一种热泵循环与有机朗肯循环串联的耦合系统的制作方法

文档序号:33799480发布日期:2023-04-19 10:56阅读:140来源:国知局
技术简介:
本专利针对现有ORC循环中透平出口工质冷却过程耗能高、经济性差的问题,提出将热泵循环与ORC串联耦合的创新方案。通过热泵循环回收ORC透平能量损失及冷凝器余热,将低温余热提升至高温后供给用户,实现发电与供热双重功能,显著提升系统经济性与能源利用率。
关键词:热泵循环,有机朗肯循环

本技术涉及余热回收,尤其涉及一种热泵循环与有机朗肯循环串联的耦合系统。


背景技术:

1、有机朗肯循环(organicrankinecycle,简称orc)是以低沸点的有机物为工质的朗肯循环,能有效利用低温余热进行发电或带动其他动力机械,热泵是一种使热量从低位热源流向高位热源的余热利用装置,若能将有机朗肯循环与热泵循环结合就能够实现节能减排。

2、目前在申请号为201510198714.2的发明专利公布了一种orc循环与热泵循环的耦合系统,该系统包括相互耦合的有机朗肯循环单元及热泵循环单元,有机朗肯循环单元与热泵循环单元工质相同,且共用同一orc蒸发器;工作时,循环工质与回收的低温余热流在orc蒸发器内进行热量交换后分为两部分气态工质,一部分气态工质进入膨胀机参与orc循环,另一部分气态工质进入压缩机参与热泵循环,膨胀机所做的功优先驱动与膨胀机同轴连接的压缩机,实现热泵循环高温热能的输出,剩余部分的功驱动发电机。

3、上述专利公布的技术方案主要是通过orc循环进行发电,同时为热泵压缩机提供动力,驱动热泵循环工作,实现热电并供,其缺点在于orc循环orc透平出口工质为气态,需使用换热器将其冷却为液态,这一过程中消耗了大量热量,整个系统经济性较差,需要进行改进。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种热泵循环与有机朗肯循环串联的耦合系统,能够对orc循环中的orc透平的能量损失和冷凝器排出的能量进行回收利用,提高经济性。

2、为实现上述目的,本实用新型提供了一种热泵循环与有机朗肯循环串联的耦合系统,包括orc蒸发器和耦合组件,所述orc蒸发器具有热源进口和热源出口,所述耦合组件包括orc透平、热泵循环机构和工质泵;

3、所述orc透平和所述orc蒸发器连通,并位于所述orc蒸发器一侧;所述热泵循环机构和所述orc透平连通,并位于所述orc透平一侧;所述工质泵分别与所述热泵循环机构、所述orc蒸发器连通,并位于所述热泵循环机构和所述orc蒸发器之间。

4、其中,所述热泵循环机构包括换热器、热泵压缩机、热泵冷凝器和膨胀阀;

5、所述换热器分别与所述orc透平、所述工质泵连通,并位于所述orc透平和所述工质泵之间;所述热泵压缩机和所述换热器连通,并位于所述换热器一侧;所述热泵冷凝器和所述热泵压缩机连通,并位于所述热泵压缩机一侧;所述膨胀阀分别与所述热泵冷凝器、所述换热器连通,并位于所述热泵冷凝器和所述换热器之间。

6、其中,所述热泵冷凝器具有冷源进口和冷源出口;所述冷源进口和所述冷源出口分别位于所述热泵冷凝器侧边。

7、本实用新型的一种热泵循环与有机朗肯循环串联的耦合系统,工作时,液态循环工质在所述orc蒸发器中从热源吸收能量蒸发为气态,随后进入所述orc透平膨胀做功,所述orc透平带动电机发电或为其他部件提供动力,循环工质从所述orc透平流出后进入所述热泵循环机构冷凝为液态,液态工质经所述工质泵加压后再次进入orc蒸发器,形成循环。所述热泵循环机构将orc循环中的orc透平的能量损失和冷凝器排出的能量进行回收利用,通过热泵循环提高温度后提供给热用户,实现orc循环供电,热泵循环供热。



技术特征:

1.一种热泵循环与有机朗肯循环串联的耦合系统,包括orc蒸发器,所述orc蒸发器具有热源进口和热源出口,其特征在于,

2.如权利要求1所述的一种热泵循环与有机朗肯循环串联的耦合系统,其特征在于,

3.如权利要求2所述的一种热泵循环与有机朗肯循环串联的耦合系统,其特征在于,


技术总结
本技术涉及余热回收技术领域,具体涉及一种热泵循环与有机朗肯循环串联的耦合系统;包括ORC蒸发器和耦合组件,ORC蒸发器具有热源进口和热源出口,耦合组件包括ORC透平、热泵循环机构和工质泵;工作时,液态循环工质在ORC蒸发器中从热源吸收能量蒸发为气态,随后进入ORC透平膨胀做功,ORC透平带动电机发电或为其他部件提供动力,循环工质从ORC透平流出后进入热泵循环机构冷凝为液态,液态工质经工质泵加压后再次进入ORC蒸发器,形成循环;热泵循环机构将ORC循环中的ORC透平的能量损失和冷凝器排出的能量进行回收利用,通过热泵循环提高温度后提供给热用户,实现ORC循环供电,热泵循环供热。

技术研发人员:霍文浩,唐国庆,文鑫,王磊,文俊,郭擎,邓浩,孙冬婷,吴小荣
受保护的技术使用者:重庆江增船舶重工有限公司
技术研发日:20230209
技术公布日:2024/1/13
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