一種空氣能發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種能源發(fā)電系統(tǒng)，特別是涉及一種空氣能發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，資源環(huán)境問題日益突出。近年來“節(jié)能減排”、“大氣污染治理”工作已經(jīng)成為國家政府的工作重點(diǎn)，低碳環(huán)保將是城鎮(zhèn)發(fā)展的必須堅持的原則，在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時大力發(fā)展清潔能源和可再生能源、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)將是我國今后相當(dāng)長一段時間內(nèi)的主要任務(wù)。
[0003]空氣能熱泵就是利用空氣中的能量來產(chǎn)生熱能，其超高的能效比受到人們的青睞，空氣能熱泵技術(shù)現(xiàn)今已在我國得到廣泛應(yīng)用，并不斷的與風(fēng)電、光伏電技術(shù)相融合，目前正向更大型化、更高的能效比和更低的環(huán)境使用溫度等方向上發(fā)展。
[0004]空氣能熱泵技術(shù)是目前比較先進(jìn)的新能源技術(shù)，其原理是利用電能帶動氣體壓縮機(jī)工作，來驅(qū)動冷媒進(jìn)行逆卡諾循環(huán)，通過蒸發(fā)器將空氣中大量的低品位熱能(空氣中的熱量)通過壓縮機(jī)和冷媒，轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂肺坏臒崮?，其能效比至少達(dá)到1:4以上，從可查詢的資料上來看，采用二氧化碳做冷媒介質(zhì)的空氣能熱泵可在零下-30攝氏度工作，熱能輸出的介質(zhì)溫度可以達(dá)到100攝氏度以上，其能效比最高達(dá)到1:4.5以上，具有顯著的節(jié)能效果。但從目前市場上空氣能熱泵的產(chǎn)品來看，其應(yīng)用范圍還僅限于作為熱源應(yīng)用于家庭住宅或小型建筑物的供暖，家庭或旅館用熱水，作為采用風(fēng)電或光伏電進(jìn)行加熱的輔助熱源等領(lǐng)域。
[0005]因目前空氣能熱泵技術(shù)及相關(guān)產(chǎn)品只是簡單的將其作為熱源使用，極大地限制了其技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍。
[0006]低溫余熱回收技術(shù)是目前我國正在蓬勃發(fā)展的又一項新節(jié)能技術(shù)，特別是低溫余熱發(fā)電技術(shù)多數(shù)采用的就是郎肯循環(huán)低溫發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)，在冶煉、工業(yè)爐窯的尾氣回收、化工行業(yè)的余熱回收、生物質(zhì)發(fā)電等領(lǐng)域已經(jīng)得到實際應(yīng)用。其工作過程如下:工作介質(zhì)泵將工作介質(zhì)輸送到發(fā)生器，工作介質(zhì)在發(fā)生器內(nèi)被加熱汽化，產(chǎn)生的介質(zhì)蒸汽進(jìn)入到膨脹動力機(jī)中膨脹做功，驅(qū)動膨脹機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，做功后的低壓蒸汽進(jìn)入冷凝器凝結(jié)，然后再回到工作介質(zhì)泵中，在進(jìn)入下一個循環(huán)。郎肯循環(huán)的低溫發(fā)電技術(shù)在我國已經(jīng)是成熟技術(shù)，如西藏的羊八井電站、遼寧熊岳的100千瓦試驗電站、河北懷來200千瓦試驗電站等等均已得到實際運(yùn)行并成功發(fā)電。
[0007]郎肯循環(huán)發(fā)電中的關(guān)鍵因數(shù)是膨脹動力機(jī)和工作介質(zhì)。
[0008]適合使用膨脹動力機(jī)有渦旋膨脹機(jī)、單螺桿膨脹機(jī)、雙螺桿膨脹機(jī)等，目前在低溫發(fā)電領(lǐng)域比較公認(rèn)的采用雙螺桿膨脹機(jī)發(fā)電效果最好，在我國已有生產(chǎn)。根據(jù)江西華電電力有限公司公開的產(chǎn)品數(shù)據(jù)計算，其“螺桿膨脹發(fā)電機(jī)”的熱電轉(zhuǎn)換效率至少達(dá)到65%以上。
[0009]目前郎肯低溫發(fā)電系統(tǒng)中采用的工作介質(zhì)有很多種，在150攝氏度以上至350攝氏度的低溫發(fā)電領(lǐng)域中無機(jī)介質(zhì)水是常用的工作介質(zhì)，而在海洋溫差發(fā)電和較低溫領(lǐng)域如20-150攝氏度時多采用有機(jī)工作介質(zhì)。我國的一些機(jī)構(gòu)和學(xué)者如天津大學(xué)、昆明理工大學(xué)、王光輝、王華在郎肯循環(huán)低溫發(fā)電系統(tǒng)工作介質(zhì)方面已做過很多研究，其中許多工作介質(zhì)我國都有生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本實用新型提出一種由空氣能熱泵循環(huán)系統(tǒng)和郎肯循環(huán)低溫發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成的空氣能發(fā)電系統(tǒng)，其目的是利用空氣能熱泵技術(shù)1:4以上的高能效比，將其產(chǎn)生的熱能經(jīng)郎肯循環(huán)低溫發(fā)電系統(tǒng)轉(zhuǎn)換成電能輸出，以實現(xiàn)在更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域節(jié)約電能、更大的范圍內(nèi)應(yīng)用空氣能熱泵技術(shù)和郎肯低溫發(fā)電技術(shù)的目的。
