[發明專利]可再生能量和廢熱收集系統

在審

• 申請號: 201780065234.6
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN110177936A
• 公開（公告）日: 2019-08-27
• 發明（設計）人: 霍利·艾拜塔西;科內爾·米海;斯蒂芬·伊阿納
• 申請（專利權）人: A&A國際有限公司
• 主分類號: F03D9/17
• 分類號: F03D9/17;F03B13/12;F03B13/14;F03D9/00;F15B13/00
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王璇;張瀾

本發明公開了一種可再生能量和廢熱收集系統。該系統包括具有高壓蓄能器和低壓蓄能器的蓄能器單元。至少一個活塞被安裝成在高壓蓄能器中往復運動。該蓄能器單元被配置成從液壓流體接收和存儲能量，并且將能量傳遞到能量存儲介質。該系統從可再生能量收集能量并使用加壓液壓流體傳遞所收集的能量。該系統進一步包括一個或多個旋轉方向控制閥，其中在蓄能器單元的每一側定位有至少一個旋轉方向控制閥。每一個旋轉方向控制閥包括多個端口。該系統還包括一個或多個可變排量液壓旋轉單元。至少一個可變排量液壓旋轉單元鄰近于旋轉方向控制閥中的每一個定位。

技術領域

本公開涉及一種能量轉換、傳遞和存儲系統，且特別地，涉及一種組合不同能量源以有效地收集、存儲和分配能量的能量轉換、傳遞和存儲系統。

背景技術

當前的能量轉換系統依賴于燃燒過程，依賴于內燃發動機，或依賴于由電池供電或連接到電網的電動馬達。這種能量轉換系統基于能量需求和發電要求在可變條件下操作。用于移動應用(例如，車輛)的內燃發動機通常在各種動力條件下操作，這會由于瞬態運行條件而導致消耗和排放的增加。常規的制動能量回收系統由于額外的質量和有限的使用而無法解決效率問題。

發動機在不同輸出條件下以恒定速度操作是顯著的效率提升，但是需要有效的中間能量存儲裝置。這種裝置還可以提高將燃料的化學能轉換成熱能然后轉換成機械能的裝置的效率。

常規的固定能源依賴于發電廠中內燃發動機或燃氣/蒸汽渦輪機的恒定速度。這些系統依賴于與有害的溫室氣體排放相關聯的燃料燃燒。相反地，諸如風能、波能和太陽能的可再生能源的特點在于可用性方面大幅波動，增加了對它們之間的靈活性、綜合互補性以及對中間存儲的需求。例如，風力渦輪機可以基于放置在風力渦輪機塔架頂部上的發電機來操作，該發電機由通過風致動的推進器提供動力。產生的電能從風力渦輪機塔架傳輸到電力變壓器，然后連接到電網。這種布置代價高昂的原因在于每一個風力渦輪機塔架上定位單個的發電機，并且發電機在給定功率范圍內間歇地工作，使得在峰值風能和最小風能時，不使用風力渦輪機輸出功率。而且，從發電機到電網的電連接也是低效的。

關于廢熱系統，廢熱是由包括電動工具的許多能量轉換裝置和工業過程產生的。廢熱回收單元(WHRU)是一種能量回收熱交換器，它從具有潛在較高能量含量的熱流體流中回收熱量，熱流體流諸如為來自柴油發電機的熱廢氣、來自冷卻塔的蒸汽或來自諸如鋼冷卻的不同冷卻過程的廢水等。當前的廢熱回收應用依賴于將廢熱作為熱能傳遞并將熱量用作熱能。一些常規系統將廢熱作為外部熱源集成，將廢熱轉換成液壓能量以進行液壓機械存儲和轉換。然而，常規的廢熱收集系統由于效率、可用性、靈活性、成本、適用性、重量、包裝、可制造性、溫度范圍、可回收性和耐久性而在其操作中存在很多缺點。

因此，本領域一直需要克服常規系統的這些缺點，且更具體地，克服效率、包裝、重量、適用范圍和制造限制的缺點。

發明內容

提供了一種可再生能量和廢熱收集系統，以提高依賴于可變能量產生或能量消耗的系統的能量產生和消耗的效率。可再生能量和廢熱收集系統包括集成了雙側液壓機械蓄能器單元和雙側方向控制閥的雙側液壓單元，以根據可用性和動力需求捕獲、存儲和釋放能量。該可再生能量和廢熱收集系統集成了機械、液壓和熱能源，以不同的機械參數和連接為多個機械源釋放能量，并且也為電能存儲和消耗釋放能量。

可再生能量和廢熱收集系統使能源系統能夠適應較大的功率范圍，以滿足適用性需求。另外，可再生能量和廢熱收集系統使能量系統能夠適應通常以具有許多波動為特征的可再生能量。以集成的方式，可再生能量和廢熱收集系統包括用作與方向控制閥和雙側蓄能器單元聯接的可變排量液壓泵或馬達的雙側液壓裝置。基于特定應用，核心結構可擴展用于串聯和并聯聯接的多個液壓輸入和液壓致動機械輸出。