CN1786466A - 利用热泵和双流体循环发电设备的能量源技术方案 - Google Patents

Abstract

本发明是一种从自然界中吸取热能并加以转换成机械能和电能的能量源，该技术方案主要由热泵、双流体循环发电设备、能量供给和输出系统构成。利用热泵从自然界中吸取热能，利用双流体循环发电设备将所吸取的热能转换成机械能或电能，所产生的机械能或电能一部分用于维持能量源自身需要，多余部分用于能量输出。可以永远地解决人类能源短缺的问题。

Description

利用热泵和双流体循环发电设备的能量源技术方案

所属技术领域

本发明专利涉及一种利用热泵和双流体循环发电设备从空气和水中吸取能量的能量源，它能够持续不断的对外提供电力或动力。

背景技术

目前，随着科技的进步，人们已经制造出了压缩机，利用制冷剂(或制热剂)，使热量的传递按照人的意志从低温物体向高温物体进行传递，例如空调，冰箱，热泵热水器等。它们已走入了人们的日常生活，其中热泵已经广泛运用于人们的日常生活。

现在已有的发电装置有两类：汽轮机发电和双流体循环发电设备。汽轮发电机利用高温的水(必须在180～200℃以上)推动汽轮机发电；双流体循环发电设备可以利用温度不是很高的热源(在100℃或更低温情况下)下工作，其热媒通常是有机化合物，如异丁烷或异戊烷组成，而且这两项技术都已比较成熟。

以前，由于认识上的局限，人们普遍认为不断进行能量输出的机器是不可能被制造出来的，所以在新的科技成果发明之后，也没有人进行深入的研究，对前人的结论进行创新和发展，从而制约了科技的发展和进步。

发明内容

为了使能量源对外提供能量，主要解决的技术问题有3项，一是热能提取系统，利用热泵从空气或海水中提取热能；二是热能转换系统，利用双流体循环发电设备使这些热能转化为动能和电能；三是能量供给和输出系统，其中一部分能量用于维持能量源继续运转，剩余的能量即可以输出，作为能量源对外源源不断能量输出。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一、热能提取系统的技术方案。热泵系统由压缩机——换热器——节流器——吸热器——压缩机等装置构成了一个循环系统。各装置由封闭管道相连，制热剂(也可称制冷剂)在压缩机的作用下在系统内循环流动。它在压缩机内完成气态的升压升温过程(温度高达100℃以上)，它进入换热器后释放出高温热量为热媒加热，同时自己被冷却并转化为液态，当它运行到吸热器后，液态迅速吸热蒸发再次转化为气态，同时温度下降至零下20℃-30℃，这时吸热器周边的空气(海水)就会源源不断地将低温热量传递给制热剂。制热剂不断地循环就实现了空气(海水)中的低温热量转变为高温热量并加热热媒的过程。

二、热能转换系统的技术方案。双流体循环发电设备系统由换热器——涡轮发动机——发电机等装置构成。其中换热器和涡轮发动机由封闭管道相连，热媒在系统内循环流动。热媒在换热器内被加热气化(温度在60℃-100℃以上)，用气化后的蒸汽驱动涡轮发动机，进而带动发电机。在离开涡轮后热媒冷凝为液体，流回换热器再次被气化。涡轮发动机和发电机发出机械能和电能。

三、能量供给和输出系统。系统由电源控制器——启动电源——发电机——线路组成。其中启动电源部分负责能量源启动时系统用电的供给(启动电源可以是市电、油机或蓄电池)，发电机是能量源的发电部分，电源控制器用于控制能量源系统本身能量供给在启动电源和涡轮发动机或发电机之间进行切换，在启动能量源时，使用启动电源供电，在能量源进入正常工作状态时，使用涡轮发动机或发电机输出能量，其中一部分用于维持能量源运行，剩余部分即可输出，线路则连接各个组成部分。

本发明的有益效果是，通过热能提取系统和热能转换系统，将空气和海水中的热能转化为人类可以利用的能量，永远地解决人类能源短缺的问题。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的工作原理图。

图1中1.吸热器，2.压缩机，3.换热器，4.节流器，5.风机，6.封闭管道，7.制热剂，8.涡轮机，9.发电机，10.封闭管道，11.热媒，12.启动电源，13.电源控制器，14.电路线，15.电力输出。

图2是本发明的改进型，为了减少能量转换中间环节，涡轮机直接通过机械传动杆带动压缩机、风机运转和机械能输出，在适当的环境可以提高工作效率。

图2中1.吸热器，2.压缩机，3.换热器，4.节流器，5.风机，6.封闭管道，7.制热剂，8.涡轮机，9.发电机，10.封闭管道，11.热媒，12.启动电源，13.电源控制器，14.电路线，15.电力输出，16.机械传动杆，17，机械能输出。

