專利名稱：廢熱發(fā)電型地源熱泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地源熱泵的廢熱再利用裝置，具體的涉及一種利用建筑物所產(chǎn)生的低品位廢熱進行發(fā)電的廢熱發(fā)電型地源熱泵。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，制冷系統(tǒng)主要以電力為能源，可以分為離心式空調(diào)機組，風(fēng)冷空調(diào)機組，活塞式空調(diào)機組，螺桿式空調(diào)機組等壓縮式空調(diào)機組；還有的中央空調(diào)以石化燃料為能源，其根據(jù)工質(zhì)類型不同可分為溴化鋰吸收式空調(diào)機組，氨一水吸收式空調(diào)機組等。以電力為能源的壓縮式制冷機組能效比相對于吸收式空調(diào)機組較高，但消耗高品位的電能；吸收式空調(diào)機組消耗石化燃料或工業(yè)廢熱資源，但能效比低，一般小于I。目前空調(diào)制冷技術(shù)的運行過程均為制冷空調(diào)機組通過消耗高品位的電能或石化燃料，把建筑物內(nèi)過多的熱能排到建筑物外，從而達到建筑物內(nèi)溫度減低的效果。各類建筑使用上述中央空調(diào)均會存在如下缺陷，例如夏季供電緊張；城市局部空氣溫度大幅度升高，出現(xiàn)熱島效應(yīng)；以及過量空調(diào)制冷劑含氟化合物排放到大氣中，破壞臭氧層的問題。同時上述制冷空調(diào)還消耗大量能源，直接或間接增加了 C02的排放。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種設(shè)計合理，能夠有效利用建筑物排放的低品位熱能的廢熱發(fā)電型地源熱泵，其利用膨脹機系統(tǒng)來實現(xiàn)廢熱資源的發(fā)電利用，可以減少空調(diào)機組的能源消耗，并可以減少排放到外部環(huán)境中的廢熱資源，降低室外環(huán)境溫度以及制冷循環(huán)系統(tǒng)的使用成本，減少二氧化碳的排放。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下:
一種廢熱發(fā)電型地源熱泵，其特征在于所述地源熱泵包括制冷循環(huán)系統(tǒng)和膨脹機系統(tǒng)，所述膨脹機系統(tǒng)的動力輸出軸與一發(fā)電系統(tǒng)相連接；所述制冷循環(huán)系統(tǒng)的冷凝盤管位于所述膨脹機系統(tǒng)的發(fā)生器內(nèi)。具體實施中，所述制冷循環(huán)系統(tǒng)包括一蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有與風(fēng)冷盤管系統(tǒng)相連接的冷卻盤管，該蒸汽器還連接設(shè)置低溫制冷劑管路，該低溫制冷劑管路的另一端連通位于所述發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出口。一實施方式中，所述低溫制冷劑管路經(jīng)由所述蒸發(fā)器引出后，串聯(lián)一二次冷凝器內(nèi)的盤管的出口，該盤管的入口連接所述發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出口 ；該二次冷凝器連接一室外埋地管路系統(tǒng)?！獙嵤┓绞街?，所述蒸發(fā)器還連通設(shè)置一制冷壓縮機，該制冷壓縮機通過一高溫制冷劑蒸汽管道連接所述冷凝器盤管的入口。一實施方式中，所述制冷壓縮機由一變頻電機驅(qū)動連接，該驅(qū)動電機配備設(shè)置變頻控制系統(tǒng)。另一實施方式中，所述膨脹機系統(tǒng)包括發(fā)生器、雙效熱能轉(zhuǎn)移器、二次換熱器、膨脹機和吸收器，所述發(fā)生器、雙效熱能轉(zhuǎn)移器、二次換熱器和吸收器之間設(shè)置有工質(zhì)輸送管路和循環(huán)栗。