针对单一的低温发电和热泵技术在利用过程中不能应对大范围的热源温度波动以及运行不连续的现状，设计并提出一种双功能集成装置，建立低温发电和热泵的单体双功能机组，以设备一体化为出发点，从而实现能质调配。对基于有机朗肯循环（ORC）的发电过程研究了热源温度对等熵效率、发电量以及发电效率的影响；对基于逆卡诺循环的热泵系统研究了冷凝温度对性能系数(COP)和制热量的影响。结果表明：螺杆机作为膨胀机时等熵效率在55%-85%之间，在热源温度为90℃时最大发电量为3.7kW，发电效率为4.89%。作为压缩机时，其在COP，压缩机耗功以及冷凝压力方面均有着良好的性能。提升水温最高可以达到40.17℃，此时排气压力和排气温度适中。当提升水温小于25℃时，其COP均大于3。
本次报告提出的一体化机组，在冬季需要取热时，可利用热泵系统对热源进行升温为采暖供给热水。夏季可以通过调节阀门使其转换为发电系统，利用余热进行产能，甚至有需要的可利用热泵技术将水温提升后，通过溴化锂吸收制冷供给冷量。该机组可以回收一年四季的余热，并且提升了余热的品质，减少了余热排放到大气中所产生的污染。相比两台机组而言，仅通过改变系统的转向而节省了一套机组，实现四个一体化,不仅提高了能源利用率，还有很好的经济和环境效益。 |