具体实施方式

在图1中，吸热器(1)、压缩机(2)、换热器(3)、节流器(4)通过封闭管道(6)相连成一个封闭系统，制热剂(7)在压缩机(2)的作用下在系统内循环流动。它在压缩机内完成气态的升压升温过程(温度高达100℃以上)，它进入换热器(3)后释放出高温热量为热媒(11)加热，同时自己被冷却并转化为液态，当它运行到吸热器(1)后，液态迅速吸热蒸发再次转化为气态，同时温度下降至零下20℃-30℃，由风机(5)吹风加速换热速度，这时吸热器(1)周边的空气(海水)就会源源不断地将低温热量传递给制热剂(7)。制热剂(7)不断地循环就实现了空气(海水)中的低温热量转变为高温热量并加热热媒(11)的过程。同时，换热器(3)、涡轮发动机(8)通过封闭管道(10)相连成一个封闭系统，热媒(11)在系统内循环流动。热媒(11)在换热器(3)内被加热气化(温度在60℃-100℃以上)，用气化后的蒸汽驱动涡轮发动机(8)，进而带动发电机(9)。在离开涡轮后热媒(11)冷凝为液体，流回换热器(3)再次被气化。涡轮发动机(8)和发电机(9)发出机械能和电能。电力系统中启动电源(12)和发电机(9)分别与电源控制器(13)通过线路(14)相连，电源控制器(13)控制电力的输入输出，启动时由启动电源(12)供电，能量源正常工作后，由发电机(9)供电，电能输出给压缩机(2)、风机(5)正常运转，若启动电源(12)是蓄电池，也要由输出电能充电，剩余的电能输出(15)。

在图2中，吸热器(1)、压缩机(2)、换热器(3)、节流器(4)通过封闭管道(6)相连成一个封闭系统，制热剂(7)在压缩机(2)的作用下在系统内循环流动。它在压缩机内完成气态的升压升温过程(温度高达100℃以上)，它进入换热器(3)后释放出高温热量为热媒(11)加热，同时自己被冷却并转化为液态，当它运行到吸热器(1)后，液态迅速吸热蒸发再次转化为气态，同时温度下降至零下20℃-30℃，由风机(5)吹风加速换热速度，这时吸热器(1)周边的空气(海水)就会源源不断地将低温热量传递给制热剂(7)。制热剂(7)不断地循环就实现了空气(海水)中的低温热量转变为高温热量并加热热媒(11)的过程。同时，换热器(3)、涡轮发动机(8)通过封闭管道(10)相连成一个封闭系统，热媒(11)在系统内循环流动。热媒(11)在换热器(3)内被加热气化(温度在60℃-100℃以上)，用气化后的蒸汽驱动涡轮发动机(8)，在离开涡轮后热媒(11)冷凝为液体，流回换热器(3)再次被气化。涡轮发动机(8)发出机械能进而通过机械传动杆(16)带动压缩机(2)、风机(5)、发电机(9)。一部分能量维持系统运转，多余能量以机械能(17)或电能(15)形式输出，电力系统中启动电源(12)和发电机(9)分别与电源控制器(13)通过线路(14)相连，电源控制器(13)控制电力的输入输出，启动时由启动电源(12)供电，启动后为启动电源(12)蓄电池充电。

Claims (7)

1、本能量源技术方案利用热泵从自然界(空气、海洋或河流湖泊等)中吸取热能，利用双流体循环发电设备将所吸取的热能转换成机械能或电能，所产生的机械能或电能一部分用于维持能量源自身需要，多余部分用于能量输出。

2、热泵用于吸取自然界的热量，并对热媒进行加热升温。热泵主要由压缩机、换热器、节流器、吸热器、风机、封闭管道和制热剂(如氟里昂或其替代品)组成。

3、双流体循环发电设备用于将被热泵加热的热媒(如异丁烷或异戊烷等低沸点有机物)中所含的热能通过涡轮机进行能量转换，产生机械能和电能，双流体循环发电设备主要由换热器、涡轮发动机、发电机、封闭管道和热媒等装置构成。

4、使用双流体循环发电设备所产生的电能用于维持能量源正常工作，多余部分进行能量输出。

5、为了减少能量转换中间环节，提高工作效率，涡轮机可以直接通过机械传动杆带动能量源运转(压缩机、风机等)，

6、当启动电源使用蓄电池时，能量源电力输出部分需给蓄电池充电，以备下次启动之用。

7、电源控制器用于不同工作状态下电能输入输出切换，当能量源启动时，由启动电源供给启动能量，当能量源进入正常工作状态后，切换到由涡轮机和发电机给能量源供给能量。

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