CN102383882A

CN102383882A - 新型空气能制冷发电装置

Info

Publication number: CN102383882A
Application number: CN2011103373626A
Authority: CN
Inventors: 罗良宜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-10-31
Filing date: 2011-10-31
Publication date: 2012-03-21

Abstract

一种新能源新型空气能制冷发电装置，它有两条封闭循环系统；冷凝工质经工质泵压入内部换热器后流向吸热器、膨胀发电机组、冷凝器，形成第一封闭循环系统；另一液态工质依次经节流阀、冷凝器、压缩机、内部换热器，形成第二封闭循环系统；吸热器能吸收空气中、水中的常温热能；第一第二封闭循环系统通过内部换热器、冷凝器相连接回收传送热量。它无需体系外冷源，热效率高、投资低、成本低，它成功突破了低温热力发电系统热效率低的技术难点。

Description

新型空气能制冷发电装置

技术领域

本发明涉及一种新能源发电装置，尤其是一种新型空气能制冷发电装置。

背景技术

地球上的能源绝大部分都来源于太阳，不管风能、水能、生物能还是化石能源--煤炭、石油、天然气、可燃冰。在能源日益紧张的今天，新的可再生绿色洁净电能利用技术日益受到重视。现在，新能源中，水力、风力等太阳能动力发电技术以及太阳光发电的直接利用技术—光电池、镜面聚热发电技术已相当成熟；水力发电开发潜力已不大；而风力、太阳光太过分散，使得风力、太阳光发电的直接利用占地面积庞大、一次性投资极高。地球大气每天都在重复吸收并发散太阳辐射的能量，而吸收太阳光热能的环境流体—空气中、水中的太阳热能每天更新，几乎取之不尽用之不竭。因而人们都在加紧研究新的间接利用太阳能热能的环境流体—空气中、水中的热力发电技术。其中低温太阳能热力发电技术是最有潜力前途的高新技术。目前，公知的热泵式低温热能发电装置采用热泵系统富集空气中、水中的低温太阳热能再采用朗肯循环系统发电。其中热泵系统主要包括压缩机、冷凝器、节流阀、蒸发器；朗肯膨胀发电循环主要包括冷凝器、循环泵、蒸发器、膨胀发电机组。它的特征是空气的热能全部从热泵的低温端进入系统，通过热泵高温端传送给朗肯膨胀发电循环，这样热泵需传送朗肯膨胀发电循环吸热端全部的热量，热泵的功耗大。该热泵式低温太阳能热力发电技术中热泵所耗损的能量等于朗肯膨胀发电循环的膨胀功。它热效率低、无净功输出、无实用价值。

发明内容

为了克服现有的热泵式低温热能发电装置热效率低、无净功输出、无实用价值的不足, 本发明提供一种新型空气能制冷发电装置，该新型空气能发电装置也包含一个朗肯膨胀发电循环和一个逆卡诺制冷循环（就是热泵），它的核心关键特征之一是常温空气的热能从朗肯膨胀发电循环中的吸热器进入系统，朗肯膨胀发电循环中的内部换热器还预先吸收了逆卡诺制冷循环高温端冷凝器等压冷凝所放出的热能；它的核心关键特征之二在于逆卡诺制冷循环在低温端冷凝器中不仅可以为朗肯膨胀发电循环提供低温冷源，让等熵膨胀后产生的低温低压气体顺利冷凝，同时逆卡诺制冷循环在高温端内部换热器中还把朗肯膨胀发电循环低温低压气体的冷凝热传送给朗肯膨胀发电循环经工质泵等熵压缩后的液态工质，使之升温，有利于提高系统效率；逆卡诺制冷循环只需传送朗肯膨胀发电循环吸热端内部换热器吸收的那部分热量，制冷功耗远小于朗肯膨胀发电循环膨胀功，系统有净功输出；这样达到使该新型空气能制冷发电装置无需体系外冷源，热效率高、投资低、成本低的目的。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该新型空气能制冷发电装置主要包括工质泵、内部换热器、吸热器、膨胀发电机组、冷凝器、节流阀、压缩机等；它还包括系统内相连接的管道、附件及检测和控制装置，它有两条封闭循环系统，两条密闭系统内的工质可以相同也可以不同。该新型空气能发电装置也包含一个朗肯膨胀发电循环和一个逆卡诺制冷循环（就是热泵）。工质泵、内部换热器、吸热器、膨胀发电机组、冷凝器依次连接形成第一封闭循环系统朗肯膨胀发电循环，节流阀、冷凝器、压缩机、内部换热器依次连接形成第二封闭循环系统逆卡诺制冷循环。在朗肯膨胀发电循环中有吸收常温空气热量的吸热器。朗肯膨胀发电循环与逆卡诺制冷循环通过内部换热器、冷凝器相连接。在第一封闭循环发电系统朗肯膨胀发电循环中，冷凝工质经工质泵压入内部换热器预先吸收逆卡诺制冷循环高温端压缩机出口的热能，再进入吸热器进一步吸收常温环境流体—空气中、水中的热能加热液态工质成为常温高压工质，然后常温高压工质进入膨胀发电机组膨胀做功发电；膨胀发电机组出口是低温低压气态工质，低温低压气态工质在冷凝器中与第二封闭循环系统中经节流阀节流的低温液态工质换热后放热冷凝，这样形成了第一封闭循环发电系统。在第二封闭循环发电系统逆卡诺制冷循环中，液态工质经节流阀节流再进入冷凝器吸收第一封闭循环系统中经膨胀发电机组膨胀后的低温低压气态工质的冷凝热蒸发成为气态工质，然后气态工质进入压缩机加压，加压后的气态工质去内部换热器放热冷凝为液态工质，热量传递给第一封闭循环系统中经工质泵加压后的高压冷凝工质，这样形成了第二封闭循环发电系统。该新型空气能制冷发电装置膨胀发电机组主轴与压缩机主轴之间也可以相连接。该新型空气能制冷发电装置也可以安装于车船及其他机械设备作为直接动力装置或充电装置。该新型空气能制冷发电装置也可以用于余热废热地热等低温热源发电。该新型空气能制冷发电装置副产冷气。该新型空气能制冷发电装置启动电力使用蓄电池或电网电力，发电电力除自用外上传电网。

