽液熱交換器的出液口連接蒸汽發(fā)生器的進口；制冷機的連接是蒸發(fā)器^ 態(tài)工質出口連接第二汽液熱交換器)進汽口，第二汽液熱交換器出汽口連接壓力交換器的低 壓進口，壓力交換器的高壓出口連接第二冷凝器氣態(tài)工質進口，第二冷凝器液態(tài)工質出口連 接第二汽液熱交換器進液口，第二汽液熱交換器出液口連接膨脹器進液口，膨脹器出液口連 接蒸發(fā)器液態(tài)工質進口，膨脹器輸出軸與循環(huán)泵輸入軸共軸連接。蒸汽發(fā)生器和再熱器的熱 源側進口與外部熱源連接，熱源側出口返回到外部熱源被循環(huán)加熱，第一冷凝器和第二冷凝 器冷凝水側入口與外界自來水管道連接，第一冷凝器和第二冷凝器冷凝水側出口直接排放， 蒸發(fā)器的冷凍水側入口連接空調末端出口 ，冷凍水側出口連接空調末端進口 。
在熱能品位較低時，例如低于10(TC，裝置只輸出制冷，裝置連接是上面所述既制冷又 發(fā)電裝置連接的一種簡化，去掉三通閥、透平、發(fā)電機，膨脹器輸出軸與水泵輸入軸不再同 軸連接，膨脹器被替換為膨脹閥。與上述既制冷又發(fā)電裝置連接方式相比，不同的連接是 汽液分離器的出汽口直接連接壓力交換器的高壓進汽口，第二汽液熱交換器出液口連接膨脹 閥進液口，膨脹閥出液口連接蒸發(fā)器液態(tài)工質進口，其它部分連接不改變。 .
當用戶需要提供生活熱水時，裝置對外冷、熱、電三聯(lián)供，其裝置是在上面所述既制冷
又發(fā)電裝置連接不變的情況下，增加熱交換器，連接是外界自來水管道分別連接第一冷凝
器和第二冷凝器冷凝水側入口 ，第一冷凝器和第二冷凝器冷凝水側出口連接熱交換器低溫水 進口，熱交換器高溫水出口輸出到用戶，蒸汽發(fā)生器熱源側出口連接熱交換器熱源側進口， 熱交換器熱源側出口連接外部熱源被循環(huán)加熱，其它部分連接與上述既制冷又發(fā)電裝置的連 接相同。
透平、發(fā)電機可以與壓力交換器集成一體，其裝置是在上面所述既制冷又發(fā)電裝置連接
的一種變化，其連接是去掉三通閥、再熱器，汽液分離器的出汽口直接連接透平進汽口， 透平出汽口連接第一汽液熱交換器進汽口，透平同軸連接發(fā)電機和壓縮機。第二汽液熱交換 器出汽口連接壓縮機的低壓進口，壓縮機的高壓出口連接第二冷凝器氣態(tài)工質進口，其它部 分連接保持不變。
該裝置的熱源可以采用太陽能、地熱能、生物質能、工業(yè)余熱、或者其它低品位熱能。 冷源可以采用地埋管循環(huán)水、地表水、空氣、或者其它冷卻介質。
熱能發(fā)動機和制冷機可以采用同種工質，也可以采用不同工質；可以采用純工質，也可
以采用混合T.質。純工質可以選用但不限于R22， R32， R123， R124, R125， R143a， R152a， R2卯，R717, R718, R134a， R142b， R227ea, R236fa， R245fa， R600a， R600'
Ri270?；旌瞎べ|可以根據不同工況采用純工質進行配置。對亍顯熱供熱和顯熱冷凝的r:程
應用，采用非共沸混合工質，可以提高熱能發(fā)動機動力輸出效率20%左右。 有益效果
