CN200982278Y - 地热能空气温差发电装置 - Google Patents

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CN200982278Y CNU2006200249513U CN200620024951U CN200982278Y CN 200982278 Y CN200982278 Y CN 200982278Y CN U2006200249513 U CNU2006200249513 U CN U2006200249513U CN 200620024951 U CN200620024951 U CN 200620024951U CN 200982278 Y CN200982278 Y CN 200982278Y
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Abstract

本实用新型涉及一种利用地热能空气温差发电装置，其包括设置在吸风烟筒下端的和吸风烟筒相连通的空气加热室以及和空气加热室相连通的进风道，在进风道内设置有气流发电机组，在空气加热室内设置有通过地热水进口和地热水相连通的地热管道散热装置，本实用新型系统在运行过程中，既没有CO2、NOx等有害气体排放，也没有固体废弃物的排出，对当地生态环境不产生负面影响，本实用新型设备简单，建材易得，建设成本低，发电成本低于火力发电和其他清洁能源发电，具备大规模商业开发价值。

Description

地热能空气温差发电装置
技术领域
本实用新型涉及一种利用地热能空气温差发电装置。
技术背景
目前在德国、西班牙、澳大利亚、南非、土耳其等国大都采用利用太阳热能大棚烟筒空气发电技术。其缺点首先是昼夜空气温度差别大，夜间仅依靠土地散热或充水管道散热，发电效率比白天低；其次是阳光加热棚暴露在自然环境下，很容易落满灰尘，影响透光，导致空气升温效率低下；第三光热棚占地面积大，经常清洗不但麻烦，而且增加了发电的成本；第四当天气出现连续阴天、降雨、下雪等光热不足的情况基本上无法正常发电；同时为了获得较大空气发电流速，需要200-1000米高产生温差的吸风烟筒，建设难度大，发电成本增加。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种地热能空气温差发电装置，即可采用本实用新型可直接利用中低温地热水的热量，产生20度以上的温差气流，形成持续、稳定气流进行发电。
本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型包括设置在吸风烟筒下端的和吸风烟筒相连通的空气加热室以及和空气加热室相连通的进风道，在进风道内设置有气流发电机组，在空气加热室内设置有通过地热水进口和地热水相连通的地热管道散热装置。
本实用新型地热水管道散热装置为串联超导热管散热器或并联暖气片式散热器。
本实用新型在空气加热室内的顶端设置有太阳能热空气加热棚。
本实用新型在进风道的一端设置有进气口塔。
本实用新型吸风烟筒为中心呈放射状设置空气加热室以及和空气加热室相连通的进风道。
本实用新型积极效果如下：本实用新型系统在运行过程中，使用以地热为主，太阳辐射热能为辅的动力源，空气为驱动载体，既没有CO2、NOx等有害气体排放，也没有固体废弃物的排出，对当地生态环境不产生负面影响。
本实用新型空气集热系统能同时利用地热和太阳直射辐射和散射辐射，而其余碟、塔、槽式3种太阳能热力发电因采用聚焦型集热器仅能利用太阳直射辐射生产蒸汽来驱动热机发电，这一点对多云天气热带国家至关重要。
本实用新型在集热棚下面安装地热水散热器循环管道，并直接利用棚下面的土地作蓄热器。地热水的热量通过散热器释放出来对棚内空气加热，使系统不分昼夜，能够持续发电，不存在对天气的依赖性，且不需要化石燃料。
本实用新型地热空气温差发电与其它地热、太阳能热发电方式相比，不需要高技术设备和人才，运行与维修简便。这种空气温差涡流发电技术，同样适合沙漠缺水地区；且建造该类电站的主要材料是玻璃和水泥，可就地取材。如建在沙漠中，便可用沙漠里大量的沙、石制造其建厂材料。该方式是解决广大发展中国家由于缺乏电力致使经济长期处于停滞状态问题的好办法。
本实用新型设备简单，建材易得，建设成本低，所需建材主要为水泥及透明面盖材料(如玻璃)以及水暖件，可就地取材，空气涡轮发电机为成熟产品，不存在因使用高新技术造成投资风险和成本过高等问题。在一些欠发达国家，仅依靠其已有的工业基础，在没有外国专家帮助下，就可构建、维护，保证电站正常运行。
我国中低温地热水资源丰富，同时具有居世界第二的丰富太阳能资源，年辐射量的平均值为59GJ/(m2·a)。其中，宁夏北部和南部、甘肃北部和中部、新疆南部和东南部、青海西部和东部、西藏西部和东南部、河北北部、山西北部、内蒙古年日照时数大于3000h，年辐射总量高于6GJ/(m2·a)。这些西部地区人口稀少，荒漠面积大，适合于建造大功率太阳能热辅助地热空气温差发电站。建设200MW规模的电站，发电成本低于现在所有火力发电和其他清洁能源发电，具备大规模商业开发价值。
附图说明
附图1为本实用新型结构示意图
附图2为本实用新型空气加热室采用超导热管散热器示意图
附图3为本实用新型空气加热室采用暖气片式散热器示意图
附图4为本实用新型空气加热室内设置散热管道示意图
在附图中：1吸风烟筒、2空气加热室、3进风道、4气流发电机组、5地热水进口、6地热管道散热装置、7出水口、8串联超导热管散热器、9并联暖气片式散热器、10太阳能热空气加热棚、11进气口塔。
具体实施方式
如附图1所示，本实用新型包括设置在吸风烟筒1下端的和吸风烟筒1相连通的空气加热室2以及和空气加热室2相连通的进风道3，在进风道3内设置有气流发电机组4，在空气加热室2内设置有通过地热水进口5和地热水相连通的地热管道散热装置6，在进风道3的一端设置有进气口塔11，吸风烟筒1为中心呈放射状设置空气加热室2以及和空气加热室2相连通的进风道3。如附图2、3所示，本实用新型所述的地热水管道散热装置为串联超导热管散热器8或并联暖气片式散热器9，在空气加热室2内的顶端设置有太阳能热空气加热棚10。
本实用新型由地热水空气升温系统(低于80度地热水则加太阳热能棚系统)、空气涡旋(人造龙卷风)烟筒和空气涡流发电机组三项组合，组成地热空气温差发电系统。成一体化作功，构成本实用新型以涡旋吸风烟筒1为中心，周边适当距离设立发电进气口塔11的圆形平面布局，或依托地形，设计成其他平面布局，产生稳定、持续的热空气气流，产生稳定的电力供应。
为避免地热水含腐蚀性杂质成分，造成的对空气加热的散热器达不到正常使用寿命，根据各地地热水质成分的不同，可分别采用钢铝串片、铝合金、不锈钢或PVC塑料等管材，采用加热室安装多组集群式散热器的形式对空气进行加热。或采用：“真空相变重力热超导管”散热器的形式，对空气进行加热。
本实用新型的工作原理是利用80度以上的温泉地热水，通过管道，直接安装在气流发电机组4后面的空气加热室2。流经的空气，通过多重安装的地热水管道散热装置6，低于80度的温泉地热水，则采用地热散热系统加太阳能热空气加热棚10辅助空气增温系统，被加热到与外界空气产生20度以上的温差。空气升温后开始向上流动，进入吸风烟筒1，烟筒内装置的涡流发生器(人造龙卷风装置)，产生每秒几十米的向上抽吸气流，带动进风道安装的空气气流发电机组4发电。发电机组在冷气流端工作，自然冷却。这种不受天气影响，直接利用中低温地热水的热量，来加热空气，产生温差，形成持续、稳定气流的发电技术。是本实用新型的技术核心。为实现上述目的，本实用新型一举突破了传统的地热发电技术和太阳热能烟筒发电技术的界限，使地热水通过空气升温系统与空气涡流吸风烟筒(人造龙卷风)技术相结合，实现了地热的空气温差涡流发电。
当地热水出水温度低于80度，白天外界空气温度高，需要采用太阳能热空气加热棚10辅助加热空气增加温差；夜间外界空气温度下降，地热空气升温系统产生的空气温差，可保持空气温差系数不变，发电效率不变。
当地热水出水温度在80度以上，可直接用于空气升温系统产生与外界温差发电，不需要采用太阳能热空气加热棚10辅助空气增温，不受外界气象条件影响。
本实用新型不采用太阳能热空气加热棚10，可避免占用大面积的土地，减少电站建设投资成本，自然就降低了发电成本。
当本实用新型不需要太阳能热空气加热棚10，自然就不存在因天气变化导致的太阳光热生温不足，所产生的无法发电的情况出现。
使用本实用新型，采用80度以上地热水，经过空气升温系统，所产生的热空气与外界空气温差，足以保障空气温差涡流发电机组满功率发电，再配合应用空气涡流技术(人造龙卷风)，可将产生大气压力差的吸风烟筒，高度控制在200米以内，减少了建设成本，同时降低了发电成本。

