CN112880168A - 一种空调废热回收发电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种空调废热回收发电系统，包括空调系统、若干温差发电组件、储电装置和变压装置，空调系统包括有吸热的蒸发器和散热的冷凝器，若干温差发电组件均包括温差发电装置、第一传导件和第二传导件，第一传导件，第一传导件与蒸发器的冷气出口端连接，第二传导件与冷凝器的散热口连接，且第一传导件、第二传导件分别与温差发电装置连接，温差发电装置的出口端与储电装置连接，储电装置的出口端与变压装置连接；本发明的有益效果为：本发明通过在空调系统的制冷端与散热端安装有若干温差发电组件，利用温差发电技术进行工业余热发电，可用作自用，同时变压之后的电力也可并入电网，从而降低生产成本，可以提高能源利用率。

Description

一种空调废热回收发电系统

技术领域

本发明属于空调热量回收领域，具体涉及一种空调废热回收发电系统。

背景技术

随着人们的生活水平不断提高，空调已经成为人们生活工作中不可缺少的部分，在夏天，空调的蒸发机放出大量冷空气的同时，空调的冷凝器会因为压缩冷媒放出大量的热气，在绝大多数时候，这部分的热量都被浪费了，在能源日益紧张的今天，节能环保已成为人类共同的主题。

相比于小型的家用空调，工业上的空调、暖通、空压机等产生的热量或者冷量的浪费更大，在大多数工作环境需要恒温或者大量应用冷量热量的化工企业，每年用于热量和冷量生产的成本几乎占据了生产总成本的30％，而其中，10～20％的热量直接被浪费无法再利用，造成了严重的成本浪费。

随工业化进程的加快，各种制造业和加工业生产过程中产生的废热、废冷成倍增加，其中的余热相当可观，工业余热的合理利用是解决能源短缺问题的一个重要方面。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种空调废热回收发电系统。

本发明所采用的技术方案为：一种空调废热回收发电系统，包括空调系统，还包括若干温差发电组件、储电装置和变压装置，空调系统包括有吸热的蒸发器和散热的冷凝器，若干温差发电组件均包括温差发电装置、第一传导件和第二传导件，第一传导件，第一传导件与蒸发器的冷气出口端连接，第二传导件与冷凝器的散热口连接，且第一传导件、第二传导件分别与温差发电装置连接，温差发电装置的出口端与储电装置连接，储电装置的出口端与变压装置连接。

进一步地，变压装置分别连接有直流自用系统和逆变转换器。

进一步地，逆变转换器出口端分别连接有并网系统和交流自用系统。

进一步地，并网系统包括电网接收装置和用于检测电网并入电量的双向电表，双向电表与逆变转换器连接。

进一步地，交流自用系统包括第二控制箱、第二计量表和交流用电装置，第二计量表与逆变转换器连接，第二计量表与第二控制箱连接，第二控制箱与交流用电装置连接。

进一步地，直流自用系统包括第一控制箱、第一计量表和直流用电器，第一计量表与变压装置连接，第一计量表与第一控制箱连接，第一控制箱与直流用电器连接。

进一步地，温差发电装置包括导体板，第一传导件与第二传导件为不同材质的电偶块，第一传导件中心开设有用于冷媒通过的若干第一板孔，第二传导件中心开设有用于热媒通过的若干第二板孔。

进一步地，第一传导件包括铝材质的电偶块，第二传导件包括铜材质的电偶块。

进一步地，空调系统还包括压缩机和膨胀阀，蒸发器与压缩机连接，压缩机与冷凝器连接，冷凝器与膨胀阀连接，膨胀阀与蒸发器连接。

进一步地，储电装置包括有蓄电池。

本发明的有益效果为：本发明通过在空调系统的制冷端与散热端安装有若干温差发电组件，在不影响空调系统正常使用的情况下，利用温差发电技术进行工业余热发电，经由储电装置储存，再经由变压装置变压之后即可将温差发电的电能变为用电端可使用的电力，可用作自用，同时变压之后的电力也可并入电网，从而降低生产成本，可以提高能源利用率，当余热足够时，可带来巨大的经济效益。