(1) 本發(fā)明能夠滿足不同溫度的熱源輸入和不同制冷溫度的要求，熱能發(fā)動機和制冷 機的丄質選型可以不受限制，優(yōu)化配置。熱能發(fā)動機和制冷機可以選用相同工質，也可以選 用不同工質，可以選用純工質，也可以選用混合工質。
(2) 本發(fā)明能夠根據熱源溫度的高低，改變系統(tǒng)的輸出設置。當熱源溫度高于IO(TC 時，裝置運行制冷和發(fā)電兩種模式；當熱源溫度低于IO(TC時，熱能發(fā)動機的動力只能滿足 制冷驅動，可以關閉發(fā)電機，也可以在設計中選用單獨制冷模式。
(3) 本發(fā)明可以用于制造分布式制冷、發(fā)電設備。如果熱源溫度高于120°C，可以利 用蒸汽發(fā)生器的排水對冷凝器的冷卻水進行再熱，以生產50'C左右的生活熱水，這樣就能
5實現(xiàn)冷、熱、電三聯(lián)供。該發(fā)明做成系列產品，可以滿足從家庭、到小區(qū)不同供電、供冷、 供熱需求。
(4)本發(fā)明采用非共沸混合工質優(yōu)化選型，采用兩元以上工質，分別針對熱能發(fā)動機 和制冷機的不同溫度特性進行優(yōu)化選型，采用優(yōu)化設計的換熱器，可以比純工質系統(tǒng)提高性 能系數(shù)20%左右。對于顯熱冷凝和顯熱制冷的工程應用，采用非共沸混合工質，可以提高制 冷機制冷效率20%左右。本發(fā)明可以采用地源水作為冷凝介質，提高熱能利用效率。


本發(fā)明供有4個附圖
圖1:本發(fā)明典型流程圖，熱能驅動蒸汽壓縮制冷循環(huán)與發(fā)電的聯(lián)合裝置；
圖2:本發(fā)明包含的一種情況，熱源溫度在00'C以下時的一種簡化裝置，熱源驅動熱
能發(fā)動機產生高壓蒸汽，高壓蒸汽直接驅動壓力交換器，為制冷機壓縮循環(huán)工質，裝置只制
冷
圖3:本發(fā)明包含的一種情況，裝置實現(xiàn)冷、熱、電三聯(lián)供。冷凝水首先流經第一冷凝 器和第二冷凝器回收廢熱，再吸收熱源排放水的余熱后，對外提供生活熱水。
圖4:本發(fā)明包含的一種情況，透平、發(fā)電機可以與壓力交換器集成一體，供應發(fā)電的 透平同時為制冷機承擔壓縮制冷機的功能，裝置既制冷又發(fā)電；
具體實施方法
圖中，裝置由熱能驅動的熱能發(fā)動機和制冷機兩部分組成。熱能發(fā)動機由蒸汽發(fā)生器
1、汽液分離器2、兩通閥3、三通閥4、透平5、發(fā)電機6、壓力交換器7、第一冷凝器8， 合流器9、儲^^器10、循環(huán)泵ll、第一汽液熱交換器12、再熱器17組成，連接是蒸汽發(fā) 生器1氣態(tài)工質出口連接汽液分離器2入口 ，汽液分離器液態(tài)工質出口 2b連接兩通閥3進 口，汽液分離器氣態(tài)工質出口 2a接三通閥4進口，三通闊第一出口 4a連接透平5進口，透 平輸出軸5a與發(fā)電機6輸入軸同軸連接，透平氣態(tài)工質出口 5b連接再熱器17氣態(tài)工質進 口，再熱器17氣態(tài)工質出口與三通閥第二出口 4b的蒸汽混合后進入壓力交換器的高壓進汽 口 7a，壓力交換器低壓出口 7b連接第一汽液熱交換器進汽口 12a,第一汽液熱交換器出汽 口 12b連接第一冷凝器8氣態(tài)工質進口，第一冷凝器8液態(tài)工質出口連接合流器的進液口 9a，兩通閥3的出口連接合流器的進液口9b，合流器9出口連接儲液器IO進口，儲液器10 出口連接循環(huán)泵入口 llb，泵11出口連接第一汽液熱交換器的進液口 12c，第一汽液熱交換 器的出液口 12d連接蒸汽發(fā)生器1的進口。
