CN208983674U - 一种带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统 - Google Patents

一种带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统，解决的是目前带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统中压缩机回油困难、喷射器偏离设计工况运行等问题。本实用新型包括太阳能辅热系统和制冷制热发电系统，太阳能辅热系统和制冷制热发电系统通过气体加热器进行换热；所述的制冷制热发电系统包括压缩机，压缩机的出口依次与气体加热器、膨胀机、气体冷却器、喷射器和高温蒸发器连接，高温蒸发器的出口与压缩机的进口连接。本实用新型既可以利用太阳能进行辅助加热，又可以移除常见的带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统中的气液分离器，消除了气液分离器对系统性能的影响。

Description

一种带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统
技术领域
本实用新型涉及制冷制热发电技术领域，具体涉及一种带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统。
背景技术
随着经济和社会的不断发展，能源短缺和环境污染问题日益突出，太阳能等清洁能源的利用和新型的节能技术逐步受到重视。传统的制冷制热发电技术主要以燃烧燃气用于发电，向用户输出电能，并利用发电余热制热、制冷，需要消耗大量的化石燃料。新型的制冷制热发电技术加入了太阳能辅热，并以二氧化碳为工质，以减少能源消耗和环境污染，但其膨胀阀节流损失严重，采用喷射器作为膨胀装置可有效回收制冷部分的节流损失，提高压缩机入口压力，减少压缩机耗功。目前带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电技术中，喷射器后接气液分离器，气相工质进压缩机，液相工质通过蒸发器被引射进喷射器的低压入口，以实现回收膨胀阀的节流损失，但此技术存在以下不足：气液分离器的效率严重影响整个系统的性能；压缩机回油困难，容易在蒸发器内集油；喷射器的出口干度和引射系数之间需要满足一定的数学关系式，但这在实际运行中很难实现，以致喷射器在偏离设计工况条件下运行，甚至导致系统不能制冷。总之，尽管采用喷射器作为膨胀装置可有效回收膨胀阀的节流损失，但此带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统存在的突出技术问题，严重影响了此系统的性能和实际推广应用。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是目前带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统中压缩机回油困难、喷射器偏离设计工况运行等，提供一种新型的带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统。
为解决上述技术问题，本实用新型采用下述技术方案：一种带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统，包括太阳能辅热系统和制冷制热发电系统，太阳能辅热系统和制冷制热发电系统通过气体加热器进行换热；所述的制冷制热发电系统包括压缩机，压缩机的出口依次与气体加热器、膨胀机、气体冷却器、喷射器和高温蒸发器连接，高温蒸发器的出口与压缩机的进口连接，所述膨胀机与发电机连接。
所述压缩机的排气口与气体加热器的主进口相连接，气体加热器的主出口与膨胀机的进口相连接，所述膨胀机的出口与气体冷却器的进口相连接。
所述的制冷制热发电系统还包括低温蒸发器，所述气体冷却器出口分别与喷射器的高压进口和低温蒸发器的进口相连，低温蒸发器的出口与喷射器的低压进口相连。
所述喷射器的出口与高温蒸发器的进口相连接，高温蒸发器的出口与压缩机的吸气口相连接。
所述的气体冷却器与低温蒸发器的进口之间设有膨胀阀。
所述的太阳能辅热系统包括太阳能集热器和蓄热器，所述太阳能集热器的出口与蓄热器的进口I相连接，蓄热器的出口I通过工质泵与太阳能集热器的进口相连接；所述的蓄热器还与气体加热器相连接。
所述的太阳能辅热系统还包括辅助加热器，所述的蓄热器的出口II与辅助加热器的进口相连接；所述辅助加热器的出口与气体加热器的辅进口相连接；所述气体加热器的辅出口与蓄热器的进口II相连接。
本实用新型带太阳能辅热系统和喷射器节流的制冷制热发电系统内的工质，通过低温蒸发器、喷射器及高温蒸发器完全流进压缩机，不易在蒸发器内集油，有助于压缩机回油；既可以利用太阳能进行辅助加热，又可以移除常见的带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统中的气液分离器，消除了气液分离器对系统性能的影响；可实现双蒸发，满足用户不同制冷工况的需求；在喷射器偏离设计工况条件下，系统亦可实现制冷，提高系统效率和运行工况的稳定性，对节能减排具有重要意义。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型包括太阳能辅热系统和制冷制热发电系统，太阳能辅热系统和制冷制热发电系统通过气体加热器4进行换热；所述的制冷制热发电系统包括压缩机6，压缩机6的出口依次与气体加热器4、膨胀机7、气体冷却器9、喷射器12和高温蒸发器13连接，高温蒸发器13的出口与压缩机6的进口连接，所述膨胀机7与发电机8连接。膨胀机7转动带动发电机8发电。
所述压缩机6的排气口与气体加热器4的主进口相连接，气体加热器4的主出口与膨胀机7的进口相连接，所述膨胀机7的出口与气体冷却器9的进口相连接。
所述的制冷制热发电系统还包括低温蒸发器11，所述气体冷却器9出口分别与喷射器12的高压进口和低温蒸发器11的进口相连，低温蒸发器11的出口与喷射器12的低压进口相连。
所述喷射器12的出口与高温蒸发器13的进口相连接，高温蒸发器13的出口与压缩机6的吸气口相连接。
所述的气体冷却器9与低温蒸发器11的进口之间设有膨胀阀10。
所述的太阳能辅热系统包括太阳能集热器1和蓄热器2，所述太阳能集热器1的出口与蓄热器2的进口Ia相连接，蓄热器2的出口Ib通过工质泵5与太阳能集热器1的进口相连接；所述的蓄热器2还与气体加热器4相连接。
所述的太阳能辅热系统还包括辅助加热器3，所述的蓄热器2的出口IId与辅助加热器3的进口相连接；所述辅助加热器3的出口与气体加热器4的辅进口相连接；所述气体加热器4的辅出口与蓄热器2的进口IIc相连接。
本实用新型所述的太阳能辅热系统的工质为水或导热油，喷射器节流的制冷制热发电系统的工质为二氧化碳。在系统工作时，太阳能辅热系统中，太阳能集热器吸收太阳光后加热管内的水或导热油，使其温度升高，被加热后的水或导热油进入蓄热器2进行降温换热，降温换热后的水或导热油经过工质泵5输送回太阳能集热器重新加热；蓄热器2另一路内的水或导热油经过蓄热器被加热，之后流经辅助加热器（当太阳能不稳定或夜间无太阳，太阳能辅热系统不能满足用户需求时使用）进行进一步加热，然后进入气体加热4器，加热制冷制热发电系统内的二氧化碳工质，之后回到蓄热器2，完成循环。
在带喷射器节流的制冷制热发电系统中，二氧化碳经压缩机6压缩后进入气体加热器4进一步加热，加热后的高温高压的二氧化碳气体流进所述的膨胀机7推动膨胀机转动，所述的膨胀机7转动带动所述的发电机8发电，从所述的膨胀机7出来的气体进入气体冷却器9冷却放热，以满足用户的热需求。
从气体冷却器9出来的二氧化碳工质分为两部分，一部分进入喷射器12的高压入口，通过喷射器的喷嘴进行喷射降压；另一部分经较小节流后进入低温蒸发器10吸热制冷，从低温蒸发器11出来的二氧化碳工质进入喷射器12的低压进口，在喷射器12内与所述经过喷射降压后的二氧化碳工质混合增压，之后进入高温蒸发器13吸热制冷，从高温蒸发器13出来的饱和或过热气体进入压缩机6，完成主循环。

