一种发动机梯级驱动压缩式热泵和吸收式热泵：系统集成发动机、压缩式热泵、吸收式热泵；利用发动机驱动压缩式热泵，不仅节省发电机和电动机投资，而且避免发电损失、输电损失、电动损失；梯级利用发动机烟气和套缸热量共同驱动吸收式热泵；可切换实现春秋季梯级(制热+制冷)运行、冬季复叠制热运行、夏季并联制冷运行；投资回收期可缩短一半；综合能源利用率可达180％，1份燃料热值最高产生6份有用热量和冷量。
【技术实现步骤摘要】
(一)
本专利技术涉及一种发动机梯级驱动压缩式热泵和吸收式热泵。(二)
技术介绍
石油开采需经注水、溶解、脱水、冷却等循环步骤，每个步骤都消耗大量能源。中石油各大油田现有各种加热炉共计22000台，因此由电压缩式热泵或吸收式热泵实现热能再利用，以全面取代加热炉，对油田的节能减排意义重大。然而该技术难以推广，其原因为：(1)油田联合站位处边远地区，大规模布置电压缩式热泵，缺乏电力系统的容量支持和输配支持，需要额外增加输配电网投资；(2)由伴生气直接驱动吸收式热泵，则1000℃的高温热能未充分用于生产高品位的电能或机械能，而大幅降低综合能源利用率；(3)分布式能源系统为不宜建设集中式电站的地区，及输配电网的末端用户提供能源，有效降低电、热、冷的输送损失和输送系统投资，为用户提供高品质、高可靠的清洁能源服务；然而其冷量仅由吸收式热泵提供时，不仅最低供水温度被限制在7℃以上，而且供冷载体的循环温差也被限制在5℃以内，从而使得输冷管道较粗，以及输冷循环泵功耗较大。因此在电力系统的容量支持和输配支持均无法满足的地区，如何进一步提高分布式能源系统的电热冷三联产的综合能源利用率，降低输冷管道投资，降低输冷循环泵功耗，是有待解决的技术难题。(三)
技术实现思路
本专利技术目的是：充分利用发动机的燃料热能梯级驱动压缩式热泵和吸收式热泵，即梯级驱动压缩式热泵和吸收式热泵的供热端与供冷端，加大其供冷载体的循环温差、降低输冷管径、降低循环泵功耗。按照附图1所示的发动机梯级驱动压缩式热泵和吸收式热泵，其由1-发动机；1-1-进气口；1-2-主动轴；1-3-排气口；1-4-套缸冷却水进口；1-5-套缸冷却水出口；2-燃料；3-主动轮；4-皮带；5-从动轮；6-压缩机；6-1-从动轴；7-冷凝器；8-干燥过滤器；9-膨胀阀；10-蒸发器；11-吸收式机组；12-再生器；13-吸收式机组蒸发器；14-吸收器；15-吸收式机组冷凝器；16-套缸回热再生器组成，其特征在于：发动机1的进气口1-1通过管道输入燃料2，组成发动机进气回路；发动机1的主动轴1-2通过主动轮3以及皮带4带动从动轮5低速旋转，组成发动机动力输出回路；发动机1的排气口1-3连接烟气管道，组成发动机排气回路；从动轮5通过从动轴6-1带动压缩机6高速旋转，组成压缩机动力输入回路；压缩机6通过管道连接冷凝器7工质侧、干燥过滤器8、膨胀阀9、蒸发器10工质侧，组成热泵循环回路；排气回路连接再生器12，组成再生加热回路；冷载体管道连接吸收式机组蒸发器13水侧，组成提供冷水回路；热载体管道连接吸收器14、吸收式机组冷凝器15，组成提供热水回路；发动机1的套缸冷却水进口1-4与套缸冷却水出口1-5通过管道连接套缸回热再生器16，组成套缸回热再生回路。发动机1为燃气驱动内燃发动机1、汽油驱动内燃发动机1、柴油