附图说明

图1是本发明的实施例1的结构示意图；

图2为温差发电组件的第一种结构示意图；

图3为温差发电组件的第二种安装示意图；

图4为温差发电组件的第二种结构示意图。

1-空调系统，11-蒸发器，12-压缩机，13-冷凝器，14-膨胀阀，2-温差发电组件，21-温差发电装置，22-第一传导件，221-第一板孔，222-冷面水平翅片，223-冷面垂直翅片，224-聚四氟乙烯垫片，23-第二传导件，231-第二板孔，232-热面水平翅片，233-热面竖直翅片，234-金属石墨缠绕垫，3-储电装置，4-变压装置，5-直流自用系统，51-第一控制箱，52-第一计量表，53-直流用电器，6-逆变转换器，7-并网系统，71-双向电表，72-电网接收装置，8-交流自用系统，81-第二控制箱，82-第二计量表，83-交流用电装置。

具体实施方式

实施例一：

在本实施例中，如图1和图2所示，一种空调废热回收发电系统，包括空调系统1，还包括若干温差发电组件2、储电装置3和变压装置4，空调系统1包括有吸热的蒸发器11和散热的冷凝器13，若干温差发电组件2均包括温差发电装置21、第一传导件22和第二传导件23，第一传导件22，第一传导件22与蒸发器11的冷气出口端连接，第二传导件23与冷凝器13的散热口连接，且第一传导件22、第二传导件23分别与温差发电装置21连接，温差发电装置21的出口端与储电装置3连接，储电装置3的出口端与变压装置4连接，本发明通过在空调系统1的制冷端与散热端安装有若干温差发电组件2，若干温差组件2可并联可串联，当若干温差组件2并联时，可增强电压；当温差组件2串联时，可增强电流，在不影响空调系统1正常使用的情况下，利用温差发电技术进行工业余热发电，经由储电装置3储存，再经由变压装置4变压之后即可将温差发电的电能变为用电端可使用的电力，可用作自用，同时变压之后的电力也可并入电网，从而降低生产成本，可以提高能源利用率，当余热足够时，可带来巨大的经济效益在。

在本实施例中，空调系统1为小型空调机组，即家用空调。

在本实施例中，如图1和图2所示，变压装置4分别连接有直流自用系统5和逆变转换器6，逆变转换器6可将储电装置3储存的一部分直流电变为频率、相位等参数可直接使用的交流电或者与电网一致的可并网交流电，另一部分未转换的直流电可以提供给直流电使用的电器。

在本实施例中，如图1和图2所示，逆变转换器6出口端分别连接有并网系统7和交流自用系统8，并网系统7包括电网接收装置72和用于检测电网并入电量的双向电表71，双向电表71与逆变转换器6连接，交流自用系统8包括第二控制箱81、第二计量表82和交流用电装置83，第二计量表82与逆变转换器6连接，第二计量表82与第二控制箱81连接，第二控制箱81与交流用电装置83连接，双向电表71用于检测并网电量以及其余参数，电网接收装置73内，包含有可断开逆变转换器6与电网之间的开关，第二控制箱82用于控制逆变转换器6转换后的电流与交流自用系统8的连接和断开，第二计量表82用于记录电流参数以及使用电量。

在本实施例中，如图1和图2所示，直流自用系统5包括第一控制箱51、第一计量表52和直流用电器53，第一计量表52与变压装置4连接，直流自用系统5主要用于220V或者110V的低功率用电器，第一计量表52主要用于检测经变压装置变压之后的直流电是否低于220V或者110V，第一计量表52与第一控制箱51连接，第一控制箱51主要用于打开或者关闭变压装置4与直流自用系统5的电路，第一控制箱51与直流用电器53连接，变压装置4、第一控制箱51、第一计量表52、直流用电器53之间相互连接应按照符合直流电安装规则进行连接，其连接规则为本领域常规方式，此处不做赘述。

