基于有机朗肯循环及溴化锂制冷的太阳能冷热电联产系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于有机朗肯循环及溴化锂制冷的太阳能冷热电联产系统，包括太阳能集热系统、有机朗肯循环发电系统、溴化锂吸收式制冷机及末端供暖、供生活用热系统，所述有机朗肯循环发电系统包括蒸发器A、汽轮机、发电机、冷凝器A和工质泵，所述蒸发器A分别与蓄热器、再热器连接，所述蒸发器A又分别与工质泵、汽轮机连接构成利用太阳能集热热源的有机朗肯循环发电系统；并与溴化锂吸收式制冷机及末端供暖、供生活用热系统连接构成整体冷热电联产系统。有益效果：本发明专利技术利用太阳能中低温型能源将有机朗肯循环和溴化锂制冷相结合，既达到了温度对口、梯级利用、以热制冷的目的，又实现了电力供应、冬季供暖、夏季供冷的冷热电联产。

Organic Rankine cycle and lithium bromide refrigeration cogeneration system based on solar energy

The invention relates to an organic Rankine cycle and lithium bromide refrigeration cogeneration system based on solar energy, including solar thermal systems, organic Rankine cycle power generation system, the lithium bromide absorption refrigerator and end heating and heat for life system, the organic Rankine cycle power generation system includes an evaporator, condenser, steam turbine, generator A and A the refrigerant pump and the evaporator A are respectively connected with the accumulator, reheater, the evaporator A respectively with refrigerant pump, steam turbine connected organic Rankine cycle power generation system with solar heat source; and the lithium bromide absorption refrigerating machine and the end of the heating and heat for life system connected with the whole cold cogeneration system. The beneficial effect of the invention by the low temperature solar energy in organic Rankine cycle and lithium bromide refrigeration together, both reached the appropriate temperature and cascade utilization, to heat the purpose of refrigeration, and realize the CCHP cooling power supply, heating in winter and summer.

【技术实现步骤摘要】
基于有机朗肯循环及溴化锂制冷的太阳能冷热电联产系统
本专利技术属于可再生能源的冷热电联产领域，尤其涉及一种基于有机朗肯循环及溴化锂制冷的太阳能冷热电联产系统。
技术介绍