驱动内燃发动机1、煤油驱动内燃发动机1、斯特林外燃发动机1、燃气驱动燃气轮发动机1、煤气驱动燃气轮发动机1。吸收式机组11为烟气驱动双效吸收式机组11、烟气驱动单效吸收式机组11。冷载体管道连接吸收式机组蒸发器13水侧、蒸发器10水侧，组成串联冷却回路。热载体管道连接吸收器14、吸收式机组冷凝器15、冷凝器7水侧，组成串联加热回路。热载体管道连接吸收器14、吸收式机组冷凝器15、蒸发器10水侧，组成复叠循环回路。蒸发器10为水源蒸发器10或空气源蒸发器10。本专利技术的工作原理结合附图1说明如下：1、燃料驱动发动机带动压缩式热泵(制热+制冷)：燃料2经进气口1-1输入发动机1并点燃后，驱动主动轴1-2带动主动轮3低速旋转，再通过皮带4带动从动轮5高速旋转，从动轮5通过从动轴6-1带动压缩机6高速旋转；冷载体流经蒸发器10冷载体侧，以使流入蒸发器10工质侧的低压两相热泵工质吸收热量而蒸发成为低压过热气态热泵工质，并使冷载体放热、降温后排出；热泵工质由吸气口吸入压缩机6，并压缩成为高压过热气态热泵工质，送入冷凝器7工质侧冷凝成为高压过冷液态热泵工质，流经干燥过滤器8并经膨胀阀9节流而成为低压两相热泵工质，重新流入蒸发器10工质侧以完成热泵循环，同时把冷凝热量释放给热载体侧。热载体流经冷凝器7热载体侧，吸收另侧冷凝热量而升温。2、(烟气+套缸冷却)热量驱动吸收式机组(制热+制冷)：发动机1的烟气由排气口1-3经烟气管道流入再生器12管内，以及吸收套缸
冷却热量而升温的热载体，由套缸回热再生回路流入套缸回热再生器16，共同加热管外溶液，以蒸发出水蒸气而被浓缩成吸收液，再由吸收液泵驱动，而滴淋在吸收器14管外；水蒸气则流经吸收式机组冷凝器15管外，放热并冷凝为冷剂水，再经管路减压而降温，并依重力流入吸收式机组蒸发器13中，再由冷剂泵驱动而循环滴淋在吸收式机组蒸发器13管外，以吸收冷载体热量而蒸发成水蒸汽，然后流经吸收器14管外，被滴淋的吸收液吸收而成为稀溶液并放热，然后由溶液泵驱动，重新送回再生器12管外，以及套缸回热再生器16管外，经吸热而蒸发。冷载体进入吸收式机组蒸发器13管内，被滴淋的冷剂水蒸发吸热而降温；热载体流经串联连接的吸收器14、吸收式机组冷凝器15管内，被管外的吸收放热和冷凝放热先后加热而升温。3、春秋季--压缩式热泵和吸收式热泵梯级(制热+制冷)：如附图2所示，热载体流经串联连接的吸收器14、吸收式机组冷凝器15管内，被管外的吸收放热和冷凝放热先后加热并升至中温，再继续流经冷凝器7热载体侧，吸收另侧冷凝热量而升至高温。冷载体进入吸收式机组蒸发器13管内，被滴淋的冷剂水蒸发吸热而降至中温，再继续流经蒸发器10冷载体侧，以使流入蒸发器10工质侧的低压两相热泵工质吸收热量而蒸发成为低压过热气态热泵工质，并使冷载体放热而降至低温后排出。4、冬季--吸收式热泵和压缩式热泵复叠制热运行：如附图3所示，热源水进入吸收式机组蒸发器13管内，被滴淋的冷剂水蒸发吸热而降温后排出；复叠热载体流经串联连接的吸收器14、吸收式机组冷凝器15管内，被管外的吸收放热和冷凝放热先后加热而升温。复叠热载体循环流经蒸发器10复叠热载体侧，以使流入蒸发器10工质侧的低压两相热泵工质吸收热量而蒸发成为低压过热气态热泵工质，并使复叠
热载体放热而降温；热载体流经冷凝器7热载体侧，吸收另侧冷凝热量而升至高温以制热。5、夏季--吸收式热泵和压缩式热泵并联制冷运行：如附图1所示，冷载体进入吸收式机组蒸发器13管内，被滴淋的冷剂水蒸发吸热而降至低温；冷却水流经串联连接的吸收器14、吸收式机组冷凝器15管内，被管外的吸收放热和冷凝放热先后加热而升温。冷载体流经蒸发器10冷载体侧，以使流入蒸发器10工质侧的低压两相热泵工质吸收热量而蒸发成为低压过热气态热泵工质，并使冷载体放热而降至低温；冷却水流经冷凝器7冷却水侧，吸收另侧冷凝热量而升温。