CN207048826U - 一种空气能发电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种空气能发电装置，包括热泵循环系统，热泵循环系统包括依次连接的蒸发器、冷凝器、压缩机、工质泵和系统内相连接的管道；还包括太阳能供电系统和膨胀发电机组，所述太阳能供电系统包括光伏太阳能板和并网逆变器，所述光伏太阳能板通过线缆连接并网逆变器，所述并网逆变器电连接主控板，所述主控板连接蓄电池和压缩机；所述膨胀发电机组设置在蒸发器和工质泵之间的管道上并依次连通，所述蒸发器的外壁上设有套设在蒸发器上的干燥网。充分利用太阳能、空气能和低温发电技术，将光能和空气能有机结合，将太阳能发电供给压缩机动力，避免外接电源，采用在蒸发器外部套设干燥网，吸取空气中的水分，以此避免结霜。

Description

一种空气能发电装置

技术领域

本实用新型属于新能源发电技术领域，具体涉及以一种空气能发电装置。

背景技术

随着经济的发展，资源环境问题日益突出。近年来“节能减排”、“大气污染治理”工作已经成为国家政府的工作重点，低碳环保将是城镇发展的必须坚持的原则，在发展经济的同时大力发展清洁能源和可再生能源、调整能源结构将是我国今后相当长一段时间内的主要任务。

空气能热泵就是利用空气中的能量来产生热能，其超高的能效比受到人们的青睐，空气能热泵技术现今已在我国得到广泛应用，目前正向更大型化、更高的能效比和更低的环境使用温度等方向上发展。

空气能热泵技术是目前比较先进的新能源技术，其原理是利用电能带动气体压缩机工作，来驱动冷媒进行逆卡诺循环，逆卡诺循环低温时做功吸热，高温时做负功放热，将功转换为热，包括4个步骤：绝热膨胀，在这个过程中系统对环境作功，降温； 等温膨胀，在这个过程中系统从低温环境中吸收热量，同时对环境做与该热量等量的功； 绝热压缩，在这个过程中系统对环境作负功，升温； 等温压缩，系统恢复原来状态，在这个过程中系统向高温环境中放出热量，同时环境向系统做与该热量等量的功，即负功。

空气能热泵技术的代表如空气能热水器，包括热泵循环系统，所述热泵循环系统包括通过管道依次连接的蒸发器、冷凝器、压缩机和工质泵，工质泵连通蒸发器，通过蒸发器将空气中大量的低品位热能（空气中的热量）通过压缩机和冷媒，转变为高品位的热能（很容易利用的热量，例如：热水、燃料燃烧发出的热量等），其能效比至少达到1:4以上，目前，公知的空气能热水器采用热泵系统富集空气、 水中的低温，再用于供给热水器。空气能热水器初始状态时需要与市电连接启动，且该空气能热水器中的蒸发器易结霜，需要耗费大量的能量来除霜，同时也只能利用其来生产热水，不能解决当前能源日益缺乏的问题，也不能够达到资源利用的最大化。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种空气能发电装置，以解决现有技术的空气能热泵技术的蒸发器易结霜，且需要市电提供动力，同时功能较为单一的问题。

本方案中的一种空气能发电装置，包括热泵循环系统，所述热泵循环系统包括通过管道依次连接的蒸发器、冷凝器、压缩机和工质泵，所述工质泵连通蒸发器；发电装置还包括太阳能供电系统和膨胀发电机组，所述太阳能供电系统包括光伏太阳能板和并网逆变器，所述光伏太阳能板通过线缆连接并网逆变器，所述并网逆变器电连接有主控板，所述主控板连接有蓄电池，所述主控板还连接在压缩机上；所述膨胀发电机组设置在蒸发器和工质泵之间的管道上，所述蒸发器的外壁套设有干燥网。

本实用新型的工作原理：一种空气能发电装置，包括热泵循环系统、太阳能供电系统和膨胀发电机组，工质泵内流通氮气或其它混合冷媒工质，光伏太阳能板吸收太阳能，将其转换成电能，通过并网逆变器转变压力后送主控板和市电网，主控板连接蓄电池和压缩机，蓄电池的电能用以给压缩机供能，使压缩机做工，驱动冷媒工质进行逆卡诺循环，蒸发器将空气中大量的低品位热能（空气中的热量）通过压缩机和冷媒介质转变为高品位的热能，成为高压气态工质，然后高压气态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工质，低温低压工质作冷源通过冷凝器进一步吸收空气中的热能后流向压缩机，膨胀发电机组出口压力由压缩机的入口压力决定；经过压缩机压缩的高温高压工质作热源流向冷凝器放热冷凝，膨胀发电机组利用温差做功发电。而冷凝工质再经工质泵压入蒸发器，吸收低温环境流体—空气中的热能加热液态工质成为高压气态工质，然后高压气态工质又进入膨胀发电机组膨胀做功发电，这样形成了封闭循环系统。在蒸发器放热过程中，蒸发器的外壁温度降低，降低到零摄氏度以下，外界空气中的水蒸汽遇冷凝结成霜，粘附在蒸发器外壳上，通过设置套设在蒸发器上的干燥网，利用干燥剂等介质吸收蒸发器外部空气中的水蒸汽，使水蒸汽无法凝结粘附结霜，以此达到无霜的目的，避免还需要花费其他电能用于除霜，以此达到提高能效比的目的。

