氢燃料携同光热联合循环热泵装置的制作方法

：本发明属于能源携同联合循环热泵。

背景技术

0、背景技术：

1、冷需求、热需求和动力需求，为人类生活与生产当中所常见；人们经常需要利用高温热源来实现制冷、供热或转化为动力，也需要利用动力来进行制冷或利用动力并结合低温热能进行高效制热。在实现上述目的之过程中，常常受到许多因素的制约，人们需要采取综合的技术手段来实现能源的高效利用。

2、氢气属于高品质能源，应加以充分利用；利用氢气为燃料来实现高效制冷与制热，采用纯氧助燃可避免任何污染物的产生和排放。以氢燃料为投入能源进行制冷/制热时，实现高效利用是根本要求，这需要有联合热泵循环装置来实现。不过，对于包含布雷顿循环的联合循环热动装置来说，其负荷、性能指数和压缩过程升压比之间常常存在着难以协调的矛盾；深入分析之后还发现，氢燃料燃烧过程还存在较大的温差损失。

3、太阳能通过集热技术手段形成高温光热热源，然后可以利用联合循环热泵装置实现高效制冷/制热——不过，由于受限于工作原理、材料及安全性等因素，太阳能聚集形成的高温热源的应用价值往往得不到充分发挥，仍有较大的提升空间。

4、人们需要简单、主动、安全、高效地利用能源进行制冷/制热，本发明给出了氢燃料与来自太阳能集热系统的光热合理搭配，取长补短，性能指数高，安全性强，适应氢氧燃烧并灵活确定循环工作参数，兼顾动力输出/动力辅助的氢燃料携同光热联合循环动力装置。

技术实现思路

0、技术实现要素：

1、本发明主要目的是要提供氢燃料携同光热联合循环热泵装置，具体技术实现要素：分项阐述如下：

2、1.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、第二压缩机、节流阀、第三压缩机、太阳能集热系统、燃烧室、供热器、蒸发器和回热器所组成；外部分别有氢气通道和氧气通道与燃烧室连通或外部有氢氧混合气体通道与燃烧室连通，压缩机有循环工质通道经太阳能集热系统与燃烧室连通，燃烧室还有循环工质通道与膨胀机连通，膨胀机还有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经第二膨胀机与回热器连通，第二路与第二压缩机连通；第二压缩机还有循环工质通道与回热器连通之后回热器再分别有冷凝水管路与外部连通和有冷凝水管路经节流阀与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道经第三压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机和第二膨胀机连接压缩机、第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

3、2.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、第二压缩机、节流阀、第三压缩机、太阳能集热系统、燃烧室、供热器、蒸发器、回热器和第二供热器所组成；外部分别有氢气通道和氧气通道与燃烧室连通或外部有氢氧混合气体通道与燃烧室连通，压缩机有循环工质通道经太阳能集热系统与燃烧室连通，燃烧室还有循环工质通道与膨胀机连通，膨胀机还有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路经第二膨胀机与回热器连通，第二路与第二压缩机连通；第二压缩机还有循环工质通道与第二供热器连通，第二供热器还有循环工质通道与回热器连通之后回热器再分别有冷凝水管路与外部连通和有冷凝水管路经节流阀与蒸发器连通；蒸发器还有循环工质通道经第三压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机和第二膨胀机连接压缩机、第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

4、3.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、第二压缩机、节流阀、第三压缩机、太阳能集热系统、燃烧室、供热器、蒸发器、回热器、喷管和第二回热器所组成；外部分别有氢气通道和氧气通道与燃烧室连通或外部有氢氧混合气体通道与燃烧室连通，压缩机有循环工质通道经太阳能集热系统与燃烧室连通，燃烧室还有循环工质通道与膨胀机连通，膨胀机还有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路与第二膨胀机连通，第二路与第二压缩机连通；第二压缩机还有循环工质通道经第二回热器与回热器连通之后再分成两路——第一路自回热器中间或末端引出并经喷管和第二回热器之后再通过中间进气端口与第二膨胀机连通，第二路自回热器末端引出之后再分别有冷凝水管路与外部连通和有冷凝水管路经节流阀与蒸发器连通；第二膨胀机还有循环工质通道与回热器连通，蒸发器还有循环工质通道经第三压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机和第二膨胀机连接压缩机、第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

