余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)及熱泵機組的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)及熱泵機組，余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)包括低溫發(fā)電裝置，所述低溫發(fā)電裝置包括依次連通的循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器、螺桿膨脹機、循環(huán)工質(zhì)冷凝器和循環(huán)工質(zhì)泵；以及與螺桿膨脹機連接的發(fā)電機組；低溫發(fā)電裝置連通的余熱回收裝置，還包括與低溫發(fā)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余熱回收，然后利用回收的余熱進行發(fā)電，實現(xiàn)了能源再利用、節(jié)能減排和保護環(huán)境的目的。最后利用回收余熱獲得的電能進行低溫位的熱能向高溫位的熱能進行轉(zhuǎn)換。而且本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。
【專利說明】余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)及熱泵機組
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及余熱回收【技術(shù)領域】，尤其涉及一種余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)及熱泵機組。
【背景技術(shù)】
[0002]在鋼鐵、水泥、化工、垃圾碳化等行業(yè)中會有大量的高溫固體產(chǎn)品及廢渣產(chǎn)生，對這部分廢棄的工業(yè)余熱回收利用，能節(jié)約一次能源，提高經(jīng)濟效益，減少污染，有很高的經(jīng)濟效益和社會效益。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，有對高溫煙氣余熱回收的裝置，也有對高溫固體殘渣余熱回收的裝置。目前尚未有對較高溫度固體或氣體進行余熱回收再利用，因此上述技術(shù)問題是本領域技術(shù)人員急需解決的問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的第一目的在于提供一種余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，該余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)可回收較高溫度固體或氣體的余熱，并且利用該回收的余熱進行發(fā)電，實現(xiàn)能源再利用，節(jié)能減排，保護環(huán)境的目的。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:一種余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)包括
[0006]低溫發(fā)電裝置，所述低溫發(fā)電裝置包括依次連通并形成循環(huán)工質(zhì)循環(huán)回路的循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器、螺桿膨脹機、循環(huán)工質(zhì)冷凝器和循環(huán)工質(zhì)泵；所述螺桿膨脹機連接有發(fā)電機組；
[0007]余熱回收裝置，所述余熱回收裝置包括用于吸收較高溫度固體或氣體余熱的余熱回收蓄能器，所述余熱回收蓄能器內(nèi)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(zhì)循環(huán)進入管道和導熱工質(zhì)循環(huán)流出管道，所述導熱工質(zhì)循環(huán)進入管道上安裝有導熱工質(zhì)泵；所述導熱工質(zhì)循環(huán)流出管道與所述循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器的一端連通，所述循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器的另一端與所述導熱工質(zhì)泵的進口端連通。
[0008]采用上述技術(shù)方案后，本實用新型的有益效果是:由于本實用新型所述的余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)包括余熱回收蓄能器和導熱工質(zhì)泵，其中余熱回收蓄能器將較高溫度固體或氣體的余熱吸收后，導熱工質(zhì)的溫度升高，在導熱工質(zhì)泵的作用下，進行循環(huán)，在循環(huán)到低溫發(fā)電裝置的循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器時，將熱能傳遞給循環(huán)工質(zhì)，導熱工質(zhì)溫度變低后繼續(xù)循環(huán)，經(jīng)導熱工質(zhì)泵后重新進入余熱回收蓄能器，再吸收余熱再循環(huán)。上述循環(huán)工質(zhì)吸收了導熱工質(zhì)的熱量后變成高溫高壓氣體，該循環(huán)工質(zhì)在循環(huán)工質(zhì)泵的作用下，循環(huán)到螺桿膨脹機，在螺桿膨脹機內(nèi)膨脹做功，產(chǎn)生機械動力驅(qū)動發(fā)電機組產(chǎn)生電力。所產(chǎn)生電力可用于驅(qū)動系統(tǒng)中的各用電設備。上述結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了較高溫度固體或氣體的余熱回收再利用。循環(huán)工質(zhì)膨脹做工后變成低壓低溫進入循環(huán)工質(zhì)冷凝器，被冷凝為低壓液體后經(jīng)循環(huán)工質(zhì)泵后再次進入循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器內(nèi)，再進行循環(huán)。本實用新型通過不同沸點有機物作為導熱工質(zhì)和循環(huán)工質(zhì)，實現(xiàn)了固體余熱回收和利用該余熱進行發(fā)電的目的。同時實現(xiàn)了能源再利用，節(jié)能減排和保護環(huán)境的目的。
