為 85°C，出口溫度為70°C左右，此支路上的工質(zhì)通入缸套水預(yù)熱器中被加熱到80°C;第二條支 路上連接著增壓空氣預(yù)熱器的冷流體側(cè)，之后連接至工質(zhì)匯合點(diǎn)。預(yù)熱器內(nèi)的熱流體為增 壓空氣，增壓空氣在換熱器入口處溫度為130°C左右，跟低溫工質(zhì)換熱后溫度降到43°C左 右流入氣體機(jī)內(nèi)，同時(shí)工質(zhì)被加熱到大約ll〇°C左右；第三條支路上連接著排氣預(yù)熱器冷 流體側(cè)，之后連接至工質(zhì)匯合點(diǎn)。預(yù)熱器內(nèi)的熱流體為缸套水加熱器后的低溫排氣，其入口 溫度大約為120°C左右，這條支路上的工質(zhì)流入排氣預(yù)熱器中被加熱到100°C左右，同時(shí)排 氣溫度降低到60°C左右。三條支路的有機(jī)工質(zhì)從各自的換熱器后出來后重新匯合成一股工 質(zhì)流，溫度大約l〇〇°C左右。在匯合點(diǎn)后連接ORC蒸發(fā)器，工質(zhì)在這里被全部加熱成飽和蒸 汽。ORC輸出功為大約85kW。
[0045] 缸套水在氣體機(jī)中完成冷卻功能而溫度上升后被引出機(jī)體。出機(jī)后就分成三條支 路：第一條支路連接缸套水預(yù)熱器，這股缸套水在這里預(yù)熱有機(jī)工質(zhì)后溫度降低至70°C左 右，而后連接至匯合點(diǎn)；第二條支路上依次連接一個(gè)排氣換熱器，和溴冷機(jī)組的發(fā)生器，最 后連接至匯合點(diǎn)。這條支路上的缸套水先在排氣換熱器中被經(jīng)過一次換熱后的低溫排氣 (約180°C)加熱升溫至近90°C，然后進(jìn)入溴冷機(jī)組中的發(fā)生器內(nèi)作為吸收式制冷系統(tǒng)的熱 源，從發(fā)生器內(nèi)流出后溫度降至約70°C，再匯入?yún)R合點(diǎn)。尾氣經(jīng)二次換熱溫度降至120°C左 右；第三條支路直接流入?yún)R合點(diǎn)，匯合點(diǎn)后接缸套水進(jìn)機(jī)入口，三股支流在此匯合后溫度變 為進(jìn)機(jī)要求的75°C，然后流入氣體機(jī)缸體。吸收式制冷系統(tǒng)可產(chǎn)生大約200kW左右的生活 用冷。
[0046] 排氣的流路上依次連接著余熱鍋爐，缸套水加熱器，ORC預(yù)熱器，生活用水加熱器， 共四個(gè)換熱器，最后排放至環(huán)境中。整個(gè)系統(tǒng)可回收大約175kW電能，200kW生活用冷，和 IOOkW左右的低溫生活用熱。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種對氣體機(jī)余熱能進(jìn)行梯級回收利用的多能量形式輸出的能源塔，包括內(nèi)燃機(jī) (1)，其特征在于，還設(shè)置有與所述內(nèi)燃機(jī)（1)排出的高溫氣體進(jìn)行熱交換，使汽輪機(jī)膨脹 作功的水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)（2)，分別與所述內(nèi)燃機(jī)（1)排出的高溫氣體、缸套水，增壓空 氣以及水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)（2)中的冷凝熱進(jìn)行熱交換，使膨脹機(jī)膨脹作功的有機(jī)朗肯循 環(huán)系統(tǒng)（3)，將所述內(nèi)燃機(jī)（1)排出的部分缸套水作為吸收式制冷系統(tǒng)熱源進(jìn)行熱交換的 溴冷機(jī)組（4)，以及與所述的內(nèi)燃機(jī)（1)排出的高溫氣體終端相連用于給生活用水進(jìn)行加 熱的熱水換熱器（5)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對氣體機(jī)余熱能進(jìn)行梯級回收利用的多能量形式輸出的能 源塔，其特征在于，所述的內(nèi)燃機(jī)（1)排出的缸套水分三條支路，第一條支路（a)通過一個(gè) 