5、4.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、第二压缩机、节流阀、第三压缩机、太阳能集热系统、燃烧室、供热器、蒸发器、回热器和再热器所组成；外部分别有氢气通道和氧气通道与燃烧室连通或外部有氢氧混合气体通道与燃烧室连通，压缩机有循环工质通道经太阳能集热系统与燃烧室连通，燃烧室还有循环工质通道与膨胀机连通，膨胀机还有循环工质通道与供热器连通之后分成两路——第一路与第二膨胀机连通、第二膨胀机还有循环工质通道经再热器与自身连通和第二膨胀机再有循环工质通道与回热器连通，第二路与第二压缩机连通；第二压缩机还有循环工质通道经再热器与回热器连通之后回热器再分别有冷凝水管路与外部连通和有冷凝水管路经节流阀与蒸发器连通；蒸发器还有循环工质通道经第三压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；供热器还有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机和第二膨胀机连接压缩机、第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

6、5.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，是在第1-4项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环热泵装置中，增加中温回热器，将回热器有循环工质通道与压缩机连通调整为回热器有循环工质通道经中温回热器与压缩机连通，将膨胀机有循环工质通道与供热器连通之后分成两路调整为膨胀机有循环工质通道经供热器与中温回热器连通之后分成两路，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

7、6.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，是在第1-5项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环热泵装置中，增加高温回热器，将压缩机有循环工质通道经太阳能集热系统与燃烧室连通调整为压缩机有循环工质通道经高温回热器和太阳能集热系统与燃烧室连通，将膨胀机有循环工质通道与供热器连通调整为膨胀机有循环工质通道经高温回热器与供热器连通，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

8、7.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，是在第1-5项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环热泵装置中，增加高温回热器，将压缩机有循环工质通道经太阳能集热系统与燃烧室连通调整为压缩机有循环工质通道经高温回热器和太阳能集热系统与燃烧室连通，将燃烧室有循环工质通道与膨胀机连通调整为燃烧室有循环工质通道与膨胀机连通之后膨胀机再有循环工质通道经高温回热器与自身连通，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

9、8.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，是在第1-5项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环热泵装置中，增加高温回热器，将压缩机有循环工质通道经太阳能集热系统与燃烧室连通调整为压缩机有循环工质通道经高温回热器与自身连通之后压缩机再有循环工质通道经太阳能集热系统与燃烧室连通，将膨胀机有循环工质通道与供热器连通调整为膨胀机有循环工质通道经高温回热器与供热器连通，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

10、9.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，是在第1-5项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环热泵装置中，增加高温回热器，将压缩机有循环工质通道经太阳能集热系统与燃烧室连通调整为压缩机有循环工质通道经高温回热器与自身连通之后压缩机再有循环工质通道经太阳能集热系统与燃烧室连通，将燃烧室有循环工质通道与膨胀机连通调整为燃烧室有循环工质通道与膨胀机连通之后膨胀机再有循环工质通道经高温回热器与自身连通，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

11、10.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，是在第1-9项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环热泵装置中，取消节流阀，取消蒸发器及其与外部连通的低温热介质通道，将蒸发器有循环工质通道经第三压缩机与回热器连通调整为外部有水蒸气通道经第三压缩机与回热器连通，将回热器有冷凝水管路经节流阀与蒸发器连通调整为回热器有冷凝水管路与外部连通，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

12、11.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，是在第1-9项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环热泵装置中，取消节流阀，增加涡轮机，将回热器有冷凝水管路经节流阀与蒸发器连通调整为回热器有冷凝水管路经涡轮机与蒸发器连通，涡轮机连接第三压缩机并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

13、12.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，是在第1-9项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环热泵装置中，增加双能压缩机并取代第三压缩机，增加新增喷管并取代节流阀，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

14、13.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，是在第1-9项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环热泵装置中，增加双能压缩机并取代压缩机，增加新增喷管并取代节流阀，增加膨胀增速机并取代膨胀机，增加第二膨胀增速机并取代第二膨胀机，增加第二双能压缩机并取代第二压缩机，增加第三双能压缩机并取代第三压缩机，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