[0009]本實用新型的第二目的在于提供一種熱泵機組，利用回收的余熱產(chǎn)生的電能，實現(xiàn)將低溫位熱能轉(zhuǎn)換成高溫位熱能，實現(xiàn)能源再利用的目的。
[0010]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:一種熱泵機組，包括權(quán)利要求1所述的余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，還包括熱泵系統(tǒng)，所述熱泵系統(tǒng)包括依次連通的電子膨脹閥、熱泵加熱器和螺桿壓縮機，所述循環(huán)工質(zhì)冷凝器的一端與所述電子膨脹閥連通，另一端與所述螺桿壓縮機連通；所述電子膨脹閥、熱泵加熱器，螺桿壓縮機和循環(huán)工質(zhì)冷凝器形成熱泵循環(huán)回路。
[0011]采用上述技術(shù)方案后，本實用新型的有益效果是:由于本實用新型所述熱泵機組與低溫發(fā)電裝置的循環(huán)工質(zhì)冷凝器的兩端連通，該循環(huán)工質(zhì)冷凝器中的制冷劑吸熱蒸發(fā)，變?yōu)榈蜏氐蛪褐评鋭怏w，進入螺桿壓縮機壓縮成高溫高壓制冷劑氣體，高溫高壓制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。高溫高壓制冷劑液體經(jīng)過電子膨脹閥節(jié)流后變成低壓制冷劑氣液混合物進入循環(huán)工質(zhì)冷凝器蒸發(fā)為氣體，再次進入壓縮機壓縮，從而形成熱泵循環(huán)。同時熱泵機組中的螺桿壓縮機利用余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生電力進行工作。因此本實用新型實現(xiàn)了利用較高溫度固體或氣體的余熱回收和利用該余熱進行發(fā)電的目的。同時實現(xiàn)了能源再利用，節(jié)能減排和保護環(huán)境的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本實用新型的余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本實用新型的熱泵機組的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]其中:1 一余熱回收蓄能器、2—循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器、3—螺桿膨脹機、4一發(fā)電機組、5 —電子膨脹閥、6—熱泵加熱器、7—循環(huán)工質(zhì)冷凝器、8—循環(huán)工質(zhì)泵、9 一螺桿壓縮機、10—導熱工質(zhì)泵。
【具體實施方式】
[0015]為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)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，并不用于限定本實用新型。
[0016]如圖1所示，一種余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)包括低溫發(fā)電裝置，該低溫發(fā)電裝置包括依次連通的循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器2、螺桿膨脹機3、循環(huán)工質(zhì)冷凝器7和循環(huán)工質(zhì)泵8，形成循環(huán)工質(zhì)循環(huán)回路；還包括與螺桿膨脹機3連接的發(fā)電機組4 ;余熱回收裝置，該余熱回收裝置包括余熱回收蓄能器I和導熱工質(zhì)泵10，其中該余熱回收蓄能器I內(nèi)設有蓄熱材料和換熱管道，該換熱管道設有導熱工質(zhì)循環(huán)進入管道和導熱工質(zhì)循環(huán)流出管道，該述導熱工質(zhì)循環(huán)流出管道與上述循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器2的一端連通，該循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器2的另一端與上述導熱工質(zhì)泵10的進口端連通，導熱工質(zhì)泵10的出口端與上述導熱工質(zhì)循環(huán)進入管道連通，形成導熱工質(zhì)循環(huán)回路；而且所述循環(huán)工質(zhì)和所述導熱工質(zhì)為不同沸點有機物。
[0017]如圖2所述，一種熱泵機組，包括權(quán)利要求1所述的余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，還包括熱泵系統(tǒng)，所述熱泵系統(tǒng)包括依次連通的電子膨脹閥5、熱泵加熱器6和螺桿壓縮機9，所述循環(huán)工質(zhì)冷凝器7的一端與所述電子膨脹閥5連通，另一端與所述螺桿壓縮機9連通；所述電子膨脹閥5、熱泵加熱器6，螺桿壓縮機9和循環(huán)工質(zhì)冷凝器7形成熱泵循環(huán)回路。
[0018]本實用新型是采用固體回收蓄能裝置、熱泵技術(shù)與低溫發(fā)電技術(shù)結(jié)合，有效回收各種低溫固態(tài)余熱，降低運行能耗，具有重要的節(jié)能減排意義
