专利名称：吸附型低温热源发电制冷装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及一种制冷技术领域的装置，具体是一种吸附式低温热源发电制冷 装置。
背景技术：
统计表明，35(TC以下的低温余热总量约占工业产热总量的5(T/。左右。在实 际应用中，由于缺乏有效的回收利用方式，大部分低温余热被直接排放到环境中， 这样既浪费了大量能源，又对周围环境构成了严重的热污染。低温朗肯循环低温 余热发电技术是一种有效的低温余热回收利用方法，它以有机物工质作为能量的 载体，将低品位热能转化为电能。当热源温度低于270'C时，低温朗肯循环工质 选择范围广，针对性强，设备要求相对简单，与常规的水蒸气朗肯循环相比，具 有更高的能源利用率。
吸附式制冷方法最初由Faraday于1848年发现。20世纪70年代，伴随着 能源危机的产生，吸附式制冷技术得到了发展。进入90年代后，由于氟利昂破 坏臭氧层问题以及二氧化碳温室气体的排放问题引起了越来越多的关注，关于吸 附式制冷技术研究进一步加速。目前，凭借着其节能环保，操作方便，适用范围 广等优点，吸附式制冷技术己经成为制冷学界研究中的热点问题。
经过对现有技术的文献检索发现，Feng Xu等在《能源》杂志2000年第25 巻233 _ 246页上发表了一篇题目为"一种发电制冷循环"的文章， (Xu， F. ， Goswami， D. Y" and Bhagwat， S. S., 2000, "A Combined Power/Cooling Cycle, " Energy, 25, pp. 233-246.)该系统将低温朗肯循环发电技术与吸收式制 冷技术相结合，选择二元溶液作为工质，将低品位热能转化为电能和冷量同时输 出，提出了一套低品位热能回收利用的新方案。但该技术存在一定的不足在制 冷过程中，工质没有发生相变，主要依靠工质显热变化实现制冷，因此制冷量受 到了一定的限制。同时，为了使工质在透平出口达到低温实现制冷，需要透平具 有较大的膨胀比，这样增加了设备的设计制造难度，限制了装置的适用范围。此外，蒸汽发生器中流出的低浓度溶液并没有用于做功和制冷，其热量仅通过回热 换热器进行回收利用，这限制了系统单位工质的发电量和制冷量。
发明内容
本发明针对现有技术中的不足，提出一种吸附式低温热源发电制冷装置，选 择二元工质作为循环工质，将低温朗肯循环发电系统同吸附式制冷循环有机的结 合起来，同时满足用户电量和冷量的需求，不仅有效的提高了低温余热回收装置 的整体能量利用率，而且整个过程简单易行，洁净环保，安全可靠。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括工质泵、蒸汽发生器、透 平、发电机、节流阀、吸附式制冷机、吸收器。工质泵出口与蒸汽发生器工质入 口相连，蒸汽发生器气态工质出口与透平工质入口相连，透平工质出口与吸收器 气态工质入口相连，透平主轴与发电机主轴相连，蒸汽发生器液态工质出口与吸 附式制冷机工质入口相连，吸附式制冷机工质出口与节流阔工质入口相连，节流 阀工质出口与吸收器液态工质入口相连，吸收器工质出口与工质泵入口相连，所 述工质为液态二元工质。
本发明透平与吸附式制冷机以并联方式连接，其中二元工质经蒸发器加热后 产生的气态组分经过透平发电，剩余的液态组分经过吸附式制冷机制冷。
本发明中选择的二元工质由两种不同沸点的非共沸工质组成，为了确保透平 出口工质为气态，低沸点工质应具有挥发性。同时，蒸汽发生器的工作温度应在 工质对两种组分的沸点之间，以实现在加热过程中将两种组分有效分离。该二元 工质可以选择氨水或自然工质，氟利昂等的混合物。
在本发明中，液态二元工质经由工质泵提高压力，在蒸汽生成装置中利用余 热加热，在加热过程中，可以通过精馏等手段使二元工质中沸点较低的工质变为 饱和或者过热气体状态，过热气体进而推动透平旋转，并带动发电机组向外输出 电功。在蒸汽生成装置中剩余的液态工质同样被余热加热，并进入吸附式制冷机 放热产生冷量。在吸附式制冷机中放热后的液态工质经过节流阀减压，达到吸收 器工作压力。透平出口的气体工质在吸收器中被节流阀流出的液体工质吸收，并 在冷却水冷却作用下重新成为二元工质，该二元工质重新被由工质泵提高压力， 完成循环。在整个循环过程中，低品位的热能不断被回收利用，同时，系统不断 向用户输出电能和冷量，从而实现利用低温余热发电制冷。由于选择了所述的二元工质，在本装置的工作过程中，发电与制冷过程以并 联的方式进行。系统的电冷比可以通过二元工质中各个组分的浓度进行调节，当 低沸点组分浓度增加时，系统的电冷比增加，当低沸点组分浓度减小时，系统的 电冷比减小。同时，与背景技术中介绍的吸收式发电制冷复合循环相比，由于选 用了吸附式制冷机与透平并联布置的连接方式，本发明中透平出口温度不再需要 达到环境温度以下，因此，透平膨胀比可以适当减小，透平设计制造难度也相应 降低。此外，选用吸附式制冷机代替原有的回热器和制冷蒸发器，解决了原系统 中仅仅利用制冷剂显热制冷的缺点，提高了单位工质的制冷量，并且提高了系统 电冷比的调节范围。