一實施方式中，所述發(fā)生器上部設(shè)置有常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置，下部設(shè)置有中溫工質(zhì)集液箱，該中溫工質(zhì)集液箱通過一工質(zhì)輸送管路連接二次發(fā)生器頂部的工質(zhì)噴淋裝置。一實施方式中，所述發(fā)生器的頂部通過一工質(zhì)蒸汽管路連接一位于雙效熱能轉(zhuǎn)移器內(nèi)的工質(zhì)蒸汽噴嘴，該工質(zhì)噴嘴經(jīng)由一定壓膨脹器連通膨脹機的進氣口，定壓膨脹器連接一中溫介質(zhì)蒸汽通道，該中溫介質(zhì)蒸汽通道連接二次發(fā)生器的頂部。另一實施方式中，所述膨脹機的動力輸出軸驅(qū)動連接一發(fā)電機，該發(fā)電機配置設(shè)置蓄電裝置或電源自動切換裝置；所述膨脹機的排氣口連接吸收器的頂部，該吸收器的頂部設(shè)置一低溫低濃度工質(zhì)噴淋裝置，該低溫低濃度噴淋裝置通過一低溫工質(zhì)管路連接一位于二次發(fā)生器底部的低濃度工質(zhì)集液箱。再一實施方式中，所述吸收器的底部設(shè)置有高濃度工質(zhì)集液箱，該高濃度工質(zhì)集液箱連接一高濃度工質(zhì)輸送管，該高濃度工質(zhì)輸送管的另一端位于發(fā)生器的頂部并連接一常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置。該廢熱發(fā)電型地源熱泵采用膨脹機系統(tǒng)和由其驅(qū)動的發(fā)電系統(tǒng)作為廢熱發(fā)電裝置，通過膨脹機系統(tǒng)和制冷循環(huán)系統(tǒng)利用從建筑物內(nèi)向外排放的低品位熱能或者其他低品位熱能轉(zhuǎn)化為機械能，然后由該機械能驅(qū)動發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)發(fā)電。利用該發(fā)電系統(tǒng)所配備的蓄電裝置或者通過在空調(diào)系統(tǒng)建筑物內(nèi)其他用電設(shè)備或上安裝電源自動切換裝置，當機組發(fā)電機電流滿足一些用電設(shè)備要求時自動切換，實現(xiàn)廢熱的電能轉(zhuǎn)化再利用，并降低地源熱泵的室外埋管系統(tǒng)的環(huán)境溫度影響。本發(fā)明的有益效果在于，該廢熱發(fā)電型地源熱泵設(shè)計合理，能夠有效利用建筑物排放的低品位熱能，其利用膨脹機系統(tǒng)來實現(xiàn)廢熱資源的發(fā)電利用，可以減少空調(diào)機組的能源消耗，并可以減少排放到外部環(huán)境中的廢熱資源，降低室外環(huán)境溫度以及制冷循環(huán)系統(tǒng)的使用成本，減少二氧化碳的排放。下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進一步的闡述。


圖1是本發(fā)明具體實施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式該廢熱發(fā)電型地源熱泵為應(yīng)用于暖通空調(diào)領(lǐng)域的新型制冷循環(huán)系統(tǒng)，其利用室外埋管系統(tǒng)作為冷源的制冷系統(tǒng)，以膨脹機系統(tǒng)吸收從建筑物內(nèi)向外排放的低品位熱能，使其轉(zhuǎn)化成機械能后再轉(zhuǎn)化為電能。該電能可以作為制冷循環(huán)系統(tǒng)驅(qū)動能源或者其他設(shè)備驅(qū)動電能，從而降低整個制冷劑循環(huán)系統(tǒng)的電能消耗，實現(xiàn)低品位熱能的利用。如圖1所示，該廢熱發(fā)電型地源熱泵主要由制冷循環(huán)系統(tǒng)和膨脹機系統(tǒng)組成，制冷循環(huán)系統(tǒng)的冷凝盤管位于膨脹機系統(tǒng)的發(fā)生器內(nèi)。