CN103759450A

CN103759450A - 一种回收工质节流损失用于发电的制冷设备

Info

Publication number: CN103759450A
Application number: CN201310547468.8A
Authority: CN
Inventors: 刘军; 张军
Original assignee: Beijing Zhongke Huayu Energy Technology Development Co Ltd
Current assignee: Beijing Zhongke Huayu Energy Technology Development Co Ltd
Priority date: 2013-11-06
Filing date: 2013-11-06
Publication date: 2014-04-30

Abstract

本发明涉及一种回收工质的节流损失用于发电的设备，属于余压发电技术领域，该设备由压缩机、冷凝器、膨胀机、蒸发器、减速机、发电机、电动阀、膨胀节、节流膨胀阀和过滤器组成；其中，压缩机出口与冷凝器入口相连，冷凝器的出口分别于第一、第二电动阀的入口相连，第二电动阀的出口与第一膨胀节的入口相连，第一膨胀节的出口与过滤器的入口相连，过滤器的出口与膨胀机的入口相连，膨胀机的出口与第二膨胀节的入口相连，第二膨胀节的出口与第三电动阀的入口相连，第三电动阀的出口分别与节流膨胀阀的出口和蒸发器的入口相连，蒸发器的出口与压缩机的入口相连；第一电动阀的出口与节流膨胀阀的入口相连；膨胀机的轴通过减速机与发电机的轴相连。

Description

一种回收工质节流损失用于发电的制冷设备

技术领域

本发明属于余压发电技术领域，特别涉及一种回收制冷机工质节流损失用于发电的设备。

背景技术

制冷设备已经在各行各业，尤其是在中央空调领域得到了广泛的应用。但制冷设备在运行过程中有一个通过节流膨胀阀节流的过程。在这一过程中，工质迅速膨胀，压力迅速降低，工质所含能量的品位也大大降低，导致能量的巨大浪费。

目前常规的制冷设备如图1所示，该设备主要包含由压缩机11、冷凝器12、膨胀阀13和蒸发器14四大部件依次相连构成回路。该类设备的运行过程在温熵图上的表示如图2所示。在图2中，21-22过程在蒸发器中实现，为等压等温过程；22-23在压缩机中实现，为等熵过程；23-24-25过程在冷凝器中实现，为等压不等温过程；25-21过程通过节流膨胀阀实现，为等焓过程，该过程为不可逆过程，在节流过程中损失了膨胀功（图2中25-0-21-25所围面积）。

发明内容

本发明的目的是为了回收传统制冷设备在运行过程中产生的节流损失，提出一种回收工质节流损失用于发电的制冷设备，该设备可进一步节约能量，提高制冷设备的能源利用效率、增加制冷量及热力完善度。

本发明提出的一种回收工质的节流损失用于发电的设备，其特征在于，该设备主要由压缩机、冷凝器、膨胀机、蒸发器、减速机、发电机、电动阀、膨胀节、节流膨胀阀和过滤器组成；其连接关系为：压缩机出口与冷凝器入口相连，冷凝器的出口分别于第一电动阀71的入口和第二电动阀72的入口相连，第二电动阀72的出口与第一膨胀节81的入口相连，第一膨胀节81的出口与过滤器的入口相连，过滤器的出口与膨胀机的入口相连，膨胀机的出口与第二膨胀节82的入口相连，第二膨胀节82的出口与第三电动阀73的入口相连，第三电动阀73的出口分别与节流膨胀阀的出口和蒸发器的入口相连，蒸发器的出口与压缩机的入口相连；第一电动阀71的出口与节流膨胀阀的入口相连；膨胀机的轴通过减速机与发电机的轴相连。

本发明的特点及有益效果：

本设备以膨胀机取代了传统制冷设备的节流膨胀阀，并增加了减速机和发电机；该设备回收了制冷剂的膨胀功用于发电，可进一步节约设备运行过程中所消耗的能量，提高制冷设备的能源利用效率、热力完善度及设备的制冷量。

