帶組合冷凝器的有機朗肯循環膨脹機系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種帶組合冷凝器的有機朗肯循環膨脹機系統，所述系統包括：組合冷凝器、儲液器、工質輸送機構、蒸發器、膨脹機、發電機、油分離器；所述油分離器、組合冷凝器、儲液器、工質輸送機構、蒸發器、膨脹機依次連接，膨脹機連接發電機、油分離器；所述組合冷凝器包括至少一個風冷式冷凝器和至少一個蒸發式冷凝器，各風冷式冷凝器、蒸發式冷凝器并聯；當在環境溫度高于設定溫度時，蒸發式冷凝器起主要作用，降低系統的冷凝溫度；當在環境溫度低于設定溫度時，風冷式冷凝器起主要作用，降低系統的冷凝溫度。本實用新型提出的帶組合冷凝器的有機朗肯循環膨脹機系統，可保持高效率運行，同時有效節約水資源。
【專利說明】
帶組合冷凝器的有機朗肯循環膨脹機系統
技術領域
[0001]本實用新型屬于有機朗肯循環系統技術領域，涉及一種有機朗肯循環膨脹機系統，尤其涉及一種帶組合冷凝器的有機朗肯循環膨脹機系統。
【背景技術】
[0002]ORC膨脹機系統的冷凝器主要包括水冷式冷凝器、風冷式冷凝器和蒸發式冷凝器三種型式。在有冷卻水可利用的場合，可利用水冷式冷凝器來釋放膨脹機發電后多余的熱量。但一般冷卻水的溫度較高，這樣會導致較高的冷凝溫度，降低ORC系統的熱效率。
[0003]在缺水的地區，一般采用風冷式冷凝器，但風冷式冷凝器的換熱效果較差，同樣會造成ORC系統熱效率的降低。蒸發式冷凝器靠水的揮發來帶走冷凝器的熱量，換熱效果較好，但需要消耗新鮮水。
[0004]另外當冬季環境溫度較低時，空氣的絕對含濕量和飽和含濕量差值較小，蒸發式冷凝器的優勢不再存在。
[0005]有鑒于此，如今迫切需要設計一種新的ORC系統，以便克服現有ORC系統存在的上述缺陷。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型所要解決的技術問題是:提供一種帶組合冷凝器的有機朗肯循環膨脹機系統，可保持高效率運行，同時有效節約水資源。
[0007]為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案:
[0008]—種帶組合冷凝器的有機朗肯循環膨脹機系統，所述系統包括:組合冷凝器、儲液器、工質輸送機構、蒸發器、膨脹機、發電機、油分離器；
[0009]所述油分離器、組合冷凝器、儲液器、工質輸送機構、蒸發器、膨脹機依次連接，膨脹機連接發電機、油分離器；
[0010]所述組合冷凝器包括至少一個風冷式冷凝器和至少一個蒸發式冷凝器，各風冷式冷凝器、蒸發式冷凝器并聯；
[0011]當在環境溫度高于設定溫度時，蒸發式冷凝器起主要作用，降低系統的冷凝溫度；
[0012]當在環境溫度低于設定溫度時，風冷式冷凝器起主要作用，降低系統的冷凝溫度。
[0013]作為本實用新型的一種優選方案，所述系統還包括第一工況自動識別模塊、第一需求計算模塊、第一切換模塊；
[0014]所述第一工況自動識別模塊用以識別系統所處的工況，判斷環境是否高于第一設定溫度、是否低于第二設定溫度；
[0015]所述組合冷凝器包括若干冷凝器單元，所述第一需求計算模塊用以根據所述第一工況自動識別模塊識別的結果計算需要的冷凝器單元的種類及數量；
[0016]所述第一切換模塊用以根據所述第一需求計算模塊計算的結果自動控制組合冷凝器中的各個冷凝器單元的開關。
[0017]作為本實用新型的一種優選方案，所述系統包括數據庫模塊，數據庫模塊中包括第一對照表，第一對照表中存儲有各個關鍵環境溫度需要冷凝器單元的種類及數量。
[0018]作為本實用新型的一種優選方案，所述工質輸送機構為組合工質栗，所述組合工質栗包括至少一個變頻栗和至少一個定頻栗，各變頻栗、定頻栗并聯；
[0019]在熱機階段、開機啟動階段以及部分負荷工況情況下，只采用變頻栗，或者，采用部分或全部變頻栗及部分或全部定頻栗的組合;在滿負荷工況，將變頻栗和定頻栗全部打開。
