一种太阳能喷射式制冷功冷联供系统的制作方法

1.本发明涉及一种太阳能喷射式制冷功冷联供系统，属于太阳能与节能技术领域。


背景技术：

2.化石能源的过度使用，全球的能源及环境越来越严峻，同时也成为制约社会进步和经济发展的关键因素。可再生能源的开发利用可以有效的减少温室气体的排放，并保护化石燃料的储备，在可再生能源中，太阳能的分布广泛、能量丰富，地球在一年内接受的太阳能总辐射相当于全部化石燃料的近十倍左右。
3.目前，太阳能利用的形式主要是通过太阳能光伏发电、太阳能热利用和太阳能光伏综合利用。在太阳能热利用中，太阳能喷射式制冷是最为常见的利用方式之一，其中喷射器作为喷射式制冷的关键部件，具有结构简单、性能可靠的特点，被用于很多相关研究中。同时bertrand和daniel等众多学者对低温太阳能orc系统进行了研究，并对多种工质进行研究，发现r134a、r600a及r152a等工质适用于该系统中。但是现有太阳能喷射式制冷仍然存在投资过高和经济效益低的缺点。
4.随着集成式空间的发展，能源需求端逐渐多元化，本发明基于上述orc和喷射式制冷系统，提出了一种多能源输出形式的太阳能喷射式制冷功冷联供系统，在太阳能得到合理利用的同时又能满足多种能源需求。


