[发明专利]一种基于自复叠循环的热泵机组

说明书

本发明提供了一种基于自复叠循环的热泵机组，包括：风力机，用于进行风能的转化；齿轮箱，用于风力机的动力传输和增速；压缩机，与所述风力机相连，用于在风力机的驱动下进行制热，维持制冷剂的循环；以及换热装置，与所述压缩机连接，其中，所述换热装置为自复叠循环式换热装置。本发明所提供的基于自复叠循环的热泵机组采用风力机直接驱动空气源热泵，有效地避免现有技术中风能‑电能‑热能中间转换过程的能量损失，提高了风能的利用效率。利用自复叠循环扩大了热泵系统的工作温度，提升了热泵COP。

技术领域

本发明属于能源与动力工程技术领域，具体涉及一种基于自复叠循环的热泵机组

背景技术

能源是人类生存、发展的基础，但随着经济的快速发展，化石能源消耗量持续增加，人类正面临着日益严重的能源短缺和环境问题，全球气候变暖已成为国际关注的热点。发展清洁能源对于保障能源安全、促进环境保护、减少温室气体排放、实现国民经济可持续发展具有重要意义。

风能作为一种清洁能源，越发受到重视。传统的风能致热技术主要分为四种：液体搅拌致热，固体摩擦致热，液压液体致热以及涡电流法致热。前三种方式通过搅拌摩擦挤压产生热，将机械能转换为热能，转换效率低，不符合“温度对口、梯级利用”的科学用能原则。现有的将风能转化热能的方式有：1、将风能转换成机械能，储存为高压气体，利用空气压缩系统加热供热，但是，该种方式的系统能量效率低；2、风能发电后，再由电能驱动热泵产热，该种方式风能-电能-热能转换期间有能量转化损失；3、将风能直接转化为热能，该种方式能提升一次能源利用率，但是现有的风热机组，在低温环境工况下运行时，为满足供热温度需求，冷凝温度为70℃左右，此时COP低，不利于北方大面积推广。

因此，需提供一种能提高系统整体稳定性和能源利用效率的风能驱动的热泵机组。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的在于提供一种基于自复叠循环的热泵机组，包括：

风力机，用于进行风能的转化；

齿轮箱，用于风力机的动力传输和增速；

压缩机，与所述风力机相连，用于在风力机的驱动下进行制热，维持制冷剂的循环；以及

换热装置，与所述压缩机连接，

其中，所述换热装置为自复叠循环式换热装置。

本发明所提供的基于自复叠循环的热泵机组，还具有这样的特征：所述制冷剂为两种非共沸制冷剂工质混合而成的混合制冷剂。

本发明所提供的基于自复叠循环的热泵机组，还具有这样的特征：所述自复叠循环式换热装置包括：

冷凝器，与所述压缩机连接，用于冷凝混合制冷剂中的低沸点冷凝剂，使得混合冷凝剂冷凝为气液混合状态；

气液分离器，与所述冷凝器连接，用于分离所述气液混合状态冷凝剂中的气态冷凝剂和液态冷凝剂；

蒸发冷凝器，与所述气液分离器连接，用于分别冷凝所述气态冷凝剂，将气态冷凝剂冷凝为液态，和蒸发所述液态冷凝剂，使其转化为气态；

蒸发器，与所述蒸发冷凝器中冷凝得到的液态冷凝剂排出口连接，用于将冷凝得到的液态冷凝剂蒸发成气态；

蓄热池，用于将冷凝器释放出来的热量吸收存储；

蓄冷池，与所述蒸发器连接。

本发明所提供的基于自复叠循环的热泵机组，还具有这样的特征：所述蒸发冷凝器的气态冷凝剂排出口以及蒸发器的出口通过三通阀与压缩机的入口连接。