缸套水加熱器（6)與經(jīng)過水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)（2)熱交換后的內(nèi)燃機(jī)（1)排出的高溫氣體 進(jìn)行熱交換，然后進(jìn)入溴冷機(jī)組（4)中的發(fā)生器中作為吸收式制冷系統(tǒng)的熱源進(jìn)行熱交換 后經(jīng)匯合點(diǎn)（d)流入內(nèi)燃機(jī)（1);第二條支路（b)用于與所述的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)（3)進(jìn) 行熱交換，然后經(jīng)匯合點(diǎn)（d)流入內(nèi)燃機(jī)（1);第三條支路（c)直接經(jīng)匯合點(diǎn)（d)流入內(nèi)燃 機(jī)⑴。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對氣體機(jī)余熱能進(jìn)行梯級回收利用的多能量形式輸出的能 源塔，其特征在于，所述的水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)（2)包括有：內(nèi)部能夠貫通所述內(nèi)燃機(jī)（1) 排出的高溫氣體，用于將流過內(nèi)部的水加熱成高溫高壓氣體的余熱鍋爐（21)，通過管路連 接余熱鍋爐（21)流出的高溫高壓氣體，用于膨脹做功的汽輪機(jī)（22)，通過管路連接汽輪機(jī) (22)作功后排出的汽體，用于給所述的汽體降溫冷凝的第一冷凝器（23)，通過管路連接經(jīng) 第一冷凝器（23)的冷凝成液體水的出口，用于對所述液體水進(jìn)行加壓的栗（24)，所述經(jīng)栗 (24)加壓后的液體水通過管路進(jìn)入所述的余熱鍋爐（21)再次與所述的內(nèi)燃機(jī)（1)排出的 尚溫氣體進(jìn)彳丁熱交換。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的對氣體機(jī)余熱能進(jìn)行梯級回收利用的多能量形式輸出的能 源塔，其特征在于，所述的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)（3)包括有通過流入的高溫氣態(tài)工質(zhì)進(jìn)行膨 脹作功的膨脹機(jī)（31)，通過管路連接膨脹機(jī)（31)做功后流出的低溫氣態(tài)工質(zhì)，并與流經(jīng)內(nèi) 部的冷卻水進(jìn)行熱交換的第二冷凝器（32)，流出第二冷凝器（32)的低溫液態(tài)工質(zhì)通過管 路和設(shè)置在所述管路上的工質(zhì)栗（33)分為三路，其中的一路低溫液態(tài)工質(zhì)通過管路連接 到缸套水換熱器（6)排氣端的用于加熱低溫液態(tài)工質(zhì)的排氣預(yù)熱器（34)，排氣預(yù)熱器（34) 流出的高溫液態(tài)工質(zhì)通過管路連接至工質(zhì)匯合點(diǎn)（e);第二路低溫液態(tài)工質(zhì)通過管路連接 到用所述內(nèi)燃機(jī)（1)的增壓空氣給低溫液態(tài)工質(zhì)加熱的增壓空氣預(yù)熱器（35)，從所述增壓 空氣預(yù)熱器（35)流出的液態(tài)工質(zhì)通過管路連接至工質(zhì)匯合點(diǎn)（e);第三路低溫液態(tài)工質(zhì)通 過管路連接到用所述內(nèi)燃機(jī)（1)缸套水的第二條支路（b)流出的缸套水給低溫液態(tài)工質(zhì)加 熱的缸套水預(yù)熱器（36)，從所述缸套水預(yù)熱器（36)流出的液態(tài)工質(zhì)通過管路連接至工質(zhì) 匯合點(diǎn)（e)，所述的流至工質(zhì)匯合點(diǎn)（e)的三路低溫液態(tài)工質(zhì)共同通過管路連接水蒸氣朗 肯循環(huán)系統(tǒng)（2)中的用于通過吸收水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)（2)的冷凝熱而形成高溫氣態(tài)工質(zhì) 的第一冷凝器（23)，從第一冷凝器（23)流出的高溫氣態(tài)工質(zhì)再通過管路連接到所述膨脹 