余热回收蓄能低温发电系统及热泵机组的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种余热回收蓄能低温发电系统及热泵机组，余热回收蓄能低温发电系统包括低温发电装置，所述低温发电装置包括依次连通的循环工质蒸发器、螺杆膨胀机、循环工质冷凝器和循环工质泵；以及与螺杆膨胀机连接的发电机组；低温发电装置连通的余热回收装置，还包括与低温发电装置连通的热泵机组。本实用新型通过利用不同沸点的有机物进行低温固体余热回收，然后利用回收的余热进行发电，实现了能源再利用、节能减排和保护环境的目的。最后利用回收余热获得的电能进行低温位的热能向高温位的热能进行转换。而且本实用新型结构简单，操作方便。
【专利说明】余热回收蓄能低温发电系统及热泵机组
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及余热回收【技术领域】，尤其涉及一种余热回收蓄能低温发电系统及热泵机组。
【背景技术】
[0002]在钢铁、水泥、化工、垃圾碳化等行业中会有大量的高温固体产品及废渣产生，对这部分废弃的工业余热回收利用，能节约一次能源，提高经济效益，减少污染，有很高的经济效益和社会效益。
[0003]现有技术中，有对高温烟气余热回收的装置，也有对高温固体残渣余热回收的装置。目前尚未有对较高温度固体或气体进行余热回收再利用，因此上述技术问题是本领域技术人员急需解决的问题。
实用新型内容
[0004]本实用新型的第一目的在于提供一种余热回收蓄能低温发电系统，该余热回收蓄能低温发电系统可回收较高温度固体或气体的余热，并且利用该回收的余热进行发电，实现能源再利用，节能减排，保护环境的目的。
[0005]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种余热回收蓄能低温发电系统包括
[0006]低温发电装置，所述低温发电装置包括依次连通并形成循环工质循环回路的循环工质蒸发器、螺杆膨胀机、循环工质冷凝器和循环工质泵；所述螺杆膨胀机连接有发电机组；
[0007]余热回收装置，所述余热回收装置包括用于吸收较高温度固体或气体余热的余热回收蓄能器，所述余热回收蓄能器内设有蓄热材料和换热管道；所述换热管道的两端分别连接有导热工质循环进入管道和导热工质循环流出管道，所述导热工质循环进入管道上安装有导热工质泵；所述导热工质循环流出管道与所述循环工质蒸发器的一端连通，所述循环工质蒸发器的另一端与所述导热工质泵的进口端连通。
[0008]采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是:由于本实用新型所述的余热回收蓄能低温发电系统包括余热回收蓄能器和导热工质泵，其中余热回收蓄能器将较高温度固体或气体的余热吸收后，导热工质的温度升高，在导热工质泵的作用下，进行循环，在循环到低温发电装置的循环工质蒸发器时，将热能传递给循环工质，导热工质温度变低后继续循环，经导热工质泵后重新进入余热回收蓄能器，再吸收余热再循环。上述循环工质吸收了导热工质的热量后变成高温高压气体，该循环工质在循环工质泵的作用下，循环到螺杆膨胀机，在螺杆膨胀机内膨胀做功，产生机械动力驱动发电机组产生电力。所产生电力可用于驱动系统中的各用电设备。上述结构实现了较高温度固体或气体的余热回收再利用。循环工质膨胀做工后变成低压低温进入循环工质冷凝器，被冷凝为低压液体后经循环工质泵后再次进入循环工质蒸发器内，再进行循环。本实用新型通过不同沸点有机物作为导热工质和循环工质，实现了固体余热回收和利用该余热进行发电的目的。同时实现了能源再利用，节能减排和保护环境的目的。
[0009]本实用新型的第二目的在于提供一种热泵机组，利用回收的余热产生的电能，实现将低温位热能转换成高温位热能，实现能源再利用的目的。
[0010]为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是:一种热泵机组，包括权利要求1所述的余热回收蓄能低温发电系统，还包括热泵系统，所述热泵系统包括依次连通的电子膨胀阀、热泵加热器和螺杆压缩机，所述循环工质冷凝器的一端与所述电子膨胀阀连通，另一端与所述螺杆压缩机连通；所述电子膨胀阀、热泵加热器，螺杆压缩机和循环工质冷凝器形成热泵循环回路。
[0011]采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果是:由于本实用新型所述热泵机组与低温发电装置的循环工质冷凝器的两端连通，该循环工质冷凝器中的制冷剂吸热蒸发，变为低温低压制冷剂气体，进入螺杆压缩机压缩成高温高压制冷剂气体，高温高压制冷剂气体进入热泵加热器冷凝放热，热泵加热器将吸收的热量加热热水。高温高压制冷剂液体经过电子膨胀阀节流后变成低压制冷剂气液混合物进入循环工质冷凝器蒸发为气体，再次进入压缩机压缩，从而形成热泵循环。同时热泵机组中的螺杆压缩机利用余热回收蓄能低温发电系统产生电力进行工作。因此本实用新型实现了利用较高温度固体或气体的余热回收和利用该余热进行发电的目的。同时实现了能源再利用，节能减排和保护环境的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型的余热回收蓄能低温发电系统的结构示意图；
[0013]图2是本实用新型的热泵机组的结构示意图；