15、14.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、第二压缩机、节流阀、第三压缩机、太阳能集热系统、燃烧室、供热器、蒸发器、回热器和第二供热器所组成；外部分别有氢气通道和氧气通道与燃烧室连通或外部有氢氧混合气体通道与燃烧室连通，压缩机有循环工质通道经太阳能集热系统与燃烧室连通，燃烧室还有循环工质通道与膨胀机连通，膨胀机还有第一循环工质通道与供热器连通，供热器还有循环工质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有循环工质通道与回热器连通之后回热器再分别有冷凝水管路与外部连通和有冷凝水管路经节流阀与蒸发器连通，膨胀机还有第二循环工质通道与第二供热器连通，第二供热器还有循环工质通道经第二膨胀机与回热器连通，蒸发器还有循环工质通道经第三压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机和第二膨胀机连接压缩机、第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

16、15.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、第二压缩机、节流阀、第三压缩机、太阳能集热系统、燃烧室、供热器、蒸发器、回热器和第二供热器所组成；外部分别有氢气通道和氧气通道与燃烧室连通或外部有氢氧混合气体通道与燃烧室连通，压缩机有循环工质通道经太阳能集热系统与燃烧室连通，燃烧室还有循环工质通道与膨胀机连通，膨胀机还有第一循环工质通道与第二供热器连通，第二供热器还有循环工质通道经第二膨胀机与回热器连通，膨胀机还有第二循环工质通道与供热器连通，供热器还有循环工质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有循环工质通道与回热器连通之后回热器再分别有冷凝水管路与外部连通和有冷凝水管路经节流阀与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道经第三压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道与压缩机连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机和第二膨胀机连接压缩机、第二压缩机和第三压缩机并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

17、16.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，主要由压缩机、膨胀机、第二膨胀机、第二压缩机、节流阀、第三压缩机、太阳能集热系统、燃烧室、供热器、蒸发器、回热器、第二供热器和第四压缩机所组成；外部分别有氢气通道和氧气通道与燃烧室连通或外部有氢氧混合气体通道与燃烧室连通，压缩机有循环工质通道经太阳能集热系统与燃烧室连通，燃烧室还有循环工质通道与膨胀机连通，膨胀机还有循环工质通道与供热器连通，供热器还有循环工质通道与第二压缩机连通，第二压缩机还有循环工质通道与回热器连通之后回热器再分别有冷凝水管路与外部连通和有冷凝水管路经节流阀与蒸发器连通，蒸发器还有循环工质通道经第三压缩机与回热器连通，回热器还有循环工质通道分别与压缩机和第四压缩机连通，第四压缩机还有循环工质通道与第二供热器连通，第二供热器还有循环工质通道经第二膨胀机与回热器连通；供热器和第二供热器还分别有被加热介质通道与外部连通，蒸发器还有低温热介质通道与外部连通，膨胀机和第二膨胀机连接压缩机、第二压缩机、第三压缩机和第四压缩机并传输动力，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

18、17.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，是在第14-16项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环热泵装置中，增加喷管和第二回热器，将第二压缩机有循环工质通道与回热器连通调整为第二压缩机有循环工质通道经第二回热器与回热器连通，回热器增设循环工质通道经喷管和第二回热器之后再通过中间进气端口与第二膨胀机连通，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

19、18.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，是在第14-16项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环热泵装置中，增加再热器，将第二压缩机有循环工质通道与回热器连通调整为第二压缩机有循环工质通道经再热器与回热器连通，将第二供热器有循环工质通道与第二膨胀机连通调整为第二供热器有循环工质通道与第二膨胀机连通之后第二膨胀机再有循环工质再热通道经再热器与自身连通，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。

20、19.氢燃料携同光热联合循环热泵装置，是在第14-18项所述的任一一款氢燃料携同光热联合循环热泵装置中，增加双能压缩机并取代第三压缩机，增加新增喷管并取代节流阀，形成氢燃料携同光热联合循环热泵装置。