太阳能是一种清洁的可再生能源，太阳能热发电在经济性、技术性及环保性等众多方面具有较大优势。但是，太阳能的分散性强，能流密度低，只适合得到中低温热能，这也就限制了太阳能的应用范围。有机朗肯循环是以有机物为工质的朗肯循环，可以有效回收中低品位的热能，且有机工质在相同温度条件下比水蒸气的声速低，在较低的转速下仍可产生较高的膨胀效率。有机工质的冷凝压力高，在系统运行中空气渗入系统的可能性较低，又因为有机工质的凝固点低，在寒冷的条件下冷凝器也不需要增加防冻设施。从这些方面考虑，有机朗肯循环可以很好的应用于太阳能利用方面。溴化锂吸收式制冷循环不需要压缩机为循环提供动力，也就相应的减少了系统电能的输入，而为循环所需的驱动热能由太阳能提供，并且温度对口，符合能量梯级利用原则。利用冷热电联产系统可以优化我国的能源结构，节约了能源又保护了环境，具有极高的经济与社会效益，是可持续发展在能源领域的必然选择。但是传统的冷热电联产系统还存在着一些问题。目前的冷热电联产系统多是以燃气轮机与蒸汽朗肯循环及吸收式制冷结合进行冷热电三联供，虽然燃料的燃烧可以得到高品位的能量，但是系统的排热温度仍较高，并不能物尽其用。与此同时，化石燃料的燃烧也对环境造成了一定程度的污染。而利用有机朗肯循环发电则能很好的避免这一问题。中低温热源在生活中常见且易于得到，虽然其品位不高，但是储量巨大，可以作为联产系统的热源。同时由于利用了有机工质，有机朗肯循环对于热源的最低温度的要求降低了很多，通过选用合适的工质，可以将有机朗肯循环很好的与中低温热源比如太阳能相匹配，再结合吸收式制冷，则可以高效的提供冷量、热量和电量，物尽其用的同时又节能环保。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述技术的不足，而提供一种基于有机朗肯循环及溴化锂制冷的太阳能冷热电联产系统，可以有效利用中低温型热源，适用于太阳能较丰富且对供电供冷供热要求灵活的地区；又可以实现冬季供暖，夏季供冷以及全年电力供应和提供生活热水，实现了能量的对口匹配及能量的梯级利用。本专利技术为实现上述目的，采用以下技术方案：一种基于有机朗肯循环及溴化锂制冷的太阳能冷热电联产系统，包括太阳能集热系统、有机朗肯循环发电系统、溴化锂吸收式制冷机及末端供暖、供生活用热系统，所述太阳能集热系统包括太阳能集热器、蓄热器、热水泵；所述太阳能集热器入口与热水泵出口连接，所述太阳能集热器出口与蓄热器入口连接；其特征是：所述有机朗肯循环发电系统包括蒸发器A、汽轮机、发电机、冷凝器A和工质泵，所述蒸发器A的热源侧入口与太阳能集热系统的蓄热器出口连接，所述蒸发器A的热源侧出口连接有再热器，所述蒸发器A的工质侧入口与工质泵出口连接，所述蒸发器A的工质侧出口与汽轮机入口连接，所述汽轮机与发电机同轴连接，所述汽轮机出口与冷凝器A的工质侧入口连接，所述冷凝器A的工质侧出口与工质泵入口连接，构成利用太阳能集热热源的有机朗肯循环发电系统；利用太阳能集热热源的有机朗肯循环发电系统分别与溴化锂吸收式制冷机及末端供暖、供生活用热系统连接构成整体冷热电联产系统。所述溴化锂吸收式制冷机，包括发生器、蒸发器B、吸收器、冷凝器B；所述蒸发器B分别与用户制冷设备的冷冻水入口及冷冻水出口连接，所述发生器入口与太阳能集热系统的蓄热器出口连接，所述发生器出口连接有换热器，所述吸收器冷却水侧入口连接有冷却水入口，所述吸收器冷却水侧出口与冷凝器B冷却水侧入口连接，所述冷凝器B冷却水侧出口也与换热器连接，构成溴化锂吸收式制冷系统。所述末端供暖、供生活用热系统包括换热器、再热器、末端低温供暖设备、蓄热水箱；所述换热器热源侧出口与热水泵入口相连接，所述换热器冷却水侧出口和蓄热水箱连接，所述再热器热源侧出口与热水泵入口连接，所述再热器冷却水侧入口与有机朗肯循环发电系统的冷凝器A冷却水侧出口连接，所述再热器冷却水侧出口与末端低温供暖设备及蓄热水箱连接，所述末端低温供暖设备及冷却水入口与有机朗肯循环发电系统的冷凝器A冷却水侧入口相连，所述蓄热水箱设有供给生活热水的冷却水出口，构成末端供暖、供生活用热系统。所述太阳能集热器为槽式集热器或CPC集热器。所述末端供暖、供生活用热系统采用风机盘管、地板辐射盘管或散热片结构。所述有机朗肯循环发电系统的汽轮机采用涡旋式汽轮机。所述蓄热水箱内安装有温度传感器，所述温度传感器连接有温度控制器。所述蓄热器内安装有温度传感器，所述温度传感器连接有温度控制器。有益效果：本专利技术借助于有机朗肯循环充分利用了太阳能中低温型可再生能源，低碳环保，节能清洁。同时也符合能量的梯级利用原则，减少了高品位能源的浪费，具有较高的能源利用率，在一定程度上缓解了能源供需矛盾。本系统以太阳能作为热源，将有机朗肯循环和溴化锂吸收式制冷相结合，既达到了温度对口、梯级利用、以热制冷的目的，又实现了电力供应、冬季供暖、夏季供冷及全年提供生活热水的冷热电联产。采用有机朗肯循环子系统发电一方面可以充分利用中低温热源，另一方面大大降低了汽轮发电机的尺寸，能够灵活放置，同时基于有机朗肯循环的发电子系统的运行更加稳定可靠。本系统结构采取模块化组合，安装方便，增强了整个系统的安全操作弹性及灵活性。另外，本专利技术也对将冷热电联产系统应用于小型单体建筑比如别墅建筑提供了一种方法。