附图说明

图1为常规的制冷设备系统示意图。

图2为常规制冷设备运行过程的温熵图。

图3为本发明的基于回收工质节流损失用于发电的制冷设备系统示意图

图4为本发明的可回收工质节流损失用于发电的制冷设备运行过程的温熵图

具体实施方式

本发明提出的基于回收工质节流损失用于发电制冷设备的结构附图及实施方式详细说明如下：

本发明的结构如图3所示，该设备主要由压缩机1、冷凝器2、膨胀机3、蒸发器4、减速机5、发电机6、电动阀7、膨胀节8、节流膨胀阀9和过滤10组成；其连接关系为：压缩机1出口与冷凝器2入口相连，冷凝器2的出口分别于电动阀71的入口和电动阀72的入口相连，电动阀72的出口与膨胀节81的入口相连，膨胀节81的出口与过滤器10的入口相连，过滤器10的出口与膨胀机3的入口相连，膨胀机3的出口与膨胀节82的入口相连，膨胀节82的出口与电动阀73的入口相连，电动阀73的出口分别与节流膨胀阀9的出口和蒸发器4的入口相连，蒸发器4的出口与压缩机1的入口相连；电动阀71的出口与节流膨胀阀9的入口相连；膨胀机3的轴通过减速机5与发电机6的轴相连。

本发明的工作过程为：膨胀机正常工作时：电动阀71关闭，电动阀72、73打开，气态工质经压缩机1压缩后进入冷凝器2冷凝放热，由气态转化为液态，液态工质经过膨胀机3后变成压力很低的气液混合工质进入蒸发器4，在蒸发器4中蒸发吸热，由气液混合物变成气态，再进入压缩机1。液态工质经过膨胀机3时膨胀做功，推动减速器5转动，减速器5带动发电机6旋转发电。当膨胀机需要停运检修且同时需要供冷时：电动阀71打开，电动防72、73关闭，气态工质经压缩机1压缩后进入冷凝器2冷凝放热，由气态转化为液态，液态工质经过节流膨胀阀9后变成压力很低的气液混合工质进入蒸发器4，在蒸发器4中蒸发吸热，由气液混合物变成气态，再进入压缩机1。

本发明的回收工质节流损失用于发电的制冷设备运行过程中在温熵图中的过程，如图4所示，其中在过程45-41过程中，状态点45为高压液态，状态点41为低压气液混合物，在此过程中制冷剂的压力能推动膨胀机做功发电。

本发明设备中的各装置均采用常规产品，各装置的具体实施方式分别说明如下：

1）压缩机1：螺杆压缩机（离心压缩机），输气量为制冷量与42-41过程的焓差和输送制冷剂工质的密度的比值。即Q/（h42-h41）ρ；

2）冷凝器2：壳管式换热器，换热量为螺杆压缩机的输送的制冷剂的质量流量与43-45焓差的乘积。即Q*（h43-h45）/(h42-h41)。根据换热量及换热两侧的对数平均温差以及换热器的传热系数及污垢系数计算可得；

3）膨胀机3：螺杆膨胀机，SEPG180-50/2400-SS；

4）蒸发器4：壳管式换热器，换热量为制冷量2000kW；根据换热量及两侧的对数平均稳产及换热器的传热系数及污垢系数计算可得；

5）减速器5：传输功率为50kW，速比1.6；

6）发电机6：50kW-2P-1500rpm-400kV发电量50kW；

7）电动阀71、72、73：采用起启、闭作用的电动阀，为成熟产品；和制冷剂管道直径相同；

8）膨胀节81、82：根据管道长度和设计温度和运行温度的差值计算得出；

9）节流膨胀阀9：常规节流膨胀阀，膨胀机检修时使用；

10）过滤器10：50目。

Claims

1.一种回收工质的节流损失用于发电的设备，其特征在于，该设备主要由压缩机、冷凝器、膨胀机、蒸发器、减速机、发电机、电动阀、膨胀节、节流膨胀阀和过滤器组成；其连接关系为：压缩机出口与冷凝器入口相连，冷凝器的出口分别于第一电动阀（71）的入口和第二电动阀（72）的入口相连，第二电动阀（72）的出口与第一膨胀节（81）的入口相连，第一膨胀节（81）的出口与过滤器的入口相连，过滤器的出口与膨胀机的入口相连，膨胀机的出口与第二膨胀节（82）的入口相连，第二膨胀节（82）的出口与第三电动阀（73）的入口相连，第三电动阀（73）的出口分别与节流膨胀阀的出口和蒸发器的入口相连，蒸发器的出口与压缩机的入口相连；第一电动阀（71）的出口与节流膨胀阀的入口相连；膨胀机的轴通过减速机与发电机的轴相连。