在本实施例中，如图1和图2所示，温差发电装置21为导体板，第一传导件22与第二传导件23为不同材质的电偶块，第一传导件22中心开设有用于冷媒通过的若干第一板孔221，第二传导件23中心开设有用于热媒通过的若干第二板孔231，第一传导件22为铝材质的电偶块，铝材质很常见且低温性能较好，适于家用温差发电的制作，第二传导件23为铜材质的电偶块，铜材质易得且导热性能好，在本实施例中，由于空调系统1为小型家用空调，在夏季时，室内温度为20℃左右，即家用空调的蒸发机11的出口端为电偶块的冷面，其温度应小于或者等于20℃，而在家用空调的冷凝器13的的散热口，温度可以达到50摄氏度，即电偶块的热面温度为50摄氏度，因此，第一传导件22与第二传导件23之间的温差可达到30℃，夏季时空调使用时间记为12小时，即使用于家用也可以回收利用大量能源。

在本实施例中，如图1和图2所示，空调系统1还包括压缩机12和膨胀阀14，蒸发器11与压缩机12连接，压缩机12与冷凝器13连接，冷凝器13与膨胀阀14连接，膨胀阀14与蒸发器11连接，本实施例中，空调系统1为家用空调，属于小型空压空调领域，因此，第一传导件22与第二传导件23其结构应与空调的冷热两端匹配，在空调系统1的热端，即冷凝器13的散热口，将铜制平面长方体厚度为3mm中间为方孔或圆孔中空式，上下层厚度分别为1mm，中间垂直连接0.3-0.5mm左右的无数个孔式连接的平面长方体的铜部件，使之内部流通制空调的热媒，两边分别安装若干个并串联的电偶片，在空调的冷端，即蒸发器11的出口处，电偶片的冷面安装像刷子一样厚度为1mm左右的散热铝刷件，毛刷板孔密集小为好，采用铝丝长为3mm左右，把多块两边都有电偶片及散热铝刷的铜板重列安装成整体，形状可为平面体直角体，将铝板掏斜槽，插入冲压后的薄铝片，然后在冲压铝槽边缘压紧薄铝片达到热传递效果，再通风散热制冷，铜板数量多少以达到空调制冷效果的基本要求，所用材质不限于铜铝。

在本实施例中，如图1和图2所示，储电装置3为蓄电池。

实施例二：

在本实施例中，如图1所示，一种空调废热回收发电系统，包括空调系统1，还包括若干温差发电组件2、储电装置3和变压装置4，空调系统1包括有吸热的蒸发器11和散热的冷凝器13，若干温差发电组件2均包括温差发电装置21、第一传导件22和第二传导件23，第一传导件22，第一传导件22与蒸发器11的冷气出口端连接，第二传导件23与冷凝器13的散热口连接，且第一传导件22、第二传导件23分别与温差发电装置21连接，温差发电装置21的出口端与储电装置3连接，储电装置3的出口端与变压装置4连接，本发明通过在空调系统1的制冷端与散热端安装有若干温差发电组件2，若干温差组件2可并联可串联，当若干温差组件2并联时，可增强电压；当温差组件2串联时，可增强电流，在不影响空调系统1正常使用的情况下，利用温差发电技术进行工业余热发电，经由储电装置3储存，再经由变压装置4变压之后即可将温差发电的电能变为用电端可使用的电力，可用作自用，同时变压之后的电力也可并入电网，从而降低生产成本，可以提高能源利用率，当余热足够时，可带来巨大的经济效益在。

在本实施例中，空调系统1为工厂的暖通装置或者中央空调，也可用于冰机。

在本实施例中，如图1和图2所示，变压装置4分别连接有直流自用系统5和逆变转换器6，逆变转换器6可将储电装置3储存的一部分直流电变为频率、相位等参数可直接使用的交流电或者与电网一致的可并网交流电，另一部分未转换的直流电可以提供给直流电使用的电器。

在本实施例中，如图1所示，逆变转换器6出口端分别连接有并网系统7和交流自用系统8，并网系统7包括电网接收装置72和用于检测电网并入电量的双向电表71，双向电表71与逆变转换器6连接，交流自用系统8包括第二控制箱81、第二计量表82和交流用电装置83，第二计量表82与逆变转换器6连接，第二计量表82与第二控制箱81连接，第二控制箱81与交流用电装置83连接，双向电表71用于检测并网电量以及其余参数，电网接收装置73内，包含有可断开逆变转换器6与电网之间的开关，第二控制箱82用于控制逆变转换器6转换后的电流与交流自用系统8的连接和断开，第二计量表82用于记录电流参数以及使用电量。