附图说明图1是本专利技术的系统结构连接示意图；图中：1-太阳能集热器；2-蓄热器；3-热水泵；4-蒸发器A；5-汽轮机；6-冷凝器A；7-工质泵；8-发电机；9-发生器；10-蒸发器B；11-吸收器；12-冷凝器B；13-溴化锂吸收式制冷机；14-换热器；15-再热器；16-末端低温供暖设备；17-蓄热水箱；#1，#2，#3，#4，#5，#6，#7，#8，#9，#10-阀门；a-冷却水入口；b-冷却水出口；c-冷冻水入口；d-冷冻水出口。具体实施方式下面结合较佳实施例详细说明本专利技术的具体实施方式。如图1所示，本专利技术提供了一种基于有机朗肯循环及溴化锂吸收式制冷的太阳能冷热电联产系统，包括太阳能集热系统，有机朗肯循环发电系统，溴化锂吸收式制冷系统及末端供暖、供生活用热系统。本实施例中所述太阳能集热系统包括太阳能集热器1、蓄热器2、热水泵3及连接管道和阀门在内；所述热水泵3出口与太阳能集热器1入口相连接，太阳能集热器1采用槽式集热器或者CPC集热器，所述太阳能集热器1出口与蓄热器2入口相连接，所述蓄热器内安装有温度传感器，所述温度传感器与系统温度控制器连接。所述太阳能集热器中的流动介质为水。所述有机朗肯循环发电系统包括蒸发器A4、汽轮机5、发电机8、冷凝器A6、工质泵7及相应的连接管道和阀门；所述蒸发器A4热源侧入口与蓄热器2出口相连接，所述蒸发器A4热源侧出口与再热器15热源侧入口相连接，所述蒸发器A4工质侧入口与工质泵7出口相连接，所述蒸发器A4工质侧出口与汽轮机5入口相连接，所述汽轮机5与发电机8同轴连接，所述汽轮机5为涡旋式汽轮机，所述汽轮机5出口与冷凝器A6工质侧入口相连接，所述冷凝器A6工质侧出口与工质泵7入口相连接，所述冷凝器A6冷却水侧入口与末端低温供暖设备1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于有机朗肯循环及溴化锂制冷的太阳能冷热电联产系统，包括太阳能集热系统、有机朗肯循环发电系统、溴化锂吸收式制冷机及末端供暖、供生活用热系统，所述太阳能集热系统包括太阳能集热器、蓄热器、热水泵；所述太阳能集热器入口与热水泵出口连接，所述太阳能集热器出口与蓄热器入口连接；其特征是：所述有机朗肯循环发电系统包括蒸发器A、汽轮机、发电机、冷凝器A和工质泵，所述蒸发器A的热源侧入口与太阳能集热系统的蓄热器出口连接，所述蒸发器A的热源侧出口连接有再热器，所述蒸发器A的工质侧入口与工质泵出口连接，所述蒸发器A的工质侧出口与汽轮机入口连接，所述汽轮机与发电机同轴连接，所述汽轮机出口与冷凝器A的工质侧入口连接，所述冷凝器A的工质侧出口与工质泵入口连接构成利用太阳能集热热源的有机朗肯循环发电系统；利用太阳能集热热源的有机朗肯循环发电系统分别与溴化锂吸收式制冷机及末端供暖、供生活用热系统连接构成整体冷热电联产系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于有机朗肯循环及溴化锂制冷的太阳能冷热电联产系统，包括太阳能集热系统、有机朗肯循环发电系统、溴化锂吸收式制冷机及末端供暖、供生活用热系统，所述太阳能集热系统包括太阳能集热器、蓄热器、热水泵；所述太阳能集热器入口与热水泵出口连接，所述太阳能集热器出口与蓄热器入口连接；其特征是：所述有机朗肯循环发电系统包括蒸发器A、汽轮机、发电机、冷凝器A和工质泵，所述蒸发器A的热源侧入口与太阳能集热系统的蓄热器出口连接，所述蒸发器A的热源侧出口连接有再热器，所述蒸发器A的工质侧入口与工质泵出口连接，所述蒸发器A的工质侧出口与汽轮机入口连接，所述汽轮机与发电机同轴连接，所述汽轮机出口与冷凝器A的工质侧入口连接，所述冷凝器A的工质侧出口与工质泵入口连接构成利用太阳能集热热源的有机朗肯循环发电系统；利用太阳能集热热源的有机朗肯循环发电系统分别与溴化锂吸收式制冷机及末端供暖、供生活用热系统连接构成整体冷热电联产系统。2.根据权利要求1所述的基于有机朗肯循环及溴化锂制冷的太阳能冷热电联产系统，其特征是：所述溴化锂吸收式制冷机，包括发生器、蒸发器B、吸收器、冷凝器B；所述蒸发器B分别与用户制冷设备的冷冻水入口及冷冻水出口连接，所述发生器入口与太阳能集热系统的蓄热器出口连接，所述发生器出口连接有换热器，所述吸收器冷却水侧入口连接有冷却水入口，所述吸收器冷却水侧出口与冷凝器B冷却水侧入口连接，所述冷凝器B冷却水侧出口也与换热器连接，构成溴化锂吸收式制冷系统。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙艺芮，吕建，李太禄，张权，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：发明
国别省市：天津,12