機(jī)（31)作功，作功后流出的工質(zhì)再經(jīng)由第二冷凝器（32)和工質(zhì)栗（33)開始下次循環(huán)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的對氣體機(jī)余熱能進(jìn)行梯級回收利用的多能量形式輸出的能 源塔，其特征在于，流經(jīng)所述排氣預(yù)熱器（34)與所述的低溫液態(tài)工質(zhì)進(jìn)行熱交換后的內(nèi)燃 機(jī)（1)排出的高溫氣體終端通過管路連接用于給生活用水進(jìn)行加熱的熱水換熱器（5)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對氣體機(jī)余熱能進(jìn)行梯級回收利用的多能量形式輸出的能 源塔，其特征在于，所述的溴冷機(jī)組（4)包括有通過經(jīng)第二支路b流入的缸套水對流經(jīng)內(nèi)部 的稀溶液進(jìn)行加熱的發(fā)生器（41)，從所述發(fā)生器（41)流出的缸套水通過管路連接到匯合 點(diǎn)（d)并流入內(nèi)燃機(jī)（1);經(jīng)所述發(fā)生器（41)加熱后的稀溶液一部分變?yōu)闅鈶B(tài)制冷劑通過 管路連接到用于冷凝所述氣態(tài)制冷劑的第三冷凝器（46)，另一部分變?yōu)楦邷貪馊芤阂来瓮?過溶液熱交換器（42)和第一膨脹閥（43)連接到用于吸收制冷劑的吸收器（44);經(jīng)第三冷 凝器（46)被冷卻水冷凝成液態(tài)的制冷劑依次通過過冷器（47)、第二膨脹閥（48)連接到用 于對載冷劑進(jìn)行熱交換的蒸發(fā)器（49)，經(jīng)過蒸發(fā)器（49)熱交換后的制冷劑通過管路連接 過冷器（47)并與從所述第三冷凝器（46)流入過冷器（47)的液態(tài)制冷劑進(jìn)行熱交換后，通 過管路連接到用于吸收制冷劑并與冷卻水進(jìn)行熱交換的吸收器（44)，經(jīng)吸收器（44)后形 成稀溶液通過管路和設(shè)置在管路上的溶液栗（45)連接至溶液熱交換器（42)，并與從所述 發(fā)生器（41)流入溶液熱交換器（42)中出的濃溶液進(jìn)行熱交換后進(jìn)入發(fā)生器（41)，與流經(jīng) 發(fā)生器（41)內(nèi)的缸套水再次進(jìn)行熱交換。
【專利摘要】一種對氣體機(jī)余熱能進(jìn)行梯級回收利用的多能量形式輸出的能源塔，包括內(nèi)燃機(jī)，還設(shè)置有與內(nèi)燃機(jī)排出的高溫氣體進(jìn)行熱交換，使汽輪機(jī)膨脹作功的水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)，分別與內(nèi)燃機(jī)排出的高溫氣體、缸套水，增壓空氣以及水蒸氣朗肯循環(huán)系統(tǒng)中的冷凝熱進(jìn)行熱交換，使膨脹機(jī)膨脹作功的有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，將內(nèi)燃機(jī)排出的部分缸套水作為吸收式制冷系統(tǒng)熱源進(jìn)行熱交換的溴冷機(jī)組，以及與內(nèi)燃機(jī)排出的高溫氣體終端相連用于給生活用水進(jìn)行加熱的熱水換熱器。本發(fā)明是結(jié)合建筑用能對能量品質(zhì)的不同需求，提出一種多余熱回收方式相結(jié)合的冷，熱，電三聯(lián)供余熱回收系統(tǒng)。使得氣體機(jī)余熱得到了非常充分的利用，同時(shí)大大提高了整個(gè)系統(tǒng)的綜合能源利用率，達(dá)到了節(jié)能減排的效果。
【IPC分類】F01K27/00, F01K23/00, F01D15/10, F01K25/08, F02G5/04
【公開號(hào)】CN105003351
【申請?zhí)枴緾N201510431672
【發(fā)明人】舒歌群, 王軒, 田華, 車家強(qiáng), 劉鵬
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月21日