[0019]上述低溫發(fā)電技術(shù)是指采用螺桿膨脹機低溫發(fā)電技術(shù)，是利用有機工質(zhì)朗肯循環(huán)，新型、高效的低溫余熱發(fā)電系統(tǒng)，采用有機工質(zhì)作為熱力循環(huán)的工質(zhì)與低溫余熱換熱，有機工質(zhì)吸熱后產(chǎn)生高壓蒸汽，推動螺桿膨脹機帶動發(fā)電機發(fā)電。系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)余熱回收和發(fā)電的最低余熱資源溫度可到80°C，這是常規(guī)發(fā)電技術(shù)不能做到的，從而拓寬了可以回收發(fā)電的余熱資源范圍，為建材、冶金、化工等行業(yè)的低溫余熱資源回收提供了技術(shù)手段和設備。同時，這項技術(shù)還可以推廣到可再生能源發(fā)電系統(tǒng)中，(如地熱、太陽能和生物質(zhì)能)為可再生能源發(fā)電提供關(guān)鍵技術(shù)和設備，對于提高我國能源利用率、節(jié)能減排，保護環(huán)境具有重要的意義。
[0020]熱泵技術(shù)是指通過輸入少量的高品位能源(如電能)，實現(xiàn)由低溫位熱能向高溫位熱能轉(zhuǎn)移。從溫度較低的熱源介質(zhì)提取熱量供給溫度較高的熱用戶。但因高溫傳熱時介質(zhì)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(shù)成為熱泵技術(shù)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(zhì)進入余熱回收蓄能器1，經(jīng)過一段延遲時間對蓄熱材料和換熱管道放熱，換熱管道內(nèi)導熱工質(zhì)溫度升高。導熱工質(zhì)由導熱工質(zhì)泵10經(jīng)余熱回收蓄能器I輸入循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器2，對循環(huán)工質(zhì)放熱。溫度降低的導熱工質(zhì)返回余熱回收蓄能器I再次吸熱。
[0022]循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器2中進行導熱工質(zhì)和循環(huán)工質(zhì)熱量交換，循環(huán)工質(zhì)受熱蒸發(fā)變成高壓高溫氣體。高壓高溫氣體循環(huán)工質(zhì)進入螺桿膨脹機3膨脹做功，產(chǎn)生機械動力驅(qū)動發(fā)電機組4產(chǎn)生電力。所產(chǎn)生電力可用來驅(qū)動系統(tǒng)中的各電動設備，以及熱泵機組中的螺桿壓縮機9。循環(huán)工質(zhì)在螺桿膨脹機3膨脹做功后變成低壓低溫氣體進入循環(huán)工質(zhì)冷凝器7，冷凝為低壓液體。循環(huán)工質(zhì)低壓液體經(jīng)循環(huán)工質(zhì)泵8加壓送入循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器2中，受熱蒸發(fā)變成高壓高溫氣體，再次進入螺桿膨脹機3膨脹做功。從而形成循環(huán)工質(zhì)循環(huán)。
[0023]熱泵機組制冷劑在循環(huán)工質(zhì)冷凝器7中吸熱蒸發(fā)，變?yōu)榈蜏氐蛪褐评鋭怏w，進入螺桿壓縮機9壓縮成高溫高壓制冷劑氣體。高溫高壓制冷劑氣體進入熱泵加熱器6冷凝放熱，該熱泵加熱器6吸收的熱量用于加熱熱水。制冷劑氣體冷凝變成高溫高壓制冷劑液體。高溫高壓制冷劑液體經(jīng)過電子膨脹閥5節(jié)流后變成低壓制冷劑氣液混合物進入循環(huán)工質(zhì)冷凝器7蒸發(fā)為氣體，再次進入壓縮機壓縮，從而形成熱泵循環(huán)。
[0024]綜合上述，熱泵加熱器6產(chǎn)生的熱水可用于工藝熱水、衛(wèi)生熱水或采暖熱水。
[0025]以上所述本實用新型的較佳實施例而已，并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(nèi)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范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于:包括 低溫發(fā)電裝置，所述低溫發(fā)電裝置包括依次連通并形成循環(huán)工質(zhì)循環(huán)回路的循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器、螺桿膨脹機、循環(huán)工質(zhì)冷凝器和循環(huán)工質(zhì)泵；所述螺桿膨脹機連接有發(fā)電機組； 余熱回收裝置，所述余熱回收裝置包括用于吸收較高溫度固體或氣體余熱的余熱回收蓄能器，所述余熱回收蓄能器內(nèi)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(zhì)循環(huán)進入管道和導熱工質(zhì)循環(huán)流出管道，所述導熱工質(zhì)循環(huán)進入管道上安裝有導熱工質(zhì)泵；所述導熱工質(zhì)循環(huán)流出管道與所述循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器的一端連通，所述循環(huán)工質(zhì)蒸發(fā)器的另一端與所述導熱工質(zhì)泵的進口端連通。
2.一種熱泵機組，其特征在于:包括權(quán)利要求1所述的余熱回收蓄能低溫發(fā)電系統(tǒng)，還包括熱泵系統(tǒng)，所述熱泵系統(tǒng)包括依次連通的電子膨脹閥、熱泵加熱器和螺桿壓縮機，所述循環(huán)工質(zhì)冷凝器的一端與所述電子膨脹閥連通，另一端與所述螺桿壓縮機連通；所述電子膨脹閥、熱泵加熱器，螺桿壓縮機和循環(huán)工質(zhì)冷凝器形成熱泵循環(huán)回路。
【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(yōu)先權(quán)日:2013年8月31日
【發(fā)明者】于克敏 申請人:山東宏力空調(diào)設備有限公司