Claims (7)

1.一种带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统，其特征在于：包括太阳能辅热系统和制冷制热发电系统，太阳能辅热系统和制冷制热发电系统通过气体加热器（4）进行换热；所述的制冷制热发电系统包括压缩机（6），压缩机（6）的出口依次与气体加热器（4）、膨胀机（7）、气体冷却器（9）、喷射器（12）和高温蒸发器（13）连接，所述高温蒸发器（13）的出口与压缩机（6）的进口连接，所述膨胀机（7）与发电机（8）连接。
2.根据权利要求1所述的带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统，其特征在于：所述压缩机（6）的排气口与气体加热器（4）的主进口相连接，气体加热器（4）的主出口与膨胀机（7）的进口相连接，所述膨胀机（7）的出口与气体冷却器（9）的进口相连接。
3.根据权利要求2所述的带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统，其特征在于：所述的制冷制热发电系统还包括低温蒸发器（11），所述气体冷却器（9）出口分别与喷射器（12）的高压进口和低温蒸发器（11）的进口相连，低温蒸发器（11）的出口与喷射器（12）的低压进口相连。
4.根据权利要求3所述的带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统，其特征在于：所述喷射器（12）的出口与高温蒸发器（13）的进口相连接，高温蒸发器（13）的出口与压缩机（6）的吸气口相连接。
5.根据权利要求3所述的带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统，其特征在于：所述的气体冷却器（9）与低温蒸发器（11）的进口之间设有膨胀阀（10）。
6.根据权利要求1所述的带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统，其特征在于：所述的太阳能辅热系统包括太阳能集热器（1）和蓄热器（2），所述太阳能集热器（1）的出口与蓄热器（2）的进口I（a）相连接，蓄热器（2）的出口I（b）通过工质泵（5）与太阳能集热器（1）的进口相连接；所述的蓄热器（2）还与气体加热器（4）相连接。
7.根据权利要求6所述的带太阳能辅热和喷射器节流的制冷制热发电系统，其特征在于：所述的太阳能辅热系统还包括辅助加热器（3），所述的蓄热器（2）的出口II（d）与辅助加热器（3）的进口相连接；所述辅助加热器（3）的出口与气体加热器（4）的辅进口相连接；所述气体加热器（4）的辅出口与蓄热器（2）的进口II（c）相连接。
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