复合螺杆膨胀机与冷水热泵机组的冷热电三联供系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种复合螺杆膨胀机与冷水热泵机组的冷热电三联供系统，包括水蒸汽螺杆膨胀机、ORC螺杆膨胀机、联供机组+热回收+吸收式热泵或土壤源热泵；所述水蒸汽螺杆膨胀机与ORC螺杆膨胀机串联后再与所述的联供机组+热回收+吸收式热泵或土壤源热泵并联，蒸汽作为驱动能源直接接入水蒸汽螺杆膨胀机和联供机组+热回收+吸收式热泵，土壤源热泵有土壤换热器。本系统可做到温度对口，梯级利用，高温高用，低温低用，提高一次能源的综合利用率。

【技术实现步骤摘要】
复合螺杆膨胀机与冷水热泵机组的冷热电三联供系统
本技术涉及水蒸汽螺杆膨胀机发电技术、ORC螺杆膨胀机发电技术、余热制冷技术、土壤源热泵技术等，尤其涉及一种复合螺杆膨胀机与冷水热泵机组的冷热电三联供系统，属于一种新型的能源利用率高的分布式能源。
技术介绍
节能与环保是能源利用可持续发展的重要因素。余热废热发电、分布式能源、热回收、可再生能源利用等先进技术成为合理利用、节约能源与资源的重要解决方案。每种独立的技术都有其适用范围，需要因地制宜，按需采用。我国工业生产的能源利用率较发达国家还是比较低，有大量的余热废热没有充分回收利用；建筑和生产工艺冷热电能源利用方案的确定和管理缺乏统筹和整合；分散的支持政策限制新技术，尤其是跨专业跨行业的整合技术快速落地实施。在钢铁冶金，石油化工，电厂，锅炉，造纸，水泥，陶瓷，玻璃，轮船，食品，地热以及太阳能等行业存在带压蒸汽及大量热源，通常没有很好利用造成大量浪费，需要一种新型的、多能源、采用多种节能技术的分布式能源系统，充分满足建筑和生产工艺的冷热电需求,丰富现有的能源利用解决方案。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种可做到温度对口、梯级利用、高温高用、低温低用、提高一次能源的综合利用率的复合螺杆膨胀机与冷水热泵机组的冷热电三联供系统。本技术的复合螺杆膨胀机与冷水热泵机组的冷热电三联供系统，包括水蒸汽螺杆膨胀机、ORC螺杆膨胀机、联供机组+热回收+吸收式热泵或土壤源热泵；所述水蒸汽螺杆膨胀机与ORC螺杆膨胀机串联后再与所述的联供机组+热回收+吸收式热泵或土壤源热泵并联，蒸汽作为驱动能源直接接入水蒸汽螺杆膨胀机和联供机组+热回收+吸收式热泵，土壤源热泵有土壤换热器。本技术的系统主要包含三个单元：复合螺杆膨胀机组发电供热单元。主要由水蒸汽螺杆发电机和ORC螺杆膨胀发电机组成。利用工业生产的余热废热作为主要输入热源，先由水蒸汽螺杆膨胀机进行膨胀发电，利用热源的压差，将势能转化为电能。经过第一级发电后的蒸汽或热水进人第二级的ORC螺杆膨胀机，使其液态工质在蒸发器中吸热蒸发成气态，推动螺杆ORC膨胀机做功，驱动发电机发电，压力降低的气态工质在冷凝器中冷凝成液态，通过工质泵增压后进入蒸发器中吸热，从而完成一个完整的有机工质的朗肯循环。利用热源与冷却介质的温差，将热能转化为电能实现动力输出。回收经过联合发电后余热，用于建筑采暖和工艺热水。通过对余热废热的梯级利用，实现高效的热电联供。吸收式热泵供冷供热单元。主要由吸收式热泵机组组成。工业余热废热供给复合膨胀发电供热单元的同时，也可供给吸收式热泵供冷供热单元作为驱动热源，辅助输入少量电能制取冷热水，用以满足建筑空调和工艺冷热水需求。土壤源热泵供冷供热单元。土壤源热泵系统性能系数高、运行费用低、不向外排热，对环境友好、能源循环利用，可以实现高效、节能、稳定、多用途的使用效果。主要由土壤源热泵机组，土壤换热器组成。冬季利用土壤换热器吸收土壤中的热量，辅助输入少量电能，为用户提供采暖、生活或工艺热水；夏季机组运行冷水工况，满足建筑空调和工艺冷水需求，同时将冷凝热排入土壤蓄热，以平衡冬季从土壤取出的热量。整个系统可以在全年中以节能和省钱为目的，自动选择运行工况及模式，充分满足建筑或生产工艺的冷热电需求，通过不同的单元组合实现优化高效的冷热电三联供。本技术的复合螺杆膨胀机与冷水热泵机组的冷热电三联供系统，可实现温度对口，梯级利用，高温高用，低温低用，提高一次能源的综合利用率。附图说明图1是本技术具体实施方式的流程图。