本发明的有益效果是，该新型空气能制冷发电装置无需体系外冷源，热效率高、投资低、成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图1是本发明较佳实施例的工作流程示意图。

图中 1. 工质泵、2. 内部换热器、3. 吸热器、4. 膨胀发电机组、5. 冷凝器、6. 节流阀、7. 压缩机。

具体实施方式

在附图1所示实施例中，该新型空气能制冷发电装置主要包括工质泵（1）、内部换热器（2）、吸热器（3）、膨胀发电机组（4）、冷凝器（5）、节流阀（6）、压缩机（7）等；它还包括系统内相连接的管道、附件及检测和控制装置，它有两条封闭循环系统，一个朗肯膨胀发电循环和一个逆卡诺制冷循环（就是热泵），密闭系统内都有氮气工质。在第一封闭循环系统朗肯膨胀发电循环中，冷凝工质经工质泵（1）压入内部换热器（2）预先吸收逆卡诺制冷循环高温端压缩机（7）出口的热能，再进一步进入吸热器（3）吸收常温环境流体—空气中、水中的热能加热液态工质成为常温高压工质，然后常温高压工质进入膨胀发电机组（4）膨胀做功发电；膨胀发电机组（4）出口是低温低压气态工质，低温低压气态工质在冷凝器（5）中与第二封闭循环系统中经节流阀（6）节流的低温液态工质换热后放热冷凝，这样形成了第一封闭循环发电系统。在第二封闭循环系统逆卡诺制冷循环中，液态工质经节流阀（6）节流再进入冷凝器（5）吸收第一封闭循环系统中经膨胀发电机组（4）膨胀后的低温低压气态工质的冷凝热蒸发成为气态工质，然后气态工质进入压缩机（7）加压，加压后的气态工质去内部换热器（2）放热冷凝为液态工质，热量传递给第一封闭循环系统中经工质泵（1）加压后的高压冷凝工质，这样形成了第二封闭循环系统。

Claims

1.一种新型空气能制冷发电装置主要包括工质泵、内部换热器、吸热器、膨胀发电机组、冷凝器、节流阀、压缩机，它还包括系统内相连接的管道、附件及检测和控制装置，它有两条封闭循环系统，密闭系统内有工质，其特征是：工质泵、内部换热器、吸热器、膨胀发电机组、冷凝器依次连接形成第一封闭循环系统朗肯膨胀发电循环，节流阀、冷凝器、压缩机、内部换热器依次连接形成第二封闭循环系统逆卡诺制冷循环。

2.根据权利要求1所述的新型空气能制冷发电装置，其特征是：在朗肯膨胀发电循环中有吸收常温空气热量的吸热器。

3.根据权利要求1所述的新型空气能制冷发电装置，其特征是：朗肯膨胀发电循环与逆卡诺制冷循环通过内部换热器、冷凝器相连接。

4.根据权利要求1所述的新型空气能制冷发电装置，其特征是：该新型空气能制冷发电装置膨胀发电机组主轴与压缩机主轴之间相连接。

5.根据权利要求1所述的新型空气能制冷发电装置，其特征是：该新型空气能制冷发电装置能安装于车船及其他机械设备作为直接动力装置或充电装置。