專利名稱：一種太陽能驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供裝置。
背景技術(shù)：
太陽能作為可再生清潔能源中的一種重要能源，取之不盡，其開發(fā)利用受到越來 越多的重視。常規(guī)對(duì)于太陽能的利用主要集中在生活熱水的應(yīng)用上，目前越來越多注意力 放于太陽能發(fā)電以及復(fù)合利用上。對(duì)于太陽能發(fā)電包括光熱發(fā)電和光伏發(fā)電，二者各有一 定的應(yīng)用市場(chǎng)。太陽能光熱發(fā)電中利用太陽能集熱器收集太陽能量用于加熱循環(huán)工質(zhì)—— 導(dǎo)熱油。導(dǎo)熱油具有熱容量大、導(dǎo)熱能力強(qiáng)、沸點(diǎn)高的特點(diǎn)，與常規(guī)的水相比較，工作壓力相 對(duì)較低，具有很好的實(shí)用性。在中低溫太陽能發(fā)電領(lǐng)域內(nèi)，有機(jī)工質(zhì)由于具有低沸點(diǎn)的特 性，可以在中低溫條件下獲得高的壓力，從而利用汽輪機(jī)或者膨脹機(jī)等進(jìn)行能量輸出，繼而 轉(zhuǎn)化成電能。在熱源溫度處于中低溫范圍內(nèi)(低于300°C)，與常規(guī)的水蒸氣朗肯循環(huán)相比 較具有高的能源利用率。在現(xiàn)有的技術(shù)或者裝置中，太陽能中轉(zhuǎn)化成為機(jī)械能的熱能比例 有限，其中有很大一部分能量由冷凝器直接對(duì)外散發(fā)而未有效利用，對(duì)環(huán)境造成一定的熱 污染，而如果將熱部分熱量用于熱水的熱源，能夠?qū)崿F(xiàn)熱能的梯級(jí)利用；同時(shí)大多數(shù)的系統(tǒng) 只是單一的電能輸出，整體的效率并不高。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的本發(fā)明的目的在于提供一種能夠高效利用太陽能，將收集的太陽能用 于發(fā)電同時(shí)提供冷量的太陽能驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供裝置。技術(shù)方案本發(fā)明所述的一種太陽能驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供裝置，主要由太陽能集熱裝置、汽 輪機(jī)或膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器、氣液分離器、回?zé)崞?、冷凝蒸發(fā)器、蒸發(fā)器和工質(zhì)泵組成，所 述太陽能集熱裝置的出口與所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)連接，所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)與所述發(fā)動(dòng)機(jī) 連接，所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)的蒸汽出口與所述冷凝器、氣液分離器依次連接，所述氣液分離 器的液體出口依次與所述回?zé)崞?、冷凝蒸發(fā)器和工質(zhì)泵連接，所述氣液分離器的蒸汽出口 依次與冷凝蒸發(fā)器、蒸發(fā)器、回?zé)崞骱凸べ|(zhì)泵連接，最后所述工質(zhì)泵的出口與所述太陽能集 熱裝置的進(jìn)口連接，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。本發(fā)明的一種優(yōu)選方案為所述太陽能集熱裝置由導(dǎo)熱油泵、太陽能集熱器和換 熱器依次順序連接構(gòu)成一個(gè)循環(huán)裝置，所述換熱器的的進(jìn)口與所述工質(zhì)泵連接，所述換熱 器的出口與所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)連接。為了方便控制，所述回?zé)崞髋c所述冷凝蒸發(fā)器之間 設(shè)置有第一節(jié)流閥；所述冷凝蒸發(fā)器與所述蒸發(fā)器之間設(shè)置有第二節(jié)流閥。在太陽能集熱 裝置中，采用導(dǎo)熱油作為循環(huán)工質(zhì)用于熱量的載體將吸收的太陽能輸送到換熱器與另一個(gè) 循環(huán)中的低沸點(diǎn)混合工質(zhì)進(jìn)行換熱，混合工質(zhì)吸收熱量之后變成高壓氣體，推動(dòng)汽輪機(jī)或 者膨脹機(jī)做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)輸出電能。膨脹后處于中間壓力的混合工質(zhì)經(jīng)冷凝器變成氣液 混合物，液體部分依次經(jīng)過回?zé)崞鳌⒐?jié)流閥和冷凝蒸發(fā)器之后由工質(zhì)泵加壓輸送到換熱器。 氣體部分工質(zhì)則先經(jīng)過冷凝蒸發(fā)器被冷卻，然后經(jīng)過節(jié)流閥減壓降溫，這時(shí)候處于低溫低壓狀態(tài)的工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器用于產(chǎn)生一定的冷量，最終這部分工質(zhì)經(jīng)過回?zé)崞魃郎睾笤诠べ|(zhì) 泵前與另一部分工質(zhì)混合，一起進(jìn)入工質(zhì)泵，形成整個(gè)循環(huán)。本發(fā)明的另一種方案為所述太陽能集熱裝置直接為太陽能集熱器，所述太陽能 集熱器的進(jìn)口與所述工質(zhì)泵連接，所述太陽能集熱器的出口與所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)連接， 直接將混合工質(zhì)通入集熱器吸收太陽能進(jìn)行循環(huán)。