熱能發(fā)動t幾的運行首先從蒸汽發(fā)生器1開始，在這里熱源的熱量傳給熱能發(fā)動機循環(huán)工 質，產生過熱蒸汽流出蒸汽發(fā)生器，進入汽液分離器2，在啟動瞬間，進入汽液分離器的可 能包含部分液態(tài)工質，使用汽液分離器將液態(tài)工質分離出來，通過兩通閥3，與冷凝器出來 的液態(tài)工質在合流器9中會合。從汽液分離器出來的過熱蒸汽進入三通閥4，根據熱源溫度 的高低決定是否啟動發(fā)電裝置。如果熱源溫度高于IOO'C，三通閥將過熱蒸汽輸送到透平5， 驅動發(fā)電機6發(fā)電，蒸汽離開透平后先流經再熱器17增加過熱度，然后再輸入壓力交換器 7。如果熱源溫度低于IOO'C，三通閥將過熱蒸汽直接輸送給壓力交換器7。在壓力交換器7 中，熱能發(fā)動機的高壓蒸汽將壓能傳遞給制冷機工質，熱能發(fā)動機工質降壓膨脹，制冷機工 質升壓。從壓力交換器7流出的低壓蒸汽在第一汽液熱交換器12中用余熱預熱液態(tài)工質， 同時減少第一^令凝器8的負荷。低壓蒸汽在第一冷凝器8中凝結成液體，與汽液分離器過來
6的工質在合流器9中混合，輸入儲液器10。循環(huán)泵11將儲液器中的低壓液體工質升壓到沸 騰壓力，工質再次進入第一熱交換器12預熱，進入蒸汽發(fā)生器1繼續(xù)循環(huán)。
制冷機由壓力交換器7、第二汽液熱交換器13、第二冷凝器14、蒸發(fā)器15、膨脹器16、 再熱器17，熱交換器18，膨脹閥19,壓縮機20組成，連接是蒸發(fā)器15氣態(tài)工質出口連 接第二汽液熱交換器進汽口 13a，第二汽液熱交換器出汽口 13b連接壓力交換器的低壓進口 7c，壓力交換器的高壓出口 7d連接第二冷凝器14氣態(tài)工質進口，第二冷凝器14液態(tài)工質 出口連接第二汽液熱交換器進液口 13c，第二汽液熱交換器出液口 13d連接膨脹器16進液 口，膨脹器工質出口 16b連接蒸發(fā)器15工質進口，膨脹器輸出軸16a與循環(huán)泵輸入軸lla 同軸連接；蒸汽發(fā)生器1和再熱器17的熱源側進口與外部熱源連接，熱源側出口返回到外 部熱源被循環(huán)加熱，第一冷凝器8和第二冷凝器14冷凝水來自外界冷凝水源，第一冷凝器 8和第二冷凝器14冷凝水出口返回冷凝水源，蒸發(fā)器15的冷凍水出入口與空調末端相連。
制冷機的運行從蒸發(fā)器15開始，在這里液態(tài)制冷劑變成氣態(tài)，膨脹過程中吸收熱量， 實現(xiàn)制冷。從蒸發(fā)器出來的低壓蒸汽在第二汽液熱交換器13中對第二冷凝器14出來的液態(tài) 工質進行過冷，既提高系統(tǒng)的能效比，又確保進入壓縮前獲得5K左右的過熱度，提高壓縮 過程的穩(wěn)定性和可靠性。在壓力交換器7中制冷劑被熱能發(fā)動機的高壓蒸汽壓縮成中壓蒸 汽，送入第二冷凝器14冷凝成中壓液體，流經第二汽液熱交換器13增加過冷度，然后進入 膨脹器16中絕熱膨脹成含有少量蒸汽的低壓工質，進入蒸發(fā)器15吸熱制冷。
