JP2009022123A - Power generation method using heat collection by heat pump - Google Patents
Power generation method using heat collection by heat pump Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009022123A JP2009022123A JP2007183845A JP2007183845A JP2009022123A JP 2009022123 A JP2009022123 A JP 2009022123A JP 2007183845 A JP2007183845 A JP 2007183845A JP 2007183845 A JP2007183845 A JP 2007183845A JP 2009022123 A JP2009022123 A JP 2009022123A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- power generation
- temperature
- energy
- heat pump
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、自然界に存在する熱エネルギーを運動エネルギーに変換し、そして電気エネルギーに変換する発電方法に関する。 The present invention relates to a power generation method that converts thermal energy existing in nature into kinetic energy and then converts it into electrical energy.
従来の発電装置は、化石燃料等の燃料を燃焼させ、燃焼時に発生する熱エネルギーで水を蒸発し高い圧力を発生させ、その圧力を利用し発電機を回転させ、又は内燃機関に接続して発電機を回転させて、電気エネルギーを得る発電方法であった。熱エネルギーを電気エネルギーに変換する特許文献として以下のものがある。
これには、次のような欠点があった。常に化石燃料等の燃料を燃焼させ続けなければならないし、高温・高圧力で扱い難かった。また、OTECと呼ばれる海洋温度差発電があるが、温度差が少ない為、効率が大変悪い。 This has the following drawbacks. It was always difficult to handle fossil fuels and other fuels at high temperatures and high pressures. Moreover, although there is an ocean temperature difference power generation called OTEC, since the temperature difference is small, the efficiency is very bad.
上記欠点を解決するために、本発明は、熱エネルギーを運動エネルギーに積極的に変換することを考案し、どこにでも存在する熱エネルギーをヒートポンプを利用して集熱し、高温部と低温部を作り、密閉した容器内の一端を高温部用8とし液体に熱を加えることにより気体に変え、もう一端を低温部用9としその気体の熱を奪うことで液体に戻し低温部9容器内の圧力を下げ高温部8容器内の液体を蒸発しやすくする。ヒートポンプで集熱することで高温部と低温部ができ、その間に気体の流れや圧力差が出来るようにした。よって熱エネルギーをまず運動エネルギーに変換し、その運動エネルギーを電気エネルギーに変換することとし、その気体の流れや圧力差を利用して連続的に発電することができる構成とした。
In order to solve the above drawbacks, the present invention devised to actively convert heat energy into kinetic energy, and collects the heat energy existing everywhere using a heat pump to create a high temperature part and a low temperature part. One end of the sealed container is changed to gas by applying heat to the liquid at the
従来の発電設備は、大規模な建造物で発電していたが、本発電方法は装置を小型にすることができ、車に搭載すれば無燃料電気自動車、走行しないときは売電も可能になる。
熱エネルギーから電気エネルギーに変換されなかった熱エネルギーは、従来の方法では外部に捨てていたけれども、本案の方法は低温部9にて回収し集熱し再利用することができ無駄なく最後まで電気エネルギーに変換できる。
低温部9容器にて蒸気が凝結し容器内の圧力が下がるため、高温部8容器内の液体は1気圧時の温度よりも低い温度で蒸発する為、蒸発しやすく、高圧にならず取り扱い易い。
マイナス273℃以上の温度があるならば、液体を適宜変更することにより理論上どんな熱源でも使用可能であり、離島や山奥などあらゆる場所で使用でき、送電線設備不要で利用できる。
Conventional power generation facilities generate electricity in large-scale buildings, but this power generation method can reduce the size of the device, and if it is installed in a car, it can be used as a fuel-free electric vehicle, and when it does not run, it can also sell power Become.
Although the heat energy that was not converted from heat energy to electric energy was thrown away to the outside in the conventional method, the method of the present plan can be recovered in the
Since the vapor condenses in the
If there is a temperature of minus 273 ° C. or higher, theoretically any heat source can be used by appropriately changing the liquid, and it can be used in any place such as a remote island or in the mountains, and can be used without the need for transmission line facilities.