在本实施例中，如图1所示，直流自用系统5包括第一控制箱51、第一计量表52和直流用电器53，第一计量表52与变压装置4连接，直流自用系统5主要用于220V或者110V的低功率用电器，第一计量表52主要用于检测经变压装置变压之后的直流电是否低于220V或者110V，第一计量表52与第一控制箱51连接，第一控制箱51主要用于打开或者关闭变压装置4与直流自用系统5的电路，第一控制箱51与直流用电器53连接，变压装置4、第一控制箱51、第一计量表52、直流用电器53之间相互连接应按照符合直流电安装规则进行连接，其连接规则为本领域常规方式，此处不做赘述。

本实施例中，如图3和图4所示，空调系统1为大型空压机组，因此温差发电组件2的结构应尽可能提高利用率，当冷媒或者热媒为较为稳定的介质时，第一传导件22与第二传导件23可安装在介质管道内，与介质直接接触，减少热量损失，且在不阻碍介质流通的情况下，应尽可能大的增加接触面。

在本实施例中，如图3和图4所示，温差发电组件2包括温差发电装置21、第一传导件22、第二传导件23，第一传导件22与第二传导件23均为翅片式电偶片，翅片式电偶片它至少包含两片相互垂直的电偶片，冷面电偶片22包括冷面水平翅片222和冷面垂直翅片223，热面电偶片23包括热面水平翅片232和热面垂直翅片233，电偶片均安装在管道的流体中，电偶片安装在两管道的法兰连接处，电偶片中间为1～3mm厚度的环形金属片，环形金属片的两侧均设置有密封圈，冷面的电偶片两侧的的密封垫为聚四氟乙烯垫片224，热面的垫片为金属石墨缠绕垫234，电偶片与法兰之间密封连接，电偶片的翅片安装在环形金属片的中间，换热媒介从翅片的表面流过，在使用过程中，冷面的媒介可以为R22等制冷剂，且冷媒直接与冷面电偶片接触，中间无冷量损失，其温度可达到-50～-30℃，因此，在冷面，电偶片材质选用镍基金属，其耐低温性能好，且镍基金属的热电偶性能优越，适用于大型工厂的温差发电应用；热面可选择安装在高压蒸汽的管道连接处，其连接方式与冷面一致，大型工厂常用高压蒸汽进行加热，且高压蒸汽易得，但长距离输送会损失热量，且5MPa的高压蒸汽温度可达到270摄氏度，具有很丰富的温差发电资源，可以提高能源利用率，当余热足够时，可带来巨大的经济效益。

在本实施例中，空调系统1还包括压缩机12和膨胀阀14，蒸发器11与压缩机12连接，压缩机12与冷凝器13连接，冷凝器13与膨胀阀14连接，膨胀阀14与蒸发器11连接。

在本实施例中，如图1所示，储电装置3为蓄电池。

实施例三：

在本实施例中，一种空调废热回收发电系统，包括空调系统1，还包括若干温差发电组件2、储电装置3和变压装置4，空调系统1包括有吸热的蒸发器11和散热的冷凝器13，若干温差发电组件2均包括温差发电装置21、第一传导件22和第二传导件23，第一传导件22，第一传导件22与蒸发器11的冷气出口端连接，第二传导件23与冷凝器13的散热口连接，且第一传导件22、第二传导件23分别与温差发电装置21连接，温差发电装置21的出口端与储电装置3连接，储电装置3的出口端与变压装置4连接。

在本实施例中，冷媒介质与热媒介质对质量要求较高时，不宜将温差发电装置2直接置入流体介质内，因此，温差发电装置21为半导体晶板，第一传导件22与第二传导件23可为不若干同材质的抱箍，若干冷面抱箍紧固安装在冷媒管道上，热面抱箍紧固安装在热媒管道上，冷面抱箍作为冷面电偶与半导体晶板连接，热面抱箍作为热面电偶与半导体晶板连接。