图1为本发明的结构示意图
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案 为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护 范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括工质泵l、蒸汽发生器2、透平3、发电机4、
吸收器5、吸附式制冷机6、节流阀7。工质泵l出口与蒸汽发生器2工质入口 相连，蒸汽发生器2气态工质出口与透平3工质入口相连，透平3工质出口与吸 收器5气态工质入口相连，透平3主轴与发电机4主轴相连，蒸汽发生器2液态 工质出口与吸附式制冷机6工质入口相连，吸附式制冷机6工质出口与节流阀7 工质入口相连，节流阀7工质出口与吸收器5液态工质入口相连，吸收器5工质 出口与工质泵入口相连，所述工质为液态二元工质。
本实施例中，所述的吸附式低温热源发电制冷装置，其二元工质为质量浓度 50%的氨水。采用余热温度12(TC ，蒸汽发生器蒸发压力20bar，吸收器工作压 力10bar，冷却水温度2(TC，来说明循环流程，具体实施过程中所涉及的参数不 对本发明构成限制。
本实施例中，蒸汽发生器中还可以包含精馏设备。
1. 约4(TC的液态氨水工质由工质泵提高压力至20bar，送入蒸汽发生器中加热。
2. 液态氨水工质在蒸汽发生器中被12(TC左右的低温余热加热至约ll(TC，
5压力20bar。在加热过程中，氨变为过热蒸汽从蒸汽发生器的气态工质出口流出， 其余液态部分从蒸汽发生器的液态工质出口流出。
3. 从蒸汽发生器中流出的过热氨气进入透平，推动透平旋转做功并输出功 率，该功率可由发电机转化为电力输出。经过透平后的氨气压力降低到10bar， 在理想情况下，温度会降低到40'C,仍为过热蒸汽。
4. 从蒸汽发生器中流出的其余液态部分工质进入吸附式制冷机，液态工质 在吸附式制冷剂中放热，吸附式制冷机对外输出冷量。吸附式制冷机工质出口温 度约为6(TC。
5. 吸附式制冷机流出的液态工质经过节流阀减压至10bar。
6. 从节流阀流出的液态工质与透平出口氮气进入吸收器中，在冷却水冷却 下，透平出口的氨气被节流阀流出的液态工质吸收，重新变为4(TC左右的液态 氨水，从而完成整个循环过程，实现系统电量和冷量的同时输出。
该系统将低温朗肯循环与吸附式制冷循环相结合，以二元工质作为载体，可 以利用太阳能，地热能，生物质能，各种工业余热作为系统热源。实现了同时向 用户输出电量和冷量的目的。
权利要求
1、一种吸附式低温热源发电制冷装置，包括工质泵、蒸汽发生器、透平、发电机、吸附式制冷机、节流阀、吸收器，其特征在于，所述透平与吸附式制冷机以并联方式连接，所述工质泵出口与蒸汽发生器工质入口相连，蒸汽发生器气态工质出口与透平工质入口相连，透平工质出口与吸收器气态工质入口相连，透平主轴与发电机主轴相连，蒸汽发生器液态工质出口与吸附式制冷机工质入口相连，吸附式制冷机工质出口与节流阀工质入口相连，节流阀工质出口与吸收器液态工质入口相连，吸收器工质出口与工质泵入口相连。
2、 根据权利要求1所述的吸附式低温余热发电制冷装置，其特征是，所述 工质为液态二元工质。
3、 根据权利要求1所述的吸附式低温余热发电制冷装置，其特征是，所述 蒸汽发生器的工作温度在液态二元工质两种组分的沸点之间。
4、 根据权利要求1所述的吸附式低温余热发电制冷装置，其特征是，所述 液态二元工质由两种不同沸点的非共沸工质组成。
5、 根据权利要求1或3或4所述的吸附式低温余热发电制冷装置，其特征 是，所述液态二元工质为氨水。
全文摘要
本发明涉及一种能源技术领域的吸附式低温热源发电制冷装置，包括工质泵，蒸汽发生器、透平、发电机、吸附式制冷机、节流阀、吸收器。这些部件依次连接，以太阳能、地热能、生物质能或各种工业余热作为系统热源，选择二元工质作为系统工质，在热源加热过程中，二元工质中低沸点易挥发组分变成气态推动透平做功发电，液态部分在吸附式制冷机中放热，实现制冷。透平出口流出的气态工质在吸收器中被吸附式制冷机流出的液态工质重新吸收，从而完成工作循环。本发明将低温朗肯循环与吸附式制冷循环结合起来，在低品位热能不断被回收利用的同时，不断向用户输出电能和冷量，从而实现利用低温余热发电制冷。
文档编号F25B27/00GK101520254SQ20091004824
公开日2009年9月2日 申请日期2009年3月26日 优先权日2009年3月26日
发明者凌基薇, 孙绍芹, 秦钰奇, 翁一武, 彬 郑 申请人:上海交通大学