[0014]其中:1 一余热回收蓄能器、2—循环工质蒸发器、3—螺杆膨胀机、4一发电机组、5 —电子膨胀阀、6—热泵加热器、7—循环工质冷凝器、8—循环工质泵、9 一螺杆压缩机、10—导热工质泵。
【具体实施方式】
[0015]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0016]如图1所示，一种余热回收蓄能低温发电系统包括低温发电装置，该低温发电装置包括依次连通的循环工质蒸发器2、螺杆膨胀机3、循环工质冷凝器7和循环工质泵8，形成循环工质循环回路；还包括与螺杆膨胀机3连接的发电机组4 ;余热回收装置，该余热回收装置包括余热回收蓄能器I和导热工质泵10，其中该余热回收蓄能器I内设有蓄热材料和换热管道，该换热管道设有导热工质循环进入管道和导热工质循环流出管道，该述导热工质循环流出管道与上述循环工质蒸发器2的一端连通，该循环工质蒸发器2的另一端与上述导热工质泵10的进口端连通，导热工质泵10的出口端与上述导热工质循环进入管道连通，形成导热工质循环回路；而且所述循环工质和所述导热工质为不同沸点有机物。
[0017]如图2所述，一种热泵机组，包括权利要求1所述的余热回收蓄能低温发电系统，还包括热泵系统，所述热泵系统包括依次连通的电子膨胀阀5、热泵加热器6和螺杆压缩机9，所述循环工质冷凝器7的一端与所述电子膨胀阀5连通，另一端与所述螺杆压缩机9连通；所述电子膨胀阀5、热泵加热器6，螺杆压缩机9和循环工质冷凝器7形成热泵循环回路。
[0018]本实用新型是采用固体回收蓄能装置、热泵技术与低温发电技术结合，有效回收各种低温固态余热，降低运行能耗，具有重要的节能减排意义
[0019]上述低温发电技术是指采用螺杆膨胀机低温发电技术，是利用有机工质朗肯循环，新型、高效的低温余热发电系统，采用有机工质作为热力循环的工质与低温余热换热，有机工质吸热后产生高压蒸汽，推动螺杆膨胀机带动发电机发电。系统能够实现余热回收和发电的最低余热资源温度可到80°C，这是常规发电技术不能做到的，从而拓宽了可以回收发电的余热资源范围，为建材、冶金、化工等行业的低温余热资源回收提供了技术手段和设备。同时，这项技术还可以推广到可再生能源发电系统中，(如地热、太阳能和生物质能)为可再生能源发电提供关键技术和设备，对于提高我国能源利用率、节能减排，保护环境具有重要的意义。
[0020]热泵技术是指通过输入少量的高品位能源(如电能)，实现由低温位热能向高温位热能转移。从温度较低的热源介质提取热量供给温度较高的热用户。但因高温传热时介质压力高、耗电高、能效较低，如何利用热泵又高效又高温换热技术成为热泵技术的难题。
[0021]本实用新型的工作过程为:较高温度固体或气体物质进入余热回收蓄能器1，经过一段延迟时间对蓄热材料和换热管道放热，换热管道内导热工质温度升高。导热工质由导热工质泵10经余热回收蓄能器I输入循环工质蒸发器2，对循环工质放热。温度降低的导热工质返回余热回收蓄能器I再次吸热。
[0022]循环工质蒸发器2中进行导热工质和循环工质热量交换，循环工质受热蒸发变成高压高温气体。高压高温气体循环工质进入螺杆膨胀机3膨胀做功，产生机械动力驱动发电机组4产生电力。所产生电力可用来驱动系统中的各电动设备，以及热泵机组中的螺杆压缩机9。循环工质在螺杆膨胀机3膨胀做功后变成低压低温气体进入循环工质冷凝器7，冷凝为低压液体。循环工质低压液体经循环工质泵8加压送入循环工质蒸发器2中，受热蒸发变成高压高温气体，再次进入螺杆膨胀机3膨胀做功。从而形成循环工质循环。
[0023]热泵机组制冷剂在循环工质冷凝器7中吸热蒸发，变为低温低压制冷剂气体，进入螺杆压缩机9压缩成高温高压制冷剂气体。高温高压制冷剂气体进入热泵加热器6冷凝放热，该热泵加热器6吸收的热量用于加热热水。制冷剂气体冷凝变成高温高压制冷剂液体。高温高压制冷剂液体经过电子膨胀阀5节流后变成低压制冷剂气液混合物进入循环工质冷凝器7蒸发为气体，再次进入压缩机压缩，从而形成热泵循环。
[0024]综合上述，热泵加热器6产生的热水可用于工艺热水、卫生热水或采暖热水。
[0025]以上所述本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.余热回收蓄能低温发电系统，其特征在于:包括 低温发电装置，所述低温发电装置包括依次连通并形成循环工质循环回路的循环工质蒸发器、螺杆膨胀机、循环工质冷凝器和循环工质泵；所述螺杆膨胀机连接有发电机组； 余热回收装置，所述余热回收装置包括用于吸收较高温度固体或气体余热的余热回收蓄能器，所述余热回收蓄能器内设有蓄热材料和换热管道；所述换热管道的两端分别连接有导热工质循环进入管道和导热工质循环流出管道，所述导热工质循环进入管道上安装有导热工质泵；所述导热工质循环流出管道与所述循环工质蒸发器的一端连通，所述循环工质蒸发器的另一端与所述导热工质泵的进口端连通。
2.一种热泵机组，其特征在于:包括权利要求1所述的余热回收蓄能低温发电系统，还包括热泵系统，所述热泵系统包括依次连通的电子膨胀阀、热泵加热器和螺杆压缩机，所述循环工质冷凝器的一端与所述电子膨胀阀连通，另一端与所述螺杆压缩机连通；所述电子膨胀阀、热泵加热器，螺杆压缩机和循环工质冷凝器形成热泵循环回路。
【文档编号】F01K25/00GK203476414SQ201320539778
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月31日 优先权日:2013年8月31日
【发明者】于克敏 申请人:山东宏力空调设备有限公司