[發明專利]新型空氣能制冷發電裝置

無效

• 申請號: 201110337362.6
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102383882A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 羅良宜
• 申請（專利權）人: 羅良宜
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F25B30/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種新能源發電裝置，尤其是一種新型空氣能制冷發電裝置。

背景技術

地球上的能源絕大部分都來源于太陽，不管風能、水能、生物能還是化石能源--煤炭、石油、天然氣、可燃冰。在能源日益緊張的今天，新的可再生綠色潔凈電能利用技術日益受到重視。現在，新能源中，水力、風力等太陽能動力發電技術以及太陽光發電的直接利用技術—光電池、鏡面聚熱發電技術已相當成熟；水力發電開發潛力已不大；而風力、太陽光太過分散，使得風力、太陽光發電的直接利用占地面積龐大、一次性投資極高。地球大氣每天都在重復吸收并發散太陽輻射的能量，而吸收太陽光熱能的環境流體—空氣中、水中的太陽熱能每天更新，幾乎取之不盡用之不竭。因而人們都在加緊研究新的間接利用太陽能熱能的環境流體—空氣中、水中的熱力發電技術。其中低溫太陽能熱力發電技術是最有潛力前途的高新技術。目前，公知的熱泵式低溫熱能發電裝置采用熱泵系統富集空氣中、水中的低溫太陽熱能再采用朗肯循環系統發電。其中熱泵系統主要包括壓縮機、冷凝器、節流閥、蒸發器；朗肯膨脹發電循環主要包括冷凝器、循環泵、蒸發器、膨脹發電機組。它的特征是空氣的熱能全部從熱泵的低溫端進入系統，通過熱泵高溫端傳送給朗肯膨脹發電循環，這樣熱泵需傳送朗肯膨脹發電循環吸熱端全部的熱量，熱泵的功耗大。該熱泵式低溫太陽能熱力發電技術中熱泵所耗損的能量等于朗肯膨脹發電循環的膨脹功。它熱效率低、無凈功輸出、無實用價值。

發明內容

為了克服現有的熱泵式低溫熱能發電裝置熱效率低、無凈功輸出、無實用價值的不足,?本發明提供一種新型空氣能制冷發電裝置，該新型空氣能發電裝置也包含一個朗肯膨脹發電循環和一個逆卡諾制冷循環（就是熱泵），它的核心關鍵特征之一是常溫空氣的熱能從朗肯膨脹發電循環中的吸熱器進入系統，朗肯膨脹發電循環中的內部換熱器還預先吸收了逆卡諾制冷循環高溫端冷凝器等壓冷凝所放出的熱能；它的核心關鍵特征之二在于逆卡諾制冷循環在低溫端冷凝器中不僅可以為朗肯膨脹發電循環提供低溫冷源，讓等熵膨脹后產生的低溫低壓氣體順利冷凝，同時逆卡諾制冷循環在高溫端內部換熱器中還把朗肯膨脹發電循環低溫低壓氣體的冷凝熱傳送給朗肯膨脹發電循環經工質泵等熵壓縮后的液態工質，使之升溫，有利于提高系統效率；逆卡諾制冷循環只需傳送朗肯膨脹發電循環吸熱端內部換熱器吸收的那部分熱量，制冷功耗遠小于朗肯膨脹發電循環膨脹功，系統有凈功輸出；這樣達到使該新型空氣能制冷發電裝置無需體系外冷源，熱效率高、投資低、成本低的目的。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：該新型空氣能制冷發電裝置主要包括工質泵、內部換熱器、吸熱器、膨脹發電機組、冷凝器、節流閥、壓縮機等；它還包括系統內相連接的管道、附件及檢測和控制裝置，它有兩條封閉循環系統，兩條密閉系統內的工質可以相同也可以不同。該新型空氣能發電裝置也包含一個朗肯膨脹發電循環和一個逆卡諾制冷循環（就是熱泵）。工質泵、內部換熱器、吸熱器、膨脹發電機組、冷凝器依次連接形成第一封閉循環系統朗肯膨脹發電循環，節流閥、冷凝器、壓縮機、內部換熱器依次連接形成第二封閉循環系統逆卡諾制冷循環。在朗肯膨脹發電循環中有吸收常溫空氣熱量的吸熱器。朗肯膨脹發電循環與逆卡諾制冷循環通過內部換熱器、冷凝器相連接。在第一封閉循環發電系統朗肯膨脹發電循環中，冷凝工質經工質泵壓入內部換熱器預先吸收逆卡諾制冷循環高溫端壓縮機出口的熱能，再進入吸熱器進一步吸收常溫環境流體—空氣中、水中的熱能加熱液態工質成為常溫高壓工質，然后常溫高壓工質進入膨脹發電機組膨脹做功發電；膨脹發電機組出口是低溫低壓氣態工質，低溫低壓氣態工質在冷凝器中與第二封閉循環系統中經節流閥節流的低溫液態工質換熱后放熱冷凝，這樣形成了第一封閉循環發電系統。在第二封閉循環發電系統逆卡諾制冷循環中，液態工質經節流閥節流再進入冷凝器吸收第一封閉循環系統中經膨脹發電機組膨脹后的低溫低壓氣態工質的冷凝熱蒸發成為氣態工質，然后氣態工質進入壓縮機加壓，加壓后的氣態工質去內部換熱器放熱冷凝為液態工質，熱量傳遞給第一封閉循環系統中經工質泵加壓后的高壓冷凝工質，這樣形成了第二封閉循環發電系統。該新型空氣能制冷發電裝置膨脹發電機組主軸與壓縮機主軸之間也可以相連接。該新型空氣能制冷發電裝置也可以安裝于車船及其他機械設備作為直接動力裝置或充電裝置。該新型空氣能制冷發電裝置也可以用于余熱廢熱地熱等低溫熱源發電。該新型空氣能制冷發電裝置副產冷氣。該新型空氣能制冷發電裝置啟動電力使用蓄電池或電網電力，發電電力除自用外上傳電網。