[0011]本實用新型的技術(shù)方案是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0012]一種空氣能發(fā)電系統(tǒng)，該系統(tǒng)由空氣能熱泵循環(huán)系統(tǒng)和郎肯循環(huán)低溫發(fā)電系統(tǒng)兩個部分構(gòu)成，空氣能熱泵循環(huán)系統(tǒng)通過換熱裝置與郎肯循環(huán)低溫發(fā)電系統(tǒng)連接；換熱裝置采用雙介質(zhì)流道結(jié)構(gòu)，一條為空氣能熱泵循環(huán)系統(tǒng)的冷媒介質(zhì)流道，另一條為郎肯循環(huán)系統(tǒng)的工作介質(zhì)流道，換熱裝置既是空氣能熱泵循環(huán)系統(tǒng)的冷凝器又是郎肯循環(huán)系統(tǒng)的發(fā)生器，這兩個循環(huán)系統(tǒng)通過換熱裝置連接；空氣能熱泵循環(huán)系統(tǒng)由風(fēng)機(jī)、蒸發(fā)器、壓縮機(jī)、換熱裝置和膨脹閥、冷媒介質(zhì)構(gòu)成；蒸發(fā)器連接壓縮機(jī)，壓縮機(jī)連接換熱裝置的冷媒介質(zhì)流道的入口端，換熱裝置的冷媒介質(zhì)流道的出口端連接膨脹閥，膨脹閥連接蒸發(fā)器。
[0013]所述的空氣能發(fā)電系統(tǒng)，郎肯循環(huán)低溫發(fā)電系統(tǒng)由換熱裝置、膨脹動力機(jī)、回?zé)崞?、冷卻器、工作介質(zhì)泵、發(fā)電機(jī)及工作介質(zhì)構(gòu)成。
[0014]所述的空氣能發(fā)電系統(tǒng)，換熱裝置的工作介質(zhì)流道出口端連接膨脹動力機(jī)，膨脹動力機(jī)連接回?zé)崞骱桶l(fā)電機(jī)，回?zé)崞鬟B接冷卻器，冷卻器連接工作介質(zhì)泵，工作介質(zhì)泵連接回?zé)崞?，回?zé)崞鬟B接換熱裝置工作介質(zhì)流道的入口端。
[0015]所述的空氣能發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電及所發(fā)電能輸出端直接連接輸出；或經(jīng)過電壓穩(wěn)壓器再連接對外輸出，電壓穩(wěn)壓器同時作為系統(tǒng)風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和工作介質(zhì)泵、冷卻水泵的工作電源。
[0016]所述的空氣能發(fā)電系統(tǒng)，空氣能熱泵循環(huán)系統(tǒng)和郎肯循環(huán)低溫發(fā)電系統(tǒng)的組成部件安裝成一臺設(shè)備，或兩個系統(tǒng)單獨(dú)安裝，再經(jīng)管線連接。
[0017]其原理是通過空氣能熱泵循環(huán)系統(tǒng)利用電能帶動氣體壓縮機(jī)工作，來驅(qū)動冷媒介質(zhì)進(jìn)行逆卡諾循環(huán)，蒸發(fā)器將空氣中大量的低品位熱能(空氣中的熱量)通過壓縮機(jī)和冷媒介質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)楦咂肺坏臒崮?，再?jīng)換熱裝置將高品位熱能傳遞給郎肯循環(huán)低溫發(fā)電系統(tǒng)中的工作介質(zhì)，工作介質(zhì)被加熱蒸發(fā)后，驅(qū)動膨脹動力機(jī)旋轉(zhuǎn)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。該系統(tǒng)充分利用空氣能熱泵技術(shù)1:4以上的高能效比來實現(xiàn)將空氣能轉(zhuǎn)換成電能。
[0018]本實用新型的優(yōu)點(diǎn)與積極效果是:
[0019]本實用新型充分利用空氣能熱泵技術(shù)和郎肯循環(huán)低溫發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)這兩項技術(shù)，通過系統(tǒng)技術(shù)集成將空氣能熱泵技術(shù)和郎肯循環(huán)低溫發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)有機(jī)結(jié)合，很好地解決了現(xiàn)有空氣能熱泵技術(shù)及類似技術(shù)產(chǎn)品中只是簡單的作為熱源使用，產(chǎn)品用途單一，適用范圍較窄的問題，極大地拓寬了空氣能熱泵技術(shù)和郎肯循環(huán)低溫發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。更重要的是充分利用了空氣能熱泵技術(shù)1:4以上的高能效比來實現(xiàn)將空氣能轉(zhuǎn)換成電能，為在更廣闊的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活領(lǐng)域節(jié)約電能，實現(xiàn)節(jié)能減排提供了一條有效的途徑?？梢愿浞值匕l(fā)揮空氣能熱泵技術(shù)和郎肯循環(huán)低溫發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)在