一种余热驱动的冷热电三联供系统

1.本实用新型属于能源动力机械装置技术领域，具体涉及一种余热驱动的冷热电三联供系统。


背景技术：

2.冷热电联供系统是一种建立在能源梯级利用概念基础上，集供冷、供热及发电过程为一体的多能联供总能系统，总的能源利用率可以达到75％以上。与传统分供式能源系统相比较，冷热电联供系统结构紧凑，占地面积小，安装方便，运行成本低。


技术实现要素：

3.本实用新型提出了一种余热驱动的冷热电三联供系统，在实现正常供冷或供热的同时，增加发电功能，进一步提高系统的能效，节能减排。
4.为实现以上技术目的，本实用新型采用以下技术方案：
5.一种余热驱动的冷热电三联供系统，包括发生器、冷凝器以及蒸发器，还包括活塞装置与电机；发生器的二次侧出口与活塞装置的第一进气口连接，蒸发器的一次侧出口与活塞装置的第二进气口连接，活塞装置的排气口与冷凝器的一次侧进口连接；活塞装置与电机连接。
6.进一步地，发生器的一次侧的热源为工业余热或地热能或太阳能或燃气燃烧热。
7.进一步地，冷凝器的二次侧与供暖设备或生活热水设备连接。
8.进一步地，电机为直线发电机。
9.进一步地，活塞装置的连杆与电机动子连接。
10.进一步地，还包括工质泵，工质泵的出口与发生器的二次侧进口连接；冷凝器一次侧出口与工质泵的进口连接。
11.进一步地，还包括节流阀，冷凝器一次侧出口与节流阀的进口连接；节流阀的出口与蒸发器的一次侧进口连接。
12.进一步地，蒸发器的二次侧与空调设备连接。
13.与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果为：
14.本实用新型的活塞装置中发生器过来的高压高温蒸气和蒸发器过来的低温低压蒸气混合做功后产生中压中温蒸气，活塞装置的动力充足，使电机产生足够的电能。同时，该系统可实现正常的制冷和制热功能，节能效果显著。
附图说明
15.图1为本实施例一种余热驱动的冷热电三联供系统流程图。
16.图2为本实施例活塞装置吸入过程工作示意图。
17.图3为本实施例活塞装置驱动过程工作示意图。
18.图4为本实施例活塞装置惯性压缩过程工作示意图。
19.图5为本实施例活塞装置排气过程工作示意图。
20.图中，1发生器、2活塞装置、3冷凝器、4工质泵、5节流阀、6蒸发器、7电机。
具体实施方式
21.下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步地描述，但本实用新型的保护范围并不仅仅限于此。
22.如图1所示，本实施例一种余热驱动的冷热电三联供系统，包括发生器1、冷凝器3以及蒸发器6，还包括活塞装置2与电机7。发生器1的二次侧出口与活塞装置2的第一进气口连接，蒸发器6的一次侧出口与活塞装置2的第二进气口连接，活塞装置2的排气口与冷凝器3的一次侧进口连接。活塞装置2与电机7连接，活塞装置2将其机械能转化成电机7的电能。一部分工作介质在发生器1的二次侧吸收发生器1的一次侧循环介质的热量，由液体变成高温高压的气体。另一部分工作介质在蒸发器6的一次侧吸收蒸发器6二次侧循环介质的热量，变成低温低压蒸气。在活塞装置2中发生器1过来的高压高温蒸气和蒸发器6过来的低温低压蒸气混合做功后产生中压中温蒸气。因此，本实施例活塞装置2的动力充足，使电机7产生足够的电能。
23.本实施例发生器1的一次侧的热源为工业余热或地热能或太阳能或燃气燃烧热，即本实施例利用工业余热、地热能、太阳能、燃气燃烧热等清洁能源作为驱动动力，通过发生器1把热量交换给工作介质。由活塞装置2排气口流出的中温中压蒸气进入冷凝器3一次侧。冷凝器3的二次侧与供暖设备或生活热水设备连接。中温中压蒸气在冷凝器3一次侧放热，并将热量传递给冷凝器3二次侧的热水，冷凝器3二次侧产生的热水可用于供暖、生活热水使用。本实施例运行过程中，制冷剂在发生器1的二次侧、蒸发器6的一次侧以及冷凝器3的一次侧流动。发生器1二次侧的制冷剂与发生器1的一次侧的水进行换热。蒸发器6一次侧的制冷剂与蒸发器6二次侧的水进行换热。冷凝器3一次侧的制冷剂与冷凝器3二次侧的水进行换热。