本实用新型的有益效果是：充分利用太阳能、空气能热泵技术和低温发电技术这3项技术，将光能和空气能有机结合，很好地解决了现有空气能热泵技术及类似技术产品中只是简单的作为热源使用，产品用途单一，适用范围较窄的问题，极大地拓宽了空气能热泵技术和的应用领域，为实现节能减排提供了一条有效的途径；同时将太阳能发电供给压缩机动力，避免外接电源，采用在蒸发器外部套设干燥网，吸取空气中的水分，以此避免结霜。

进一步，所述膨胀发电机组包括双螺杆膨胀动力机和发电机，所述双螺杆膨胀动力机连接发电机，所述双螺杆膨胀动力机还连接蒸发器，所述发电机连接工质泵。螺杆膨胀动力机既适用于过热蒸汽，也适用于饱和蒸汽，还适用于汽液两相以及含污热液热水，适用于工质种类多，用途广泛，结构简单、紧凑，可自动调节转速以适应按被驱动的工作机械转速变化，实现变频调节效能，适用于汽液两相流体，液相的存在及闪蒸效益不仅使机组运转平稳安全，还可以减少机内泄漏损失，提高效率。

进一步，所述干燥网内设置有硅胶干燥层。硅胶是一种高微孔结构的含水二氧化硅，无毒无味无臭，化学性质稳定，具有强烈的吸湿性能，用于去除空气中的水分。

进一步，所述管道的外部均包裹有隔热层。隔热层的目的是隔绝能量的散失，进而提高能效比。

进一步，所述发电机与工质泵之间的管道上连接有预热器，所述预热器电连接主控板。必要时，在进入冷凝器之前，加热工质使之达到所需的能量。

附图说明

图1为本实用新型一种空气能发电装置的流程框图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：光伏太阳能板1、并网逆变器2、蓄电池3、主控板4、硅胶干燥层5、蒸发器6、冷凝器7、压缩机8、工质泵9、预热器10、发电机11、双螺杆膨胀动力机12、太阳能供电系统S1、热泵循环系统S2、膨胀发电机组S3。

如附图1所示：一种空气能发电装置，包括热泵循环系统S2、太阳能供电系统S1和膨胀发电机组S3，太阳能供电系统S1包括光伏太阳能板1和并网逆变器2，并网逆变器2电连接主控板4，主控板4可选用型号为MST6M182，主控板4连接蓄电池3，主控板4还电连接压缩机8；热泵循环系统S2包括通过管道依次连接的蒸发器6、冷凝器7、压缩机8和工质泵9，工质泵9连通蒸发器6，蒸发器6的外壁上套设有硅胶干燥层5，膨胀发电机组S3包括双螺杆膨胀动力机12和发电机11，主控板4电连接压缩机8，压缩机8通过管道连通冷凝器7，冷凝器7通过管道连通蒸发器6，蒸发器6的出口连通双螺杆膨胀动力机12，双螺杆膨胀动力机12连通发电机11，发电机11连通预热器10，预热器10通过工质泵9将工质引入压缩机8中，形成闭路循环，由发电机11输出电力。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (5)

1.一种空气能发电装置，包括热泵循环系统，所述热泵循环系统包括通过管道依次连接的蒸发器、冷凝器、压缩机和工质泵，所述工质泵连通蒸发器；其特征在于：发电装置还包括太阳能供电系统和膨胀发电机组，所述太阳能供电系统包括光伏太阳能板和并网逆变器，所述光伏太阳能板通过线缆连接并网逆变器，所述并网逆变器电连接有主控板，所述主控板连接有蓄电池，所述主控板还连接在压缩机上；所述膨胀发电机组设置在蒸发器和工质泵之间的管道上，所述蒸发器的外壁套设有干燥网。

2.根据权利要求1所述的空气能发电装置，其特征在于：所述膨胀发电机组包括双螺杆膨胀动力机和发电机，所述双螺杆膨胀动力机连接发电机，所述双螺杆膨胀动力机还连接蒸发器，所述发电机连接工质泵。

3.根据权利要求2所述的空气能发电装置，其特征在于：所述干燥网内设置有硅胶干燥层。

4.根据权利要求3所述的空气能发电装置，其特征在于：所述管道的外部均包裹有隔热层。

5.根据权利要求4所述的空气能发电装置，其特征在于：所述发电机与工质泵之间的管道上连接有预热器，所述预热器电连接主控板。