一种喷射式冷电联供循环系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种喷射式冷电联供循环系统，基于非共沸工质的热力循环升维构建，包括以下部件：第一和第二蒸发器、气液分离器、膨胀机、第一和第二冷凝器、工质泵、喷射器和节流阀；第二冷凝器的工质出口端依次相连工质泵、第一蒸发器、膨胀机、喷射器、第一冷凝器、气液分离器的入口端，气液分离器的气相出口端接于第二冷凝器的工质入口端，气液分离器的液相出口端通过调节阀后接于第二蒸发器的工质入口端后接于喷射器的引射流体入口端；第一蒸发器和第二蒸发器的热源入口端分别通入热源Ⅰ和热源Ⅱ；第一冷凝器和第二冷凝器的热源入口端分别通入冷源Ⅰ和冷源Ⅱ。该系统可以达到各个热力过程的性能最佳，从而实现整体循环的理想逼近。

【技术实现步骤摘要】
一种喷射式冷电联供循环系统
本技术属于热力循环系统。具体涉及一种基于非共沸工质高效循环系统。
技术介绍
能源是经济发展和社会进步的主要动力，而减少能源从生产到消费各个环节中的损失和浪费，提高能源转换效率是当前解决能源危机的主要手段。因此，不断提高循环系统中能量传递和转换的技术水平以减少损失，是实现我国节能减排的关键所在。热力循环是热功相互转换的基础理论依据，而工质基础物性是实现循环的保障。理想热力循环的构建理论完备，致使理想循环相对统一(卡诺循环、斯特林循环、布雷顿循环等)，数量很少；而实际循环缺乏明确的构建理论，导致新循环层出不穷，数量繁杂，良莠不齐。实际循环构建的目标是逼近理想循环，理想热力循环与实际热力循环最大的区别在于后者要基于某实际的工作介质进行构建，当前既有工质都不能完全满足全部理想热力过程的要求，导致实际热力循环只能根据实际情况有所取舍，即便当前最好的实际热力循环性能也大幅偏离了理想循环性能(热力学完善度普遍小于50％)。
技术实现思路
针对现有技术，本技术提供一种喷射式冷电联供循环系统，该系统基于非共沸工质的热力循环升维构建，可以减少实际循环的不可逆损失，提高循环性能，使实际循环逼近理想循环。为了解决上述技术问题，本技术提出的一种喷射式冷电联供循环系统，基于非共沸工质的热力循环升维构建，该系统包括以下部件：第一蒸发器、第二蒸发器、气液分离器、膨胀机、第一冷凝器、第二冷凝器、工质泵、喷射器和节流阀；所述第二冷凝器的工质出口端接于所述工质泵入口端，所述工质泵出口端接于第一蒸发器的工质入口端，所述第一蒸发器的工质出口端接于所述膨胀机的入口端，所述膨胀机的出口端接于所述喷射器的工作流体入口端，所述喷射器的出口端接于所述第一冷凝器的工质入口端，所述第一冷凝器的工质出口端接于所述气液分离器的入口端，所述气液分离器的气相出口端接于所述第二冷凝器的工质入口端，所述气液分离器的液相出口端通过所述节流阀后接于所述第二蒸发器的工质入口端，所述第二蒸发器的工质出口端接于所述喷射器的引射流体入口端；所述第一蒸发器和所述第二蒸发器的热源入口端分别通入热源Ⅰ和热源Ⅱ；所述第一冷凝器和所述第二冷凝器的热源入口端分别通入冷源Ⅰ和冷源Ⅱ。与现有技术相比，本技术的有益效果是：既然实际循环必须依托工质而构建，就应该将工质和其他问题协同在一起考虑，无论是在解决热力学完善度偏小的问题上，还是在实际热力循环理论构建上，工质的基本热力学参数作为一个思考维度都应有所体现。本技术提出的一种喷射式冷电联供循环系统，在实际循环中，吸热之后增加组分配比调节过程，非共沸工质组分配比调节到膨胀过程中的性能最佳组分，实现膨胀过程的输出功最大；膨胀过程之后，组分配比调节到放热过程下性能最佳的组分，实现放热过程的可用能损失最小；放热过程之后，组分配比调节到压缩过程中性能最佳的组分，实现压缩过程中的耗功最小；压缩过程之后，组分配比调节到吸热过程中性能最佳的组分，实现吸热过程中的不可逆损失最小。通过增加工质的自由度，可以实现循环中非共沸工质不同组分配比之间的切换，以达到各个热力过程的性能最佳，从而实现整体循环的理想逼近。附图说明图1是本技术喷射式冷电联供循环系统示意图；图2是基于非共沸工质的热力循环升维构建方法示意图；图3是本技术喷射式冷电联供循环三维构建示意图。图中：11-第一蒸发器，12-第二蒸发器，2-气液分离器，3-膨胀机，51-第一冷凝器，52-第二冷凝器，7-工质泵，8-喷射器，9-节流阀。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本技术进行解释说明，并不用以限制本技术。如图1所示，本技术提出的一种喷射式冷电联供循环系统，主要包括以下部件：第一蒸发器11、膨胀机3、喷射器8、第一冷凝器51、气液分离器2、第二冷凝器52、工质泵7、节流阀9、第二蒸发器12。所述第二冷凝器52的工质出口端接于所述工质泵7入口端，工质泵7出口端接于第一蒸发器11的工质入口端，第一蒸发器11的工质出口端接于所述膨胀机3的入口端，膨胀机3的出口端接于喷射器8的工作流体入口端，喷射器8的出口端接于第一冷凝器51的工质入口端，第一冷凝器51的工质出口端接于气液分离器2的入口端，气液分离器2的气相出口端接于第二冷凝器52的工质入口端，气液分离器2的液相出口端通过节流阀9后接于第二蒸发器12的工质入口端，第二蒸发器12的工质出口端接于喷射器8的引射流体入口端。