24.本实施例的电机7为直线发电机7。电机7包括电机动子与电机定子，活塞装置2的连杆与电机动子连接，连杆带动电机动子移动，电机动子切割电机定子的磁感线，使电机7产生电能输出。当活塞装置2的压力不足时，电机7可以通电驱动活塞装置2。
25.本实施例还包括工质泵4，工质泵4的出口与发生器1的二次侧进口连接；冷凝器3一次侧出口与工质泵4的进口连接。本实施例还包括节流阀5，冷凝器3一次侧出口与节流阀5的进口连接。节流阀5的出口与蒸发器6的一次侧进口连接。从冷凝器3一次侧出口流出的工作介质分成两路，一部分经过工质泵4加压送入发生器1，另一部分经过节流阀5节流降压后流入蒸发器6。工作介质在蒸发器6中蒸发吸热，使得蒸发器6二次侧的循环介质温度降低，因此，蒸发器6的二次侧与空调设备连接。
26.图2-5为本实施例活塞装置2工作过程图，主要分四部：一、吸入过程；二驱动过程；三、惯性压缩过程；四、排气过程。吸入过程时吸入蒸发器6侧低压蒸气，然后再驱动过程时送入发生器1侧高温高压蒸气，接着在惯性压缩段压缩体积到略高于冷凝压力时排出，最后直至活塞到达顶部，完成活塞往复周期循环运动。
27.本实施例符合能量守恒方程：
28.m
发h发
m
蒸h蒸
＝m
冷h冷
w
电
29.其中，m
发
为工作介质在发生器1的质量流量，m
蒸
为工作介质在蒸发器6的质量流量，m
冷
为工作介质在冷凝器3的质量流量；h
发
为工作介质在发生器1的焓值，h
蒸
为工作介质在蒸发器6的焓值，h
冷
为工作介质在冷凝器3的焓值，w
电
为发电机7的功率。
30.本实施例符合质量守恒方程：
31.m
发
m
蒸
＝m
冷
32.其中，m
发
为工作介质在发生器1的质量流量，m
蒸
为工作介质在蒸发器6的质量流量，m
冷
为工作介质在冷凝器3的质量流量。
33.以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本实用新型提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种余热驱动的冷热电三联供系统，包括发生器、冷凝器以及蒸发器，其特征在于：还包括活塞装置与电机；发生器的二次侧出口与活塞装置的第一进气口连接，蒸发器的一次侧出口与活塞装置的第二进气口连接，活塞装置的排气口与冷凝器的一次侧进口连接；活塞装置与电机连接。2.根据权利要求1所述的余热驱动的冷热电三联供系统，其特征在于：发生器的一次侧的热源为工业余热或地热能或太阳能或燃气燃烧热。3.根据权利要求1所述的余热驱动的冷热电三联供系统，其特征在于：冷凝器的二次侧与供暖设备或生活热水设备连接。4.根据权利要求1所述的余热驱动的冷热电三联供系统，其特征在于：电机为直线发电机。5.根据权利要求4所述的余热驱动的冷热电三联供系统，其特征在于：活塞装置的连杆与电机动子连接。6.根据权利要求1所述的余热驱动的冷热电三联供系统，其特征在于：还包括工质泵，工质泵的出口与发生器的二次侧进口连接；冷凝器一次侧出口与工质泵的进口连接。7.根据权利要求1所述的余热驱动的冷热电三联供系统，其特征在于：还包括节流阀，冷凝器一次侧出口与节流阀的进口连接；节流阀的出口与蒸发器的一次侧进口连接。8.根据权利要求7所述的余热驱动的冷热电三联供系统，其特征在于：蒸发器的二次侧与空调设备连接。

技术总结
本实用新型属于能源动力机械装置技术领域，具体涉及一种余热驱动的冷热电三联供系统，包括发生器、冷凝器以及蒸发器，还包括活塞装置与电机；发生器的二次侧出口与活塞装置的第一进气口连接，蒸发器的一次侧出口与活塞装置的第二进气口连接，活塞装置的排气口与冷凝器的一次侧进口连接；活塞装置与电机连接，活塞装置将其机械能转化成电机的电能。本实用新型的活塞装置中发生器过来的高压高温蒸气和蒸发器过来的低温低压蒸气混合做功后产生中压中温蒸气，活塞装置的动力充足，使电机产生足够的电能。足够的电能。足够的电能。


技术研发人员：赵成明 赵跃龙 李蕾蕾 郑标帝 王小光 聂珲 张献梅 解向阳 王改燕 孔可宜
受保护的技术使用者：济源职业技术学院
技术研发日：2022.01.06
技术公布日：2022/7/12