ヒートポンプの圧縮機2により凝縮し集められた高熱源を利用して液体を蒸発させる為の熱交換器3を備えた高温部8容器とヒートポンプの膨張弁12を通過し気化した低温ガスで蒸発した気体を液体に戻す為の冷却器(コンデンサー)4を備えた低温部9容器を備 え、高温部容器と低温部容器の間に発電装置を設け一つの閉鎖された容器とし、真空ポンプにて容器内の空気を取り出し真空にし、容器内の高温部8になる一端に液体1として水を入れ、ヒートポンプの圧縮機2の熱交換器3で水を蒸発させる。もう一方の低温部9になる端は、ヒートポンプの冷却器(コンデンサー)4により蒸発した水を液体に戻す。高熱源を利用して容器内の液体を蒸発させた気体のある容器内の高温部8の一端と冷却器(コンデンサー)低温部9の一端の間には、蒸発した気体の流れと圧力差が発生する。高温部8の一端と低温部9の一端の間に発電装置を設置し、蒸発した気体の流れと圧力差によって発電機5を回転させ発電する。冷却器(コンデンサー)4によって液体に戻った水は返送ポンプ6にて高温部8容器に送る。ヒートポンプの低温ガスは電気エネルギーに変換された熱エネルギー分だけ低温になっており、不足した熱エネルギーは加熱用熱交換器7を通して補充されヒートポンプの圧縮機へと向かい圧縮集熱される。圧縮集熱された熱エネルギーは、再度水を蒸発させることに利用され運動エネルギーになり、それから電気エネルギーに変換され、水を介しての熱エネルギーが運動エネルギーになりそして電気エネルギーとなり一つの連続したサイクルが構成される。
Evaporated with the vaporized low-temperature gas that passed through the high-
ヒートポンプの集熱効率を表す単位としてCOPがあるが、現在4から6となっている。水蒸気の流れを風と見た場合、風力発電の発電効率は現在30%と言われている。COPを4として考えた場合、1kWのヒートポンプで4KWの熱を集熱することができ、4KWの熱から30%を電気エネルギーに変換されると計算すると、1KW×4×0.3=1.2KWの発電ができ、1.2KW−1kW=0.2KWになります。よって1kwの電気エネルギーで1.2kwの電気エネルギーを作ることができ0.2KWの電気エネルギーが余り、この装置から0.2kwの電気を外部に提供することができる。電気エネルギーに変換されなかった熱エネルギーは、冷却器(コンデンサー)4により回収再利用され、さらにヒートポンプの圧縮機2等から放熱される熱エネルギーも加熱用熱交換器7によって無駄なく回収されるため、本発電方法はエネルギーロスが無いと考えられる。燃料を使用して発電するには、加熱用熱交換器7に燃料から発生する熱エネルギーを供給すれば可能です。燃料使用の場合の発電効率は、電気エネルギーに変換されなかった熱エネルギーを冷却器(コンデンサー)4で回収する為100%に近くなる。
Although there is COP as a unit representing the heat collection efficiency of the heat pump, it is currently 4 to 6. When the flow of water vapor is regarded as wind, the power generation efficiency of wind power generation is currently said to be 30%. Assuming that COP is 4, it is possible to collect 4 kW of heat with a 1 kW heat pump, and it is calculated that 30% is converted from 4 kW of heat into electric energy. 1 kW × 4 × 0.3 = 1. 2KW can be generated, and 1.2KW-1kW = 0.2KW. Therefore, 1.2 kW of electrical energy can be produced with 1 kW of electrical energy, and 0.2 kW of electrical energy is surplus, and 0.2 kW of electricity can be provided to the outside from this device. The heat energy that has not been converted into electric energy is recovered and reused by the cooler (condenser) 4, and the heat energy radiated from the
上記本発明の特徴によれば、本体内の密閉された容器内の高温部8にヒートポンプの圧縮機2により凝縮し集められた高熱源を利用して容器内の液体を蒸発させる熱交換器3を設置し、もう一方の低温部9に蒸発した気体を液体に戻すヒートポンプの膨張弁を通過し気化した低温ガスでの冷却器4を設置し、高熱源を利用して容器内の液体を蒸発させた気体と冷却器4の間に発電装置を設置し、容器内を真空状態にし、容器内高温部8に液体を挿入する。そしてヒートポンプの熱交換器3を通して液体に熱エネルギーを加えると気化する。蒸発した気体は冷却されると凝結する為、発電装置を境に圧力差が生じファン13を介して発電機5を回転させることができる。冷却器(コンデンサー)4によって液体に戻った水は液体返送ポンプ6により、熱交換器3側に送られ再度蒸発する。発電に変換された熱エネルギーの損失分は、ヒートポンプの膨張弁を通過した低温ガスに加熱用熱交換器7を通して熱エネルギーを吸熱させ補充すればよい。熱交換器3が異常に温度が上がることを防止するために加熱用熱交換器7を制御するコントロールユニット10を設置し、冷却器4の温度が異常に下がることを防止するためにヒートポンプの圧縮機2を制御するコントロールユニット11を設置する。
According to the above feature of the present invention, the
従来の様に高温を作る為の燃料を使用する必要が無く、周りにある熱エネルギーを電気エネルギーに変換する為、公害が発生しない。発生した電気エネルギーは、最終的に熱エネルギーになり熱の収支に変化がない為、何度でも繰り返し熱エネルギーを電気エネルギーとして利用する事が可能である。 There is no need to use fuel for creating high temperatures as in the past, and the surrounding heat energy is converted into electrical energy, so no pollution occurs. Since the generated electrical energy finally becomes thermal energy and there is no change in the heat balance, it is possible to repeatedly use the thermal energy as electrical energy.
図1は本発明の実施例を示すヒートポンプの集熱を利用した発電装置の要部の構成図であり、大きく分けてヒートポンプ部と蒸発部と発電装置部になる。 FIG. 1 is a configuration diagram of a main part of a power generation device using heat collection of a heat pump according to an embodiment of the present invention, and is roughly divided into a heat pump unit, an evaporation unit, and a power generation device unit.