制冷循環(huán)系統(tǒng)具有一蒸發(fā)器60，該蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有與風(fēng)冷盤管系統(tǒng)相連接的冷卻盤管62，冷卻盤管內(nèi)的冷媒在該蒸發(fā)器內(nèi)進行熱交換而被循環(huán)冷卻。該蒸汽器60還連接設(shè)置低溫制冷劑管路61，低溫制冷劑管路61經(jīng)由蒸發(fā)器引出后，串聯(lián)一二次冷凝器80內(nèi)的盤管81的出口，該盤管81的入口連接發(fā)生器10內(nèi)的冷凝盤管12的出口 ；該二次冷凝器連接一室外埋地管路系統(tǒng)82。蒸發(fā)器60還連通設(shè)置一制冷壓縮機70，該制冷壓縮機70通過一高溫制冷劑蒸汽管道73連接冷凝器盤管12的入口。制冷壓縮機70由一變頻電機71驅(qū)動連接，該驅(qū)動電機配備設(shè)置變頻控制系統(tǒng)72。膨脹機系統(tǒng)主要包括發(fā)生器10、雙效熱能轉(zhuǎn)移器20、二次換熱器50、膨脹機30和吸收器40，發(fā)生器10、雙效熱能轉(zhuǎn)移器20、二次換熱器50和吸收器40之間設(shè)置有工質(zhì)輸送管路和循環(huán)泵。發(fā)生器10上部設(shè)置有常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置，下部設(shè)置有中溫工質(zhì)集液箱13，該中溫工質(zhì)集液箱13通過一工質(zhì)輸送管路14連接二次發(fā)生器50頂部的工質(zhì)噴淋裝置。發(fā)生器10的頂部通過一工質(zhì)蒸汽管路連接一位于雙效熱能轉(zhuǎn)移器20內(nèi)的工質(zhì)蒸汽噴嘴11，該工質(zhì)噴嘴11經(jīng)由一定壓膨脹器21連通膨脹機30的進氣口 34，定壓膨脹器21還連接一中溫介質(zhì)蒸汽通道22，該中溫介質(zhì)蒸汽通道22連接二次發(fā)生器50的頂部。膨脹機30的動力輸出軸31驅(qū)動連接一發(fā)電機32，該發(fā)電機32配置設(shè)置蓄電裝置33或者電源自動切換裝置；膨脹機的排氣口連接吸收器40的頂部，該吸收器40的頂部設(shè)置一低溫低濃度工質(zhì)噴淋裝置，該低溫低濃度噴淋裝置通過一低溫工質(zhì)管路52連接一位于二次發(fā)生器50底部的低濃度工質(zhì)集液箱51。吸收器40的底部設(shè)置有高濃度工質(zhì)集液箱41，該高濃度工質(zhì)集液箱41連接一高濃度工質(zhì)輸送管42，該高濃度工質(zhì)輸送管42的另一端位于發(fā)生器10的頂部并連接常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置。
權(quán)利要求
1.一種廢熱發(fā)電型地源熱泵，其特征在于所述地源熱泵包括制冷循環(huán)系統(tǒng)和膨脹機系統(tǒng)，所述膨脹機系統(tǒng)的動力輸出軸與一發(fā)電系統(tǒng)相連接；所述制冷循環(huán)系統(tǒng)的冷凝盤管位于所述膨脹機系統(tǒng)的發(fā)生器內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱發(fā)電型地源熱泵，其特征在于所述制冷循環(huán)系統(tǒng)包括一蒸發(fā)器，該蒸發(fā)器內(nèi)設(shè)置有與風(fēng)冷盤管系統(tǒng)相連接的冷卻盤管，該蒸汽器還連接設(shè)置低溫制冷劑管路，該低溫制冷劑管路的另一端連通位于所述發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢熱發(fā)電型地源熱泵，其特征在于所述低溫制冷劑管路經(jīng)由所述蒸發(fā)器引出后，串聯(lián)一二次冷凝器內(nèi)的盤管的出口，該盤管的入口連接所述發(fā)生器內(nèi)的冷凝盤管的出口 ；該二次冷凝器連接一室外埋地管路系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢熱發(fā)電型地源熱泵，其特征在于所述蒸發(fā)器還連通設(shè)置一制冷壓縮機，該制冷壓縮機通過一高溫制冷劑蒸汽管道連接所述冷凝器盤管的入口。