热，然后经四通换向阀12的ab通道返回压缩机11循环使用；
[0049]当系统为全电运行工况时，四通换向阀12全部端口切断，压缩机11和第二换热器13不运行，第一三通换向阀7切换至入口端e与出口端f接通，第二三通换向阀15切换至入口端h与出口端j接通，第一换热器4外接冷源，由膨胀机9流出的有机工质3进入第一换热器4冷凝后，再通过第二三通换向阀15进入工质栗1，继续参与循环，此时，膨胀机9所做的功全部提供给发电机发电。
[0050]上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种低品位余热驱动的冷热电联产系统，包括有机朗肯循环单元，其特征在于，该有机朗肯循环单元由依次连接并构成循环的工质栗(1)、蒸发器(5)、膨胀机(9)、内置热栗循环单元(16)组成，所述的内置热栗循环单元(16)包括循环连接的压缩机(11)、第一换热器(4)、节流阀(14)和第二换热器(13)，该热栗循环管路中还设有分别与连接压缩机(11)、第一换热器(4)和第二换热器(13)连接的四通换向阀(12)，所述的蒸发器(5)连接余热流(6)，所述的膨胀机(9)的输出功端分别连接压缩机(11)和发电机⑶； 工作时，液态有机工质(3)经工质栗(1)输送至蒸发器(5)，与余热流(6)换热后变成气态有机工质(3)，驱动膨胀机(9)做功后，进入内置热栗循环单元(16)，通过第一换热器(4)或第二换热器(13)与外接冷却流体换热后，将做功后的气态有机工质(3)冷却，并返回工质栗⑴循环使用，膨胀机(9)所做的功一部分驱动发电机⑶发电，另一部分作为内置热栗循环单元(16)工作的动力，驱动压缩机(11)工作，此时，通过四通换向阀(12)将内置热栗循环单元(16)切换成制冷模式或制热模式，分别实现第二换热器(13)的冷能或热能的输出，从而实现系统的冷电联产工况或热电联产工况。2.根据权利要求1所述的一种低品位余热驱动的冷热电联产系统，其特征在于，所述的四通换向阀(12)包括端口 a、端口 b、端口 c和端口 d，所述的端口 a和端口 c分别连接第一换热器(4)和第二换热器(13)，所述的端口 b和端口 d分别连接压缩机(11)的入口端和出口端，所述的膨胀机(9)的出口端处设有第一三通换向阀(7)，该第一三通换向阀(7)的入口端e连接膨胀机(9)的出口，出口端f和出口端g分别连接第一换热器(4)与端口 d，所述的工质栗(1)的入口端处设有第二三通换向阀(15)，该第二三通换向阀(15)的出口端j连接工质栗⑴的入口，入口端h与入口端i分别连接第一换热器(4)和第二换热器(13)，通过切换第一三通换向阀(7)、第二三通换向阀(15)和四通换向阀(12)将内置热栗循环单元(16)切换成制冷模式或制热模式，从而实现系统的冷电联产和热电联产两种模式； 当系统为冷电联产工况时，四通换向阀(12)切换至端口 d、a接通，端口 c、b接通，所述的压缩机(11)的出口端通过四通换向阀(12)的da通道依次连接第一换热器(4)、节流阀(14)、第二换热器(13)，并经四通换向阀(12)的cb通道返回压缩机(11)入口端，第一三通换向阀(7)切换至入口端e与出口端f接通，第二三通换向阀(15)切换至入口端h与出口端j接通，此时，第一换热器(4)内有机工质(3)与外接的冷却流体换热，第二换热器(13)内有机工质(3)与外接的待制冷流体换热，由膨胀机(9)流出的有机工质(3)与压缩机(11)流出的有机工质(3)混合，进入第一换热器(4)冷凝换热后，混合工质一部分通过第二三通换向阀(15)进入工质栗(1)，另一部分通过节流阀(14)后，继续进入第二换热器(13)蒸发吸热，对待制冷流体制冷，然后经四通换向阀(12)的cb通道返回压缩机(11)循环使用； 当系统为热电联产工况时，四通换向阀(12)切换至端口 a、b接通，端口 d、c接通，第一三通换向阀(7)切换至入口端e与出口端g接通，所述的压缩机(11)的出口端通过四通换向阀(12)的dc通道依次连接第二换热器(13)、节流阀(14)、第一换热器(4)，并经四通换向阀(12)的ab通道返回压缩机(11)入口端，第二三通换向阀(15)切换至入口端i与出口端j接通，此时，第一换热器(4)内有机工质与外接热源换热，第二换热器(13)内有机工质与外接的待加热流体换热，由膨胀机(9)流出的有机工质(3)与压缩机(11)流出的工质混合，进入第二换热器(13)冷凝放热，加热待加热流体，混合工质一部分通过第二三通换向阀(15)进入工质栗(1)，另一部分通过节流阀(14)后，继续进入第一换热器(4)与外接热源换热后，返回压缩机(11)循环使用。3.根据权利要求2所述的一种低品位余热驱动的冷热电联产系统，其特征在于，系统还可以切换成全电运行工况，此时，四通换向阀(12)全部端口切断，压缩机(11)和第二换热器(13)不运行，第一三通换向阀(7)切换至入口端e与出口端f接通，第二三通换向阀(15)切换至入口端h与出口端j接通，第一换热器(4)内有机工质与外接的冷却流体换热，由膨胀机(9)流出的有机工质(3)进入第一换热器(4)冷凝后，再通过第二三通换向阀(15)进入工质栗(1)，继续参与循环。4.根据权利要求2所述的一种低品位余热驱动的冷热电联产系统，其特征在于，所述的第二三通换向阀(15)与第一换热器(4)、第二换热器(13)的连接管路上还分别设有流量调节阀(2)。5.根据权利要求1所述的一种低品位余热驱动的冷热电联产系统，其特征在于，所述的有机工质(3)为五氟丙烷、R-123制冷剂或制冷剂R245ca。6.根据权利要求1所述的一种低品位余热驱动的冷热电联产系统，其特征在于，所述的膨胀机(9)通过传动装置(10)连接压缩机(11)，传动装置(10)的一端连接膨胀机(9)的输出功轴，另一端连接压缩机(11)的输入功轴。7.根据权利要求6所述的一种低品位余热驱动的冷热电联产系统，其特征在于，所述的传动装置(10)为联轴器。
【专利摘要】本发明涉及一种低品位余热驱动的冷热电联产系统，包括有机朗肯循环单元，该有机朗肯循环单元由依次连接并构成循环的工质泵、蒸发器、膨胀机、内置热泵循环单元组成，内置热泵循环单元包括第一换热器、节流阀、第二换热器、压缩机及四通换向阀，所述的蒸发器与内置热泵循环单元中的第一换热器、第二换热器分别与余热流和外接换热流进行热量交换，膨胀机的输出功端分别连接压缩机和发电机；该系统运行时，膨胀机所做的功优先驱动与其同轴连接的压缩机，实现内置热泵循环单元的冷能或热能输出，剩余部分的功驱动发电机发电，从而实现系统的冷热电联产。与现有技术相比，本发明具有流程简单、设备部件少、余热能利用率高，系统装置成本低等优点。
【IPC分类】F25B49/02, F25B27/02, F25B41/04, F25B29/00
【公开号】CN105258386
【申请号】CN201510631318
【发明人】钟芬, 朱彤, 高乃平
【申请人】同济大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年9月29日