蒸発していた水蒸気は冷却器4により冷やされ凝結し水に戻り、密閉容器内は気圧が低くなり、高温部8にある水は、熱交換器3が100℃以下でも蒸発する。気化した水蒸気は、圧力の低い冷却器4のある低温部9に向かって進む。これが、熱エネルギーが運動エネルギーに変化したところである。発電装置に付いているファンやタービン13に水蒸気が当り発電機5を回転させ発電する。
The evaporated water vapor is cooled by the
1液体
2ヒートポンプ圧縮機
3熱交換器
4冷却器(コンデンサー)
5発電機
6液体返送ポンプ
7加熱用熱交換器
8高温部
9低温部
10集熱コントロールユニット
11冷却コントロールユニット
12膨張弁
13ファン・タービン
1 liquid 2
5
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007183845A JP2009022123A (en) | 2007-07-13 | 2007-07-13 | Power generation method using heat collection by heat pump |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007183845A JP2009022123A (en) | 2007-07-13 | 2007-07-13 | Power generation method using heat collection by heat pump |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009022123A true JP2009022123A (en) | 2009-01-29 |
Family
ID=40361254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007183845A Pending JP2009022123A (en) | 2007-07-13 | 2007-07-13 | Power generation method using heat collection by heat pump |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009022123A (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014098508A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | Shin Gil Hyun | System powered by combination of heat engine and heat pump |
CN104296373A (en) * | 2014-10-15 | 2015-01-21 | 中山昊天节能科技有限公司 | Air energy water heating system |
CN104296223A (en) * | 2014-10-15 | 2015-01-21 | 中山昊天节能科技有限公司 | Air energy central heating device |
CN104373159A (en) * | 2014-10-15 | 2015-02-25 | 中山昊天节能科技有限公司 | Small air energy generator |
CN104390349A (en) * | 2014-10-15 | 2015-03-04 | 中山昊天节能科技有限公司 | Decontamination-type air energy water heater |
CN104405462A (en) * | 2014-10-15 | 2015-03-11 | 中山昊天节能科技有限公司 | Energy conversion system for converting air energy into electric energy |
-
2007
- 2007-07-13 JP JP2007183845A patent/JP2009022123A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014098508A1 (en) * | 2012-12-19 | 2014-06-26 | Shin Gil Hyun | System powered by combination of heat engine and heat pump |
CN104296373A (en) * | 2014-10-15 | 2015-01-21 | 中山昊天节能科技有限公司 | Air energy water heating system |
CN104296223A (en) * | 2014-10-15 | 2015-01-21 | 中山昊天节能科技有限公司 | Air energy central heating device |
CN104373159A (en) * | 2014-10-15 | 2015-02-25 | 中山昊天节能科技有限公司 | Small air energy generator |
CN104390349A (en) * | 2014-10-15 | 2015-03-04 | 中山昊天节能科技有限公司 | Decontamination-type air energy water heater |
CN104405462A (en) * | 2014-10-15 | 2015-03-11 | 中山昊天节能科技有限公司 | Energy conversion system for converting air energy into electric energy |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10774733B2 (en) | Bottoming cycle power system | |
EP2499342B1 (en) | System and method for secondary energy production in a compressed air energy storage system | |
US20120001436A1 (en) | Power generator using a wind turbine, a hydrodynamic retarder and an organic rankine cycle drive | |
CN101842557B (en) | Method and device for converting thermal energy of a low temperature heat source into mechanical energy | |
UA61957C2 (en) | Method for obtaining energy from the exhaust gas of gas turbine, method and system of regeneration of energy of the exhaust gas heat | |
JP7251225B2 (en) | power generation system | |
US20090313995A1 (en) | Power generation system | |
JP2009022123A (en) | Power generation method using heat collection by heat pump | |
KR20130091806A (en) | Cogeneration system using heat pump | |
JP2015096703A (en) | Heat recovery power generation system | |
KR20140085001A (en) | Energy saving system for using waste heat of ship | |
KR101247772B1 (en) | generator of ship using the organic rankine cycle | |
JP2014122576A (en) | Solar heat utilization system | |
JP5527513B2 (en) | Fluid machine drive system | |
JP5312644B1 (en) | Air conditioning power generation system | |
KR101528935B1 (en) | The generating system using the waste heat of condenser | |
KR20150109102A (en) | Organic Rankine Cycle electricity generation system | |
JP2014190285A (en) | Binary power generation device operation method | |
JP2002122006A (en) | Power generation equipment utilizing low-temperature exhaust heat | |
KR20190052794A (en) | Generation system of organic rankine cycle integrated wind turbine cooling system | |
KR101488656B1 (en) | Power generation system for waste heat recovery | |
KR20130119162A (en) | Direct organic rankine cycle power generation system using solar power | |
RU2812381C1 (en) | Operating method of steam gas plant | |
RU2812135C1 (en) | Method of operation of thermal power steam plant | |
KR20150033567A (en) | elctronic power generator using heat pump and driving method thereof |