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱發(fā)電型地源熱泵，其特征在于所述制冷壓縮機由一變頻電機驅(qū)動連接，該驅(qū)動電機配備設(shè)置變頻控制系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢熱發(fā)電型地源熱泵，其特征在于所述膨脹機系統(tǒng)包括發(fā)生器、雙效熱能轉(zhuǎn)移器、二次換熱器、膨脹機和吸收器，所述發(fā)生器、雙效熱能轉(zhuǎn)移器、二次換熱器和吸收器之間設(shè)置有工質(zhì)輸送管路和循環(huán)泵。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢熱發(fā)電型地源熱泵，其特征在于所述發(fā)生器上部設(shè)置有常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置，下部設(shè)置有中溫工質(zhì)集液箱，該中溫工質(zhì)集液箱通過一工質(zhì)輸送管路連接二次發(fā)生器頂部的工質(zhì)噴淋裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的廢熱發(fā)電型地源熱泵，其特征在于所述發(fā)生器的頂部通過一工質(zhì)蒸汽管路連接一位于雙效熱能轉(zhuǎn)移器內(nèi)的工質(zhì)蒸汽噴嘴，該工質(zhì)噴嘴經(jīng)由一定壓膨脹器連通膨脹機的進氣口，定壓膨脹器連接一中溫介質(zhì)蒸汽通道，該中溫介質(zhì)蒸汽通道連接二次發(fā)生器的頂部。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢熱發(fā)電型地源熱泵，其特征在于所述膨脹機的動力輸出軸驅(qū)動連接一發(fā)電機，該發(fā)電機配置設(shè)置蓄電裝置或電源自動切換裝置；所述膨脹機的排氣口連接吸收器的頂部，該吸收器的頂部設(shè)置一低溫低濃度工質(zhì)噴淋裝置，該低溫低濃度噴淋裝置通過一低溫工質(zhì)管路連接一位于二次發(fā)生器底部的低濃度工質(zhì)集液箱。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的廢熱發(fā)電型地源熱泵，其特征在于所述吸收器的底部設(shè)置有高濃度工質(zhì)集液箱，該高濃度工質(zhì)集液箱連接一高濃度工質(zhì)輸送管，該高濃度工質(zhì)輸送管的另一端位于發(fā)生器的頂部并連接一常溫高濃度工質(zhì)噴淋裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開一種廢熱發(fā)電型地源熱泵，其特征在于所述地源熱泵包括制冷循環(huán)系統(tǒng)和膨脹機系統(tǒng)，所述膨脹機系統(tǒng)的動力輸出軸與一發(fā)電系統(tǒng)相連接；所述制冷循環(huán)系統(tǒng)的冷凝盤管位于所述膨脹機系統(tǒng)的發(fā)生器內(nèi)。該廢熱發(fā)電型地源熱泵設(shè)計合理，能夠有效利用建筑物排放的低品位熱能，其利用膨脹機系統(tǒng)來實現(xiàn)廢熱資源的發(fā)電利用，可以減少空調(diào)機組的能源消耗，并可以減少排放到外部環(huán)境中的廢熱資源，降低室外環(huán)境溫度以及制冷循環(huán)系統(tǒng)的使用成本，減少二氧化碳的排放。
文檔編號F01K25/00GK103174481SQ201110435030
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月22日
發(fā)明者謝學(xué)軍, 王彬 申請人:江蘇合正能源科技有限公司