[0020]作為本實用新型的一種優選方案，所述系統還包括第二工況自動識別模塊、第二需求計算模塊、第二切換模塊；
[0021]所述第二工況自動識別模塊用以識別系統所處的工況，判斷系統處于熱機階段、開機啟動階段、部分負荷工況、滿負荷工況中的何種工況；
[0022]所述第二需求計算模塊用以根據所述第二模塊識別的結果計算需要的工質栗的種類及數量；
[0023]所述第二切換模塊用以根據所述第二需求計算模塊計算的結果自動控制組合工質栗中的各個工質栗的開關。
[0024]作為本實用新型的一種優選方案，所述系統包括數據庫模塊，數據庫模塊中包括第一對照表，第一對照表中存儲有各個關鍵工況需要工質輸送機構的種類及數量。
[0025]本實用新型的有益效果在于:本實用新型提出的帶組合冷凝器的有機朗肯循環膨脹機系統，可以全年保持高效率運行；當在環境溫度較高的夏季運行時，蒸發式冷凝器起主要作用，降低系統的冷凝溫度；當在環境溫度較低的冬季運行時，風冷式冷凝器起主要作用，降低系統的冷凝溫度。ORC膨脹機系統全年無論何時均可保證超高的熱效率。
[0026]此外，本實用新型可以有效節約水資源；由于一部分冷凝器采用風冷式冷凝器。整個新鮮水的消耗需求減少，節約了水資源。
【附圖說明】
[0027]圖1為本實用新型有機朗肯循環膨脹機系統的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖詳細說明本實用新型的優選實施例。
[0029]實施例一
[0030]請參閱圖1，本實用新型揭示了一種帶組合冷凝器的有機朗肯循環膨脹機系統，所述系統包括:組合冷凝器4、儲液器5、工質輸送機構6、蒸發器7、膨脹機1、發電機2、油分離器3。
[0031]所述油分離器3、組合冷凝器4、儲液器5、工質輸送機構6、蒸發器7、膨脹機I依次連接，膨脹機I連接發電機2、油分離器3。
[0032]所述組合冷凝器4包括至少一個風冷式冷凝器41和至少一個蒸發式冷凝器42，各風冷式冷凝器41、蒸發式冷凝器42并聯。
[0033]當在環境溫度高于設定溫度時，蒸發式冷凝器起主要作用，降低系統的冷凝溫度；當在環境溫度低于設定溫度時，風冷式冷凝器起主要作用，降低系統的冷凝溫度。
[0034]具體地，組合式冷凝器在夏天氣溫較高時，其中的蒸發式冷凝器承擔更多散熱負荷，起主要作用。在冬季氣溫較低時，其中的風冷冷凝器承擔更多散熱負荷，起主要作用。這樣無論在一年中任何時候，組合冷凝器均能很好的降低冷凝溫度，提高系統效率。
[0035]同時，所述系統還包括第一工況自動識別模塊、第一需求計算模塊、第一切換模塊。
[0036]所述第一工況自動識別模塊用以識別系統所處的工況，判斷環境是否高于第一設定溫度、是否低于第二設定溫度。
[0037]所述組合冷凝器包括若干冷凝器單元，所述第一需求計算模塊用以根據所述第一工況自動識別模塊識別的結果計算需要的冷凝器單元的種類及數量。
[0038]所述第一切換模塊用以根據所述第一需求計算模塊計算的結果自動控制組合冷凝器中的各個冷凝器單元的開關。
[0039]此外，所述系統包括數據庫模塊，數據庫模塊中包括第一對照表，第一對照表中存儲有各個關鍵環境溫度需要冷凝器單元的種類及數量。
[0040]實施例二
[0041]本實施例與實施例一的區別在于，本實施例中，所述工質輸送機構為組合工質栗，所述組合工質栗包括至少一個變頻栗和至少一個定頻栗，各變頻栗、定頻栗并聯。
[0042]在熱機階段、開機啟動階段以及部分負荷工況情況下，只采用變頻栗，或者，采用部分或全部變頻栗及部分或全部定頻栗的組合;在滿負荷工況，將變頻栗和定頻栗全部打開。
[0043]同時，所述系統還包括第二工況自動識別模塊、第二需求計算模塊、第二切換模塊。
[0044]所述第二工況自動識別模塊用以識別系統所處的工況，判斷系統處于熱機階段、開機啟動階段、部分負荷工況、滿負荷工況中的何種工況。