為了進(jìn)一步利用熱量，所述冷凝器中的冷卻介質(zhì)為水，可以將冷凝熱作為熱水的 熱源加以利用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是1、本發(fā)明裝置可以大幅提升所收集太陽 能的利用率，綜合效率得到提升，可有效減少集熱器面積；2、采用低沸點(diǎn)的混合工質(zhì)作為循 環(huán)工質(zhì)，利用混合工質(zhì)相變過程存在溫度滑移現(xiàn)象，可以使得吸熱過程中與熱源間的換熱 溫差有效減少，提高換熱效果；3、裝置中的冷凝器用于冷卻膨脹出口的工質(zhì)，當(dāng)采用水作為 換熱流體時(shí)該部分熱量在一定條件下可以用于獲取熱水。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例2的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，通過一個(gè)最佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā) 明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。實(shí)施例1 如圖1所示，一種太陽能驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供裝置，主要由太陽能集熱裝置、汽輪 機(jī)或膨脹機(jī)4、發(fā)電機(jī)5、冷凝器6、氣液分離器7、回?zé)崞?、第一節(jié)流閥9、冷凝蒸發(fā)器10、第 二節(jié)流閥12、蒸發(fā)器13和工質(zhì)泵11組成。所述太陽能集熱裝置由導(dǎo)熱油泵1、太陽能集熱 器2和換熱器3依次順序連接構(gòu)成一個(gè)循環(huán)裝置。所述換熱器3的出口與所述汽輪機(jī)或膨 脹機(jī)4連接，所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)4與所述發(fā)動(dòng)機(jī)5連接，所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)4的蒸汽出 口與所述冷凝器6、氣液分離器7依次連接，所述氣液分離器7的液體出口依次與所述回?zé)?器8、第一節(jié)流閥9、冷凝蒸發(fā)器10和工質(zhì)泵11連接，所述氣液分離器7的蒸汽出口依次與 冷凝蒸發(fā)器10、第二節(jié)流閥12、蒸發(fā)器13、回?zé)崞?和工質(zhì)泵11連接，最后所述工質(zhì)泵11 的出口與所述換熱器3的進(jìn)口連接，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。太陽能集熱裝置中采用導(dǎo)熱油作為循環(huán)介質(zhì)，該循環(huán)中導(dǎo)熱油先經(jīng)過導(dǎo)熱油泵1， 然后進(jìn)入集熱器2，經(jīng)管道連接到換熱器3進(jìn)行換熱，換熱之后再回到導(dǎo)熱油泵1的入口。 另一個(gè)循環(huán)中，混合工質(zhì)在換熱器內(nèi)經(jīng)加熱后，形成高溫高壓氣體，進(jìn)入到汽輪機(jī)或膨脹機(jī) 4中進(jìn)行膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)5，然后流經(jīng)冷凝器6被冷卻成氣液混合物到達(dá)氣液分離器 7。混合工質(zhì)的液體部分經(jīng)管道依次與回?zé)崞?、節(jié)流閥9和冷凝蒸發(fā)器10連接，最終連接 到工質(zhì)泵11，經(jīng)過加壓后回到換熱器3。而氣體部分工質(zhì)則先經(jīng)過冷凝蒸發(fā)器10被冷卻， 然后由節(jié)流閥12節(jié)流降溫形成低溫的液體，然后依次經(jīng)過蒸發(fā)器13和回?zé)崞?，最后經(jīng)過 管道在工質(zhì)泵11的入口前與另一部分工質(zhì)混合，最后一起進(jìn)入工質(zhì)泵11，從而形成整個(gè)循 環(huán)。當(dāng)冷凝器6以水作為冷卻介質(zhì)時(shí)，可以將冷凝熱作為熱水的熱源加以利用。實(shí)施例2 如圖2所示，一種太陽能驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供裝置，主要由太陽能集熱器2、汽輪機(jī)或膨脹機(jī)4、發(fā)電機(jī)5、冷凝器6、氣液分離器7、回?zé)崞?、第一節(jié)流閥9、冷凝蒸發(fā)器10、第 二節(jié)流閥12、蒸發(fā)器13和工質(zhì)泵11組成。所述太陽能集熱器2的出口與所述汽輪機(jī)或膨 脹機(jī)4連接，所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)4與所述發(fā)動(dòng)機(jī)5連接，所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)4的蒸汽出 口與所述冷凝器6、氣液分離器7依次連接，所述氣液分離器7的液體出口依次與所述回?zé)?器8、第一節(jié)流閥9、冷凝蒸發(fā)器10和工質(zhì)泵11連接，所述氣液分離器7的蒸汽出口依次與 冷凝蒸發(fā)器10、第二節(jié)流閥12、蒸發(fā)器13、回?zé)崞?和工質(zhì)泵11連接，最后所述工質(zhì)泵11 的出口與太陽能集熱器2的進(jìn)口連接，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。采用混合工質(zhì)作為循環(huán)介質(zhì)，混合工質(zhì)在太陽能集熱器2內(nèi)經(jīng)加熱后，形成高溫 高壓氣體，進(jìn)入到汽輪機(jī)或膨脹機(jī)4中進(jìn)行膨脹做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)5，然后流經(jīng)冷凝器6被冷 卻成氣液混合物到達(dá)氣液分離器7?