系統(tǒng)基本運行控制方法如圖5所示
圖2是針對溫度低于IO(TC的低品位熱源的簡化裝置，熱能僅供驅動制冷循環(huán)，與圖1 比較，去掉了三通闊4、透平5、發(fā)電機6，膨脹器16輸出軸與水泵輸入軸不再同軸連接， 膨脹器16被替換為膨脹閥19。其連接是汽液分離器的出汽口 2a直接連接壓力交換器的 高壓進汽口7a，第二汽液熱交換器出液口 13d連接膨脹閥19進液口，膨脹閥19出液口連 接蒸發(fā)器15液態(tài)工質進口，其它部分連接與圖l相同。
圖3是圖1的一種變化，該裝置回收第一冷凝器8和第二冷凝器14的廢熱，并且利用 從蒸汽發(fā)生器排出熱源流體的余熱在熱交換器18中進一步加熱來自第一冷凝器8和第二冷 凝器14的冷凝水，生產生活熱水，實現(xiàn)冷、熱、電三聯(lián)供，與圖1相比，增加了熱交換器 18,其連接是外界自來水管道分別連接第一冷凝器8和第二冷凝器14冷凝水側入口，第 一冷凝器8和第二冷凝器14冷凝水側出口連接熱交換器低溫水進口 18c，熱交換器高溫水 出口 18d輸出到用戶，蒸汽發(fā)生器1熱源側出口連接熱交換器熱源側進口 18a,熱交換器 熱源側出口 18b連接外部熱源被循環(huán)加熱，其它部分連接與圖1相同。
圖4是圖1的一種變化，將透平發(fā)電裝置與壓力交換器做成一體化，采用透平5，同軸 連接壓縮機20和發(fā)電機6，熱能發(fā)動機產生的蒸汽驅動透平做功，部分機械能用于壓縮制 冷機的循環(huán)工質，剩余機械能輸出發(fā)電。與圖1相比，去掉三通閥4、再熱器17,其連接是 汽液分離器的出汽口 2a直接連接透平進汽口 5a，透平出汽口 5b連接第一汽液熱交換器進 汽口 12a，透平5同軸連接發(fā)電機6和壓縮機20;第二汽液熱交換器出汽口 Db連接壓縮機 20的低壓進口，壓縮機20的高壓出口連接第二冷凝器14氣態(tài)工質進口，其它部分連接與 圖1相同。
權利要求
1. 一種熱能驅動的制冷與發(fā)電一體化裝置，它由熱能發(fā)動機和制冷機組成，熱能發(fā)動機和制冷機的連接是制冷機中的膨脹器輸出軸(16a)與熱能發(fā)動機中的循環(huán)泵輸入軸(11a)連接；制冷機中的第二汽液熱交換器出汽口(13b)與壓力交換器低壓進口(7c)連接，壓力交換器高壓出口(7d)與制冷機中的第二冷凝器(14)氣態(tài)工質進口連接，熱能發(fā)動機中的再熱器(17)氣態(tài)工質出口與壓力交換器高壓進汽口(7a)連接，壓力交換器低壓出口(7b)連接熱能發(fā)動機中的第一汽液熱交換器進汽口(12a)。
2. 根據權利1要求所述熱能驅動的制冷與發(fā)電一體化裝置，其特征是熱能發(fā)動機采用有機工質朗肯循環(huán)，包括蒸汽發(fā)生器(1)、汽液分離器(2)、兩通閥(3)、三通閥(4)、透平(5)、發(fā)電機(6)、壓力交換器(7)、第一冷凝器(8)，合流器(9)、儲液器(10)、循環(huán)泵(11)、第一汽液熱交換器(12)、再熱器(17),其中蒸汽發(fā)生器()氣態(tài)工質出口連接汽液分離器(2)入口，汽液分離器液態(tài)工質出口(2b)連接兩通閥(3)進口，汽液分離器氣態(tài)工質出口(2a)連接三通閥(4)進口 ，三通閥第一出口(4a)連接透平(5)進口 ，透平輸出軸(5a)與發(fā)電機(6)輸入軸同軸連接，透平氣態(tài)工質出口(5b)連接再熱器(17)氣態(tài)工質進口，再熱器(17)氣態(tài)工質出口與三通閥第二出口(4b)的蒸汽混合后進入壓力交換器的高壓進汽口 (7a),壓力交換器低壓出口(7b)連接第一汽液熱交換器進汽口(12a),第一汽液熱交換器出汽口(12b)連接第一冷凝器(8)氣態(tài)工質進口，第一冷凝器(8)的液態(tài)工質出口連接合流器的進液口 (9a)，兩通閥(3)出口連接合流器的進液口(9b),合流器(9)出口連接儲液器(10)進口 ，儲液器(1Q)出口連接循環(huán)泵入口(llb)，泵(ll)出口連接第一汽液熱交換器的進液口(12c)，第一汽液熱交換器的出液口(12d)連接蒸汽發(fā)生器(l)的進口。
3. 根據權利1要求所述熱能驅動的制冷與發(fā)電一體化裝置，其特征是制冷機包括壓力交換器(7)、第二汽液熱交換器(13)、第二冷凝器(14)、蒸發(fā)器(15)、膨脹器(16)，再熱器(17)，熱交換器(18)，膨脹閥(19)，壓縮機(20)，其中蒸發(fā)器(15)氣態(tài)工質出口連接第二汽液熱交換器進汽口 (13a),第二汽液熱交換器出汽口(13b)連接壓力交換器的低壓進口 (7c)，壓力交換器的高壓出口(7d)連接第二冷凝器(14)氣態(tài)工質進口，第二冷凝器(14)液態(tài)工質出口連接第二汽液熱交換器進液口(13c)，第二汽液熱交換器出液口(13d)連接膨脹器(16)進液口，膨脹器工質出口(16b)連接蒸發(fā)器(15)工質進口，膨脹器輸出軸(16a)與循環(huán)泵輸入軸(lla)同軸連接；蒸汽發(fā)生器(1)和再熱器(17)的熱源側進口與外部熱源連接，熱源側出口返回到外部熱源被循環(huán)加熱，第一冷凝器(8)和第二冷凝器(14)冷凝水來自外界冷凝水源，第一冷凝器(8)和第二冷凝器(14)冷凝水出口返回冷凝水源，蒸發(fā)器(15)的冷凍水出入口與空調末端相連。
全文摘要
熱能驅動的制冷與發(fā)電一體化裝置由熱能發(fā)動機和制冷機組成。熱能發(fā)動機包括循環(huán)泵、蒸汽發(fā)生器、汽液分離器、兩通閥、三通閥、透平、發(fā)電機、壓力交換器、第一汽液熱交換器、第一冷凝器、合流器、儲液器，再熱器。熱能發(fā)動機利用熱能產生高壓蒸汽，驅動壓縮式制冷和推動透平與發(fā)電機進行發(fā)電。制冷機包括蒸發(fā)器、第二汽液熱交換器、壓力交換器、第二冷凝器、膨脹器。制冷機膨脹器的軸功輸出用于驅動循環(huán)泵。熱能發(fā)動機和制冷機的工質可以相同也可以不同，可以采用非共沸工質以提高效率。本發(fā)明可以使用低品位熱源，可以根據熱源溫度的不同，調整為單獨供冷、冷電聯(lián)供、或冷熱電三聯(lián)供，具有效率高、投資少、安裝周期短、維護費用低等優(yōu)點。
文檔編號F25B1/00GK101458000SQ20091002913
公開日2009年6月17日 申請日期2009年1月6日 優(yōu)先權日2009年1月6日
發(fā)明者喬衛(wèi)來, 祝合虎, 胡達劍, 琴 薛, 鄭紅旗, 陳九法 申請人:東南大學