技术实现要素：

5.针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种太阳能喷射式制冷功冷联供系统。本发明中基于orc动力循环及erc制冷循环构建了功冷复合循环，同时利用一级透平中间抽气作为喷射器的工作流体，驱动喷射式制冷系统，增加了制冷量。本发明通过以下技术方案实现。
6.一种太阳能喷射式制冷功冷联供系统，由太阳能集热循环a和功冷联供循环b构成；太阳能集热循环a包括蓄水箱12、循环泵13、太阳能集热器14和分流器15，功冷联供循环b包括凝汽器1、低压供液泵2、低压发生器3、气液分离器4、高压供液泵5、高压发生器6、蒸汽过热器7、一级透平8、二级透平9、喷射器10、制冷蒸发器11和节流阀；所述太阳能集热循环a中，蓄水箱12循环水出口通过循环泵13加压与太阳能集热循环a加热循环水入口连接，太阳能集热循环a加热循环水出口通过分流器分为两路，一路与功冷联供循环b中高压发生器6的热源入口连接，另一路与功冷联供循环b中低压发生器3的热源入口连接，高压发生器6的热源出口和低压发生器3的热源出口流出的循环水与蓄水箱12循环水入口连接，完成太阳能集热系统的循环；功冷联供循环b中凝汽器1的饱和液态工质出口分为两路，一路通过低压供液泵2与低压发生器3工质进口连接，低压发生器3饱和工质出口与气液分离器4饱和工质进口连接，气液分离器4工质液体出口通过高压供液泵5高压连接高压发生器6工质液体进口连接，高压发生器6蒸汽工质出口与蒸汽过热器7进口连接，蒸汽过热器7蒸汽出口进入到一级透
平8中透平膨胀做功，一级透平8中部分并未完全膨胀的工质蒸汽被抽出通过节流阀ⅰ16进入喷射器10中作为工作流体，一级透平8中完全膨胀后流出蒸汽与气液分离器4中的工质蒸汽混合后进入到二级透平9中，凝汽器1的饱和液态工质出口另一路依次通过节流阀ⅱ17、制冷蒸发器11进入到喷射器10中作为引射流体，喷射器10中工作流体和引射流体进入混合段并在混合段内完成混合后进入扩散段继续减速膨胀后从喷射器10出口流体流出，二级透平9完全膨胀后流出乏汽与喷射器10出口流体等压混合后进入到凝汽器1中冷凝放热，完成功冷联供循环。
7.所述凝汽器1的饱和液态工质为r161。
8.该内燃机余热回收功冷联供系统的工作原理为：在太阳能集热循环a中，从蓄水箱经循环泵加压来循环水由太阳能集热器14加热后流入分流器15，分流后的两股热水分别进入高压发生器6和低压发生器3释放热量，两股热水放热后进行混合，流入蓄水箱12，再经循环泵13加压进行循环，从而完成太阳能集热系统的循环。
9.在功冷联供循环系统b中，由凝汽器1流出的饱和液态工质分为两路，一路由低压泵2加压后进入低压发生器3吸热蒸发后进入气液分离器4，工质液体由气液分离器4底部流出，一路由高压泵5加压后进入高压蒸发器6吸热蒸发形成饱和工质蒸汽7，随后进入过热器7吸热形成过热蒸汽后进入一级透平8透平膨胀做功，部分并未完全膨胀的工质蒸汽被抽出进入喷射器10，作为工作流体来卷吸引射流体，而剩余的蒸汽则在透平中完全膨胀后流出一级透平8。一级透平8排出的蒸汽与气液分离器4顶部流出的饱和蒸汽混合，然后进入二级透平9膨胀做功，二级透平排汽与喷射器10的出口流体等压混合；另一路饱和液态工质经节流阀ⅱ17减压节流后进入制冷蒸发器11蒸发制冷后，进入喷射器作为引射流体等熵膨胀后进入吸入腔，随后工作流体和引射流体进入混合段并在混合段内完成混合后进入扩散段继续减速膨胀后流出喷射器10与二级透平9出口乏气等压混合后，进入凝汽器1冷凝放热，从而完成功冷联供系统的循环过程。
10.本发明的有益效果是：（1）该系统利用一级透平中间抽气作为喷射器的工作流体，驱动喷射式制冷系统，增加了制冷量；（2）该系统可以通过调整气液分离器中蒸汽的流量比改变系统的输出功量与冷量的比例，从而使系统运行调节更加灵活；（3）该系统利用太阳能热能和光伏发电，构成太阳能集热器作太阳能喷射式制冷的关键部件结构简单，性能可靠的特点，同时使系统更加紧凑；（4）该系统基，具有于orc动力循环及erc制冷循环构建了功冷复合循环，从而使余热获得更高效的利用。
附图说明
11.图1是本发明太阳能喷射式制冷功冷联供系统结构示意图。
12.图中：1-凝汽器，2-低压供液泵，3-低压发生器，4-气液分离器，5-高压供液泵，6-高压发生器，7-蒸汽过热器，8-一级透平，9-二级透平，10-喷射器，11-制冷蒸发器，12-蓄水箱，13-循环泵，14-太阳能集热器，15-分流器，16-节流阀ⅰ，17-节流阀ⅱ。
具体实施方式
13.下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。
14.实施例1如图1所示，该太阳能喷射式制冷功冷联供系统，由太阳能集热循环a和功冷联供循环b构成；太阳能集热循环a包括蓄水箱12、循环泵13、太阳能集热器14和分流器15，功冷联供循环b包括凝汽器1、低压供液泵2、低压发生器3、气液分离器4、高压供液泵5、高压发生器6、蒸汽过热器7、一级透平8、二级透平9、喷射器10、制冷蒸发器11和节流阀；所述太阳能集热循环a中，蓄水箱12循环水出口通过循环泵13加压与太阳能集热循环a加热循环水入口连接，太阳能集热循环a加热循环水出口通过分流器分为两路，一路与功冷联供循环b中高压发生器6的热源入口连接，另一路与功冷联供循环b中低压发生器3的热源入口连接，高压发生器6的热源出口和低压发生器3的热源出口流出的循环水与蓄水箱12循环水入口连接，完成太阳能集热系统的循环；功冷联供循环b中凝汽器1的饱和液态工质出口分为两路，一路通过低压供液泵2与低压发生器3工质进口连接，低压发生器3饱和工质出口与气液分离器4饱和工质进口连接，气液分离器4工质液体出口通过高压供液泵5高压连接高压发生器6工质液体进口连接，高压发生器6蒸汽工质出口与蒸汽过热器7进口连接，蒸汽过热器7蒸汽出口进入到一级透平8中透平膨胀做功，一级透平8中部分并未完全膨胀的工质蒸汽被抽出通过节流阀ⅰ16进入喷射器10中作为工作流体，一级透平8中完全膨胀后流出蒸汽与气液分离器4中的工质蒸汽混合后进入到二级透平9中，凝汽器1的饱和液态工质出口另一路依次通过节流阀ⅱ17、制冷蒸发器11进入到喷射器10中作为引射流体，喷射器10中工作流体和引射流体进入混合段并在混合段内完成混合后进入扩散段继续减速膨胀后从喷射器10出口流体流出，二级透平9完全膨胀后流出乏汽与喷射器10出口流体等压混合后进入到凝汽器1中冷凝放热，完成功冷联供循环。
15.其中凝汽器1的饱和液态工质为r161。
16.当环境温度为19℃增加到环境31℃，随着环境温度的升高，太阳能集热器14效率从52.18%增加到62.85%，在功冷联供循环系统b的输入热量下，所需要的入射太阳辐射能从44.47kw降低至36.92kw；同时由于单位面积的热转换率升高，故太阳能集热器14集热板的面积也从63.53m2减小到52.78m2；而此时环境温度的升高，系统与环境之间温差导致的
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损降低，故功冷联供循环系统b的
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效率随之从36.67%升到47.18%。
17.以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。