第一蒸发器11和第二蒸发器12的热源入口端分别通入热源Ⅰ和热源Ⅱ；第一冷凝器51和第二冷凝器52的热源入口端分别通入冷源Ⅰ和冷源Ⅱ。上述喷射式冷电联供循环系统是基于非共沸工质的热力循环升维构建的，基于非共沸工质的热力循环升维构建是以理想卡诺循环为逼近目标，如图2所示，实际循环由非共沸工质完成，所述非共沸工质由两种组分构成，液相和气相中具有不同的组成成分，并且在一定压力下冷凝或蒸发时，冷凝温度和蒸发温度都要发生变化。实现循环中，将具有等温热力过程性能最好的两种组分之间的组分配比记为M1，将具有等熵热力过程性能最好的两种组分之间的组分配比记为M2；非共沸工质可实现上述两种组分配比的调节，组分配比为M1时，能实现热量传递过程的能量损失最小；组分配比为M2时，能实现膨胀及压缩过程的效率最高。如图2所示，实际循环记为A1→B1→B2→C2→C1→D1→D2→A2→A1，其中，A1→B1过程为吸热过程，B2→C2过程为膨胀过程，C1→D1过程为放热过程，D2→A2过程为压缩过程，B1→B2过程、C2→C1过程、D1→D2过程和A2→A1过程均为组分配比调节过程，上述实际循环A1→B1→B2→C2→C1→D1→D2→A2→A1，在组分配比M1和M2之间跳跃完成，具体过程如下：吸热过程A1→B1，工质的初始的组分配比为M1，通过具有组分配比M1的工质与热源的匹配，可以实现与热源的良好匹配，从而达到吸热过程中的不可逆损失达到最小及可用能损失最小；组分配比调节过程B1→B2，工质的组分配比由M1调节到M2；膨胀过程B2→C2，此过程中，工质的组分配比为M2，可以实现膨胀过程的等熵膨胀，提高膨胀过程的能量输出，达到输出功最大；组分配比调节过程C2→C1，工质的组分配比由M2调节到M1；放热过程C1→D1，此过程中，工质的组分配比为M1，通过具有组分配比M1的工质与冷源的匹配，可以实现与热源的良好匹配，从而达到在放热过程中的不可逆损失达到最小，即可用能损失最小；组分配比调节过程D1→D2，工质的组分配比由M1调节到M2；实现压缩过程D2→A2，此过程中，工质的组分配比为M2，可以实现压缩过程的等熵压缩，减少压缩过程的能量消耗；组分配比调节过程A2→A1，工质的组分配比由M2调节至M1。此空间热力循环在T-S图上的投影为理想卡诺循环A0→B0→C0→D0→A0。本技术提出的一种喷射式冷电联供循环系统，是基于上述的非共沸工质的热力循环升维构建方法构建所得，图3是该系统的三维热力循环示意图。如图1和图3所示，第二冷凝器51中的非共沸工质组分配比为M1，其具有该工况下最好的等温热力性能，组分配比为M1的工质经工质泵进行增压然后进入第一蒸发器11本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷射式冷电联供循环系统，其特征在于，基于非共沸工质的热力循环升维构建，该系统包括以下部件：第一蒸发器(11)、第二蒸发器(12)、气液分离器(2)、膨胀机(3)、第一冷凝器(51)、第二冷凝器(52)、工质泵(7)、喷射器(8)和节流阀(9)；所述第二冷凝器(52)的工质出口端接于所述工质泵(7)入口端，所述工质泵(7)出口端接于第一蒸发器(11)的工质入口端，所述第一蒸发器(11)的工质出口端接于所述膨胀机(3)的入口端，所述膨胀机(3)的出口端接于所述喷射器(8)的工作流体入口端，所述喷射器(8)的出口端接于所述第一冷凝器(51)的工质入口端，所述第一冷凝器(51)的工质出口端接于所述气液分离器(2)的入口端，所述气液分离器(2)的气相出口端接于所述第二冷凝器(52)的工质入口端，所述气液分离器(2)的液相出口端通过所述节流阀(9)后接于所述第二蒸发器(12)的工质入口端，所述第二蒸发器(12)的工质出口端接于所述喷射器(8)的引射流体入口端；所述第一蒸发器(11)和所述第二蒸发器(12)的热源入口端分别通入热源Ⅰ和热源Ⅱ；所述第一冷凝器(51)和所述第二冷凝器(52)的热源入口端分别通入冷源Ⅰ和冷源Ⅱ。...

【技术特征摘要】
1.一种喷射式冷电联供循环系统，其特征在于，基于非共沸工质的热力循环升维构建，该系统包括以下部件：第一蒸发器(11)、第二蒸发器(12)、气液分离器(2)、膨胀机(3)、第一冷凝器(51)、第二冷凝器(52)、工质泵(7)、喷射器(8)和节流阀(9)；所述第二冷凝器(52)的工质出口端接于所述工质泵(7)入口端，所述工质泵(7)出口端接于第一蒸发器(11)的工质入口端，所述第一蒸发器(11)的工质出口端接于所述膨胀机(3)的入口端，所述膨胀机(3)的出口端接于所述喷射器(8)的工作流体入口端，所述喷射器(8)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵力，许伟聪，邓帅，苏文，张莹，聂显铧，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：天津,12