Claims (5)

1、一种地热能空气温差发电装置，其特征在于其包括设置在吸风烟筒(1)下端的和吸风烟筒(1)相连通的空气加热室(2)以及和空气加热室(2)相连通的进风道(3)，在进风道(3)内设置有气流发电机组(4)，在空气加热室(2)内设置有通过地热水进口(5)和地热水相连通的地热管道散热装置(6)。
2、根据权利要求1所述的地热能空气温差发电装置，其特征在于所述的地热水管道散热装置为串联超导热管散热器(8)或并联暖气片式散热器(9)。
3、根据权利要求1或2所述的地热能空气温差发电装置，其特征在于在空气加热室(2)内的顶端设置有太阳能热空气加热棚(10)。
4、根据权利要求1或2所述的地热能空气温差发电装置，其特征在于在进风道(3)的一端设置有进气口塔(11)。
5、根据权利要求1或2所述的地热能空气温差发电装置，其特征在于吸风烟筒(1)为中心呈放射状设置空气加热室(2)以及和空气加热室(2)相连通的进风道(3)。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010078723A1 (zh) * 2009-01-08 2010-07-15 Peng Michael 气流发电系统及方法
CN101915217A (zh) * 2010-08-07 2010-12-15 葛洲坝集团电力有限责任公司 太阳能与地热能协同发电系统
CN102900485A (zh) * 2011-07-24 2013-01-30 马建平 热能温差动力机

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