[發(fā)明專利]一種斯特林溫差發(fā)電機構(gòu)有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201510029395.2 | 申請日： | 2015-01-21 |
| 公開（公告）號： | CN104539195B | 公開（公告）日： | 2019-09-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 許未晴;王佳;蔡茂林;石巖 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京航空航天大學 |
| 主分類號： | H02N11/00 | 分類號： | H02N11/00 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 100191*** | 國省代碼： | 北京;11 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 斯特林 溫差 發(fā)電 機構(gòu) | ||
本專利是一種斯特林溫差發(fā)電機構(gòu)，屬于能源領(lǐng)域，主要面向溫差發(fā)電，可以實現(xiàn)對低溫差余熱或余冷的利用?；诶士涎h(huán)的蒸汽機利用水氣化過程產(chǎn)生的高壓水蒸汽推動汽輪機做功，將熱能轉(zhuǎn)化為電能，通常用于400～600℃工業(yè)余熱的回收。對低于200℃的余熱，采用沸點低于水的有機工質(zhì)，即有機郎肯循環(huán)余熱發(fā)電技術(shù)，但其涉及到有機工質(zhì)的相變等復雜的熱力過程，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，成本高，目前在國內(nèi)還未廣泛應(yīng)用。本專利以傳統(tǒng)斯特林發(fā)動機為基礎(chǔ)，提出了增加導熱材料的配氣活塞新結(jié)構(gòu)，改善了工作氣體與余熱或余冷儲存工質(zhì)的換熱效率，實現(xiàn)對低于200℃溫差的余熱或余冷進行回收。避免了采用有機工質(zhì)相變而帶來的結(jié)構(gòu)復雜成本高的問題。
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于壓縮空氣能量存儲與利用領(lǐng)域，涉及液態(tài)空氣儲能系統(tǒng)的熱功轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
我國工業(yè)領(lǐng)域能源消耗量約占全國能源消耗總量的70％，主要工業(yè)產(chǎn)品單位能耗平均比國際先進水平高出30％左右。我國能源利用率僅為33％左右，比發(fā)達國家低約10％。至少50％的工業(yè)耗能以各種形式的余熱被直接廢棄。
按照溫度范圍分類：
高溫余熱：600℃以上；
中溫余熱：300～600℃；
低溫余熱：300℃以下。
按照余熱來源分類：
(1)煙氣余熱：熱量大，溫度分布范圍寬，占工業(yè)余熱資源總量的50％以上，分布廣泛。
如冶金、化工、建材、機械、電力等行業(yè)，各種冶煉爐、加熱爐、內(nèi)燃機和鍋爐的排氣排煙。
而且有些工業(yè)窯爐的煙氣余熱量甚至高達爐窯本身燃料消耗量的30％～60％，節(jié)能潛力大，是余熱利用的主要對象。
(2)冷卻介質(zhì)余熱：是指在工業(yè)生產(chǎn)中為了保護高溫生產(chǎn)設(shè)備或滿足工藝流程冷卻要求，空氣、水和油等冷卻介質(zhì)帶走的余熱，多屬于中低溫余熱，余熱量占工業(yè)余熱資源總量的20％。
(3)廢水廢汽余熱：屬于低品位的蒸汽或凝結(jié)水余熱，約占余熱資源總量的10％～16％；
(4)化學反應(yīng)余熱：占余熱資源總量的10％以下，主要存在于化工行業(yè)；
按照余熱用途分類：
(1)熱交換技術(shù)：適用于各種溫度水平的余熱回收。是余熱回收中最直接、效率較高的經(jīng)濟方法。但其只能對余熱進行熱利用，用途受到限制。
(2)熱功轉(zhuǎn)換技術(shù)：將余熱能量轉(zhuǎn)換為機械能并以機械功的形式輸出，提高余熱的品位。熱功轉(zhuǎn)換技術(shù)按照工質(zhì)分類又可分為以水為工質(zhì)的發(fā)電技術(shù)和基于低沸點工質(zhì)的有機工質(zhì)發(fā)電技術(shù)。其中，基于低沸點工質(zhì)的發(fā)電技術(shù)(ORC)采用經(jīng)濟可行的有機郎肯循環(huán)余熱發(fā)電技術(shù)對工業(yè)中大量廢棄的200℃及其以下的低溫余熱進行利用，并以推廣至其他低品位能源。
(3)制冷技術(shù)：將余熱能量作為熱力驅(qū)動能量，將制冷對象的熱量從向高溫環(huán)境搬運?；谖掌鞯闹评浼夹g(shù)適用于80-250℃的低溫熱源，COP小于2；基于吸附器的制冷技術(shù)適用于大于50℃范圍的低溫熱源，COP小于0.7。
(4)熱泵技術(shù)：將電能作為熱力驅(qū)動能量，將“余熱+電能轉(zhuǎn)換熱”搬運到高溫供暖對象。多采用30-60℃的廢熱，COP為3-5。
對于熱功轉(zhuǎn)換技術(shù)采用有機工質(zhì)郎肯循環(huán)，涉及到有機工質(zhì)的相變等復雜的熱力過程，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，成本高，目前在國內(nèi)還未廣泛應(yīng)用。本發(fā)明提出一種基于斯特林熱機的低溫差發(fā)電機構(gòu)，適用于低溫差余熱或余冷的有效能回收，具有廣泛的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的：
提出一種適用于低溫差發(fā)電的技術(shù)。
本發(fā)明的優(yōu)點：
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