因此与现有压缩式热泵和吸收式热泵的应用技术相比较，本专利技术特点如下：(1)系统集成发动机、压缩式热泵、吸收式热泵、套缸回热再生器；(2)利用发动机输出高品位机械能驱动压缩式热泵，不仅节省发电机和电动机投资，而且避免发电损失、输电损失、电动损失；(3)利用发动机排出低品位烟气热能和套缸冷却热量共同驱动吸收式热泵；(4)吸收式热泵、压缩式热泵可切换实现：春秋季梯级(制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种发动机梯级驱动压缩式热泵和吸收式热泵，其由发动机(1)；进气口(1‑1)；主动轴(1‑2)；排气口(1‑3)；套缸冷却水进口(1‑4)；套缸冷却水出口(1‑5)；燃料(2)；主动轮(3)；皮带(4)；从动轮(5)；压缩机(6)；从动轴(6‑1)；冷凝器(7)；干燥过滤器(8)；膨胀阀(9)；蒸发器(10)；吸收式机组(11)；再生器(12)；吸收式机组蒸发器(13)；吸收器(14)；吸收式机组冷凝器(15)；套缸回热再生器(16)组成，其特征在于：发动机(1)的进气口(1‑1)通过管道输入燃料(2)，组成发动机进气回路；发动机(1)的主动轴(1‑2)通过主动轮(3)以及皮带(4)带动从动轮(5)低速旋转，组成发动机动力输出回路；发动机(1)的排气口(1‑3)连接烟气管道，组成发动机排气回路；从动轮(5)通过从动轴(6‑1)带动压缩机(6)高速旋转，组成压缩机动力输入回路；压缩机(6)通过管道连接冷凝器(7)工质侧、干燥过滤器(8)、膨胀阀(9)、蒸发器(10)工质侧，组成热泵循环回路；排气回路连接再生器(12)，组成再生加热回路；冷载体管道连接吸收式机组蒸发器(13)水侧，组成提供冷水回路；热载体管道连接吸收器(14)、吸收式机组冷凝器(15)，组成提供热水回路；发动机(1)的套缸冷却水进口(1‑4)与套缸冷却水出口(1‑5)通过管道连接套缸回热再生器(16)，组成套缸回热再生回路。...
【技术特征摘要】
1.一种发动机梯级驱动压缩式热泵和吸收式热泵，其由发动机(1)；进气口(1-1)；主动轴(1-2)；排气口(1-3)；套缸冷却水进口(1-4)；套缸冷却水出口(1-5)；燃料(2)；主动轮(3)；皮带(4)；从动轮(5)；压缩机(6)；从动轴(6-1)；冷凝器(7)；干燥过滤器(8)；膨胀阀(9)；蒸发器(10)；吸收式机组(11)；再生器(12)；吸收式机组蒸发器(13)；吸收器(14)；吸收式机组冷凝器(15)；套缸回热再生器(16)组成，其特征在于：发动机(1)的进气口(1-1)通过管道输入燃料(2)，组成发动机进气回路；发动机(1)的主动轴(1-2)通过主动轮(3)以及皮带(4)带动从动轮(5)低速旋转，组成发动机动力输出回路；发动机(1)的排气口(1-3)连接烟气管道，组成发动机排气回路；从动轮(5)通过从动轴(6-1)带动压缩机(6)高速旋转，组成压缩机动力输入回路；压缩机(6)通过管道连接冷凝器(7)工质侧、干燥过滤器(8)、膨胀阀(9)、蒸发器(10)工质侧，组成热泵循环回路；排气回路连接再生器(12)，组成再生加热回路；冷载体管道连接吸收式机组蒸发器(13)水侧，组成提供冷水回路；热载体管道连接吸收器(14)、吸收式机组冷凝器(15)，组成提供热水回路；发动机(1)的套缸冷却水进口(1-4)与套缸冷却...
【专利技术属性】
技术研发人员：侴乔力，陈江，侴雨宏，魏蔚，
申请(专利权)人：侴乔力，陈江，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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