在本实施例中，第一传导件22为与冷媒管道材质相同的抱箍，第二传导件23为与热媒管道材质相同的抱箍，传导件与管道材质相同可有效防止抱箍与管道发生电化学腐蚀。

在本实施例中，变压装置4分别连接有直流自用系统5和逆变转换器6。

在本实施例中，逆变转换器6出口端分别连接有并网系统7和交流自用系统8。

在本实施例中，并网系统7包括电网接收装置72和用于检测电网并入电量的双向电表71，双向电表71与逆变转换器6连接。

在本实施例中，交流自用系统8包括第二控制箱81、第二计量表82和交流用电装置83，第二计量表82与逆变转换器6连接，第二计量表82与第二控制箱81连接，第二控制箱81与交流用电装置83连接。

在本实施例中，直流自用系统5包括第一控制箱51、第一计量表52和直流用电器53，第一计量表52与变压装置4连接，第一计量表52与第一控制箱51连接，第一控制箱51与直流用电器53连接。

在本实施例中，空调系统1还包括压缩机12和膨胀阀14，蒸发器11与压缩机12连接，压缩机12与冷凝器13连接，冷凝器13与膨胀阀14连接，膨胀阀14与蒸发器11连接。

在本实施例中，储电装置3为蓄电池。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。

Claims (10)

1.一种空调废热回收发电系统，包括空调系统(1)，其特征在于：还包括若干温差发电组件(2)、储电装置(3)和变压装置(4)，所述空调系统(1)包括有吸热的蒸发器(11)和散热的冷凝器(13)，若干所述温差发电组件(2)均包括温差发电装置(21)、第一传导件(22)和第二传导件(23)，所述第一传导件(22)，所述第一传导件(22)与所述蒸发器(11)的冷气出口端连接，所述第二传导件(23)与所述冷凝器(13)的散热口连接，且所述第一传导件(22)、所述第二传导件(23)分别与所述温差发电装置(21)连接，所述温差发电装置(21)的出口端与所述储电装置(3)连接，所述储电装置(3)的出口端与所述变压装置(4)连接。

2.根据权利要求1所述的一种空调废热回收发电系统，其特征在于：所述变压装置(4)分别连接有直流自用系统(5)和逆变转换器(6)。

3.根据权利要求2所述的一种空调废热回收发电系统，其特征在于：所述逆变转换器(6)出口端分别连接有并网系统(7)和交流自用系统(8)。

4.根据权利要求3所述的一种空调废热回收发电系统，其特征在于：所述并网系统(7)包括电网接收装置(72)和用于检测电网并入电量的双向电表(71)，所述双向电表(71)与所述逆变转换器(6)连接。

5.根据权利要求3所述的一种空调废热回收发电系统，其特征在于：所述交流自用系统(8)包括第二控制箱(81)、第二计量表(82)和交流用电装置(83)，所述第二计量表(82)与所述逆变转换器(6)连接，所述第二计量表(82)与所述第二控制箱(81)连接，所述第二控制箱(81)与所述交流用电装置(83)连接。

6.根据权利要求2所述的一种空调废热回收发电系统，其特征在于：所述直流自用系统(5)包括第一控制箱(51)、第一计量表(52)和直流用电器(53)，所述第一计量表(52)与所述变压装置(4)连接，所述第一计量表(52)与所述第一控制箱(51)连接，所述第一控制箱(51)与所述直流用电器(53)连接。

7.根据权利要求1所述的一种空调废热回收发电系统，其特征在于：所述温差发电装置(21)包括导体板，所述第一传导件(22)与所述第二传导件(23)包括不同材质的电偶块，所述第一传导件(22)中心开设有用于冷媒通过的若干第一板孔(221)，所述第二传导件(23)中心开设有用于热媒通过的若干第二板孔(231)。

8.根据权利要求7所述的一种空调废热回收发电系统，其特征在于：所述第一传导件(22)包括铝材质的电偶块，所述第二传导件(23)包括铜材质的电偶块。

9.根据权利要求1所述的一种空调废热回收发电系统，其特征在于：所述空调系统(1)还包括压缩机(12)和膨胀阀(14)，所述蒸发器(11)与所述压缩机(12)连接，所述压缩机(12)与所述冷凝器(13)连接，所述冷凝器(13)与所述膨胀阀(14)连接，所述膨胀阀(14)与所述蒸发器(11)连接。

10.根据权利要求1所述的一种空调废热回收发电系统，其特征在于：所述储电装置(3)包括有蓄电池。

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