；旌瞎べ|(zhì)的液體部分經(jīng)管道依次與回?zé)崞?、節(jié)流閥9 和冷凝蒸發(fā)器10連接，最終連接到工質(zhì)泵11，經(jīng)過加壓后回到太陽能集熱器2。而氣體部 分工質(zhì)則先經(jīng)過冷凝蒸發(fā)器10被冷卻，然后由節(jié)流閥12節(jié)流降溫形成低溫的液體，然后依 次經(jīng)過蒸發(fā)器13和回?zé)崞?，最后經(jīng)過管道在工質(zhì)泵11的入口前與另一部分工質(zhì)混合，最 后一起進(jìn)入工質(zhì)泵11，從而形成整個(gè)循環(huán)。當(dāng)冷凝器6以水作為冷卻介質(zhì)時(shí)，可以將冷凝熱 作為熱水的熱源加以利用。如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋 為對(duì)本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對(duì) 其在形式上和細(xì)節(jié)上作出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種太陽能驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供裝置，其特征在于主要由太陽能集熱裝置、汽輪機(jī)或膨脹 機(jī)(4)、發(fā)電機(jī)(5)、冷凝器(6)、氣液分離器(7)、回?zé)崞?8)、冷凝蒸發(fā)器(10)、蒸發(fā)器(13) 和工質(zhì)泵(11)組成，所述太陽能集熱裝置的出口與所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)(4)連接，所述汽 輪機(jī)或膨脹機(jī)(4)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)( 連接，所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)的蒸汽出口與所述冷 凝器(6)、氣液分離器(7)依次連接，所述氣液分離器(7)的液體出口依次與所述回?zé)崞?(8)、冷凝蒸發(fā)器(10)和工質(zhì)泵(11)連接，所述氣液分離器(7)的蒸汽出口依次與冷凝蒸 發(fā)器(10)、蒸發(fā)器(13)、回?zé)崞鳍呛凸べ|(zhì)泵(11)連接，最后所述工質(zhì)泵(11)的出口與所 述太陽能集熱裝置的進(jìn)口連接，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供裝置，其特征在于所述太陽能集熱裝置 由導(dǎo)熱油泵(1)、太陽能集熱器( 和換熱器C3)依次順序連接構(gòu)成一個(gè)循環(huán)裝置，所述換 熱器的C3)的進(jìn)口與所述工質(zhì)泵(11)連接，所述換熱器C3)的出口與所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī) ⑷連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供裝置，其特征在于所述太陽能集熱裝置 為太陽能集熱器O)，所述太陽能集熱器( 的進(jìn)口與所述工質(zhì)泵(11)連接，所述太陽能集 熱器O)的出口與所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)(4)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供裝置，其特征在于所述回?zé)崞?8)與所 述冷凝蒸發(fā)器(10)之間設(shè)置有第一節(jié)流閥(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供裝置，其特征在于所述冷凝蒸發(fā)器(10) 與所述蒸發(fā)器(1 之間設(shè)置有第二節(jié)流閥(12)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽能驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供裝置，其特征在于所述冷凝器(6)中的 冷卻介質(zhì)為水。
全文摘要
本發(fā)明公開一種太陽能驅(qū)動(dòng)的聯(lián)供裝置，主要由太陽能集熱裝置、汽輪機(jī)或膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器、氣液分離器、回?zé)崞?、冷凝蒸發(fā)器、蒸發(fā)器和工質(zhì)泵組成，所述太陽能集熱裝置的出口與所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)連接，所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)與所述發(fā)動(dòng)機(jī)連接，所述汽輪機(jī)或膨脹機(jī)的蒸汽出口與所述冷凝器、氣液分離器依次連接，所述氣液分離器的液體出口依次與所述回?zé)崞?、冷凝蒸發(fā)器和工質(zhì)泵連接，所述氣液分離器的蒸汽出口依次與冷凝蒸發(fā)器、蒸發(fā)器、回?zé)崞骱凸べ|(zhì)泵連接，最后所述工質(zhì)泵的出口與所述太陽能集熱裝置的進(jìn)口連接，構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。本發(fā)明裝置可以大幅提升所收集太陽能的利用率，綜合效率得到提升，可有效減少集熱器面積。
文檔編號(hào)F01D15/00GK102094772SQ201110000690
公開日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月5日
發(fā)明者宋建忠, 張小松 申請(qǐng)人:東南大學(xué)