[0045]所述第二需求計算模塊用以根據所述第二模塊識別的結果計算需要的工質栗的種類及數量。
[0046]所述第二切換模塊用以根據所述第二需求計算模塊計算的結果自動控制組合工質栗中的各個工質栗的開關。
[0047]此外，所述系統包括數據庫模塊，數據庫模塊中包括第一對照表，第一對照表中存儲有各個關鍵工況需要工質輸送機構的種類及數量。
[0048]實施例三
[0049]本實施例與實施例一的區別在于，本實施例中，所述系統還包括:油加熱器、油輸送機構;所述膨脹機連接發電機，膨脹機、油分離器、組合冷凝器、儲液器、工質輸送機構、蒸發器依次連接，蒸發器連接膨脹機。
[0050]所述膨脹機、油分離器、油加熱器、油輸送機構依次連接，油輸送機構連接膨脹機；油加熱器通過第一截止閥接入蒸發器與膨脹機之間的管路，油加熱器通過第二截止閥、調節閥接入油分離器與冷凝器之間的管路。
[0051]在油分離器和油輸送機構之間添加了一個油加熱器;從蒸發器出口引出一路飽和高溫氣態制冷劑進入油加熱器，加熱油加熱器里油和液態制冷劑的混合物，油里的液態制冷劑吸熱變為氣態，從油加熱器上部的出口進入油分離器;高溫氣態制冷劑加熱油后回到冷凝器入口；油加熱器兩端增加第一截止閥、第二截止閥和一個調節閥，調節閥根據膨脹機的噴油溫度調節高溫制冷劑的流量。
[0052]綜上所述，本實用新型提出的帶組合冷凝器的有機朗肯循環膨脹機系統，可以全年保持高效率運行；當在環境溫度較高的夏季運行時，蒸發式冷凝器起主要作用，降低系統的冷凝溫度；當在環境溫度較低的冬季運行時，風冷式冷凝器起主要作用，降低系統的冷凝溫度。ORC膨脹機系統全年無論何時均可保證超高的熱效率。
[0053]此外，本實用新型可以有效節約水資源；由于一部分冷凝器采用風冷式冷凝器。整個新鮮水的消耗需求減少，節約了水資源。
[0054]這里本實用新型的描述和應用是說明性的，并非想將本實用新型的范圍限制在上述實施例中。這里所披露的實施例的變形和改變是可能的，對于那些本領域的普通技術人員來說實施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領域技術人員應該清楚的是，在不脫離本實用新型的精神或本質特征的情況下，本實用新型可以以其它形式、結構、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實現。在不脫離本實用新型范圍和精神的情況下，可以對這里所披露的實施例進行其它變形和改變。
【主權項】
1.一種帶組合冷凝器的有機朗肯循環膨脹機系統，其特征在于，所述系統包括:組合冷凝器、儲液器、工質輸送機構、蒸發器、膨脹機、發電機、油分離器； 所述油分離器、組合冷凝器、儲液器、工質輸送機構、蒸發器、膨脹機依次連接，膨脹機連接發電機、油分離器； 所述組合冷凝器包括至少一個風冷式冷凝器和至少一個蒸發式冷凝器，各風冷式冷凝器、蒸發式冷凝器并聯。2.根據權利要求1所述的帶組合冷凝器的有機朗肯循環膨脹機系統，其特征在于: 所述工質輸送機構為組合工質栗，所述組合工質栗包括至少一個變頻栗和至少一個定頻栗，各變頻栗、定頻栗并聯。3.根據權利要求1所述的帶組合冷凝器的有機朗肯循環膨脹機系統，其特征在于: 所述系統還包括:油加熱器、油輸送機構； 所述膨脹機連接發電機，膨脹機、油分離器、組合冷凝器、儲液器、工質輸送機構、蒸發器依次連接，蒸發器連接膨脹機； 所述膨脹機、油分離器、油加熱器、油輸送機構依次連接，油輸送機構連接膨脹機;油加熱器通過第一截止閥接入蒸發器與膨脹機之間的管路，油加熱器通過第二截止閥、調節閥接入油分離器與冷凝器之間的管路。
【文檔編號】F01K25/08GK205558994SQ201620268383
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月1日
【發明人】湯炎, 馬小魁
【申請人】上海開山能源裝備有限公司, 浙江開山能源裝備有限公司