具体实施方式如图1所示：本技术的复合螺杆膨胀机与冷水热泵机组的冷热电三联供系统，包括水蒸汽螺杆膨胀机1、ORC螺杆膨胀机2、联供机组+热回收+吸收式热泵3或土壤源热泵4；水蒸汽螺杆膨胀机1与ORC螺杆膨胀机2串联后再与所述的联供机组+热回收+吸收式热泵3或土壤源热泵4并联，蒸汽作为驱动能源直接接入水蒸汽螺杆膨胀机1和联供机组+热回收+吸收式热泵3，土壤源热泵4有土壤换热器。供电供热模式：一般用于冬季和过渡季，系统运行需投入水蒸汽螺杆膨胀机1和ORC螺杆膨胀机2、联供机组+热回收+吸收式热泵（3）或土壤源热泵4。0.5MPa以上的水蒸气通入复合螺杆膨胀机组发电供热单元（一）后，先进入水蒸气螺杆膨胀机1，进行发电供给电用户10，约有6%-7%的能量转化为高品位的电能。然后0.1MPa的低压水蒸气或高于75℃热水进入ORC螺杆膨胀机2，继续发电供给电用户10，约有4%-5%的能量转化为高品位的电能。供热系统的50℃回水进入水蒸气螺杆膨胀机1的换热器或ORC螺杆膨胀机2的冷凝器，进行换热后，为供热系统提供60℃的热水11；同时带压水蒸气或80℃以上的热水也可以作为吸收式热泵供冷供热单元（二）的驱动能源，进入吸收式热泵机组3广泛吸取环境中的低温热源，如工艺冷却水、河水等，为供热系统提供60℃-80℃的热水11；当输入少量电能，又可以驱动土壤源热泵供冷供热单元（三）的压缩式土壤源热泵机组4，通过土壤换热器5吸收土壤中的热量，为供热系统提供60℃热水11。系统的实际运行可根据具体能源价格和供热需求不同温度和不同供热量，在不同的时间段投入不同的设备，达到技术和经济整体最优化。供电供热供冷模式：一般用于冬季和过渡季，系统运行需投入水蒸汽螺杆膨胀机1和ORC螺杆膨胀机2联供机组发电+热回收+吸收式热泵3或土壤源热泵4机组。0.5MPa以上的水蒸气先通入复合螺杆膨胀发电供热单元（一）后，先进入水蒸气螺杆膨胀机1，进行发电供给电用户10，约有6%-7%的能量转化为高品位的电能。然后0.1MPa的低压水蒸气或高于75℃热水进入ORC螺杆膨胀机2，继续发电供给电用户10，约有4%-5%的能量转化为高品位的电能。供热系统的50℃回水进入蒸气膨胀机的换热器或ORC膨胀机的冷凝器，进行换热后，为供热系统提供60℃的热水11；同时带压蒸气或80℃以上的热水也可以作为也可以作为吸收式热泵供冷供热单元（二）的驱动能源，进入吸收式热泵3广泛吸取环境中的低温热源，如工艺冷却水、河水等，为供热系统提供60℃-80℃的热水11，另外联供机组+热回收+吸收式热泵3也可以作为冷水机组满足空调和工艺制冷12的需求，提供5-15℃的冷冻水；当输入少量电能，又可以驱动土壤源热泵供冷供热单元（三）的压缩式土壤源热泵4，通过土壤换热器5吸收土壤中的热量，为供热系统提供60℃热水11；另外，压缩式的机组也可以作为冷水机组满足空调和工艺制冷12的需求，提供5-15℃的冷冻水。系统的实际运行可根据具体能源价格和供热需求不同温度和不同供冷量、供热量，在不同的时间段投入不同的设备，达到技术和经济整体最优化。同时确保热泵机组在不同模式下保持最佳的工况，降低能耗，保护环境。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合螺杆膨胀机与冷水热泵机组的冷热电三联供系统，其特征在于：包括水蒸汽螺杆膨胀机（1）、ORC螺杆膨胀机（2）、联供机组+热回收+吸收式热泵（3）或土壤源热泵（4）；所述水蒸汽螺杆膨胀机（1）与ORC螺杆膨胀机（2）串联后再与所述的联供机组+热回收+吸收式热泵（3）或土壤源热泵（4）并联，蒸汽作为驱动能源直接接入水蒸汽螺杆膨胀机（1）和联供机组+热回收+吸收式热泵（3），土壤源热泵（4）有土壤换热器。

【技术特征摘要】
1.一种复合螺杆膨胀机与冷水热泵机组的冷热电三联供系统，其特征在于：包括水蒸汽螺杆膨胀机（1）、ORC螺杆膨胀机（2）、联供机组+热回收+吸收式热泵（3）或土壤源热泵（4）；所述水蒸汽螺杆膨胀机（1）与OR...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵振波，丁杰，李军，卢军，梅毅，单莉，王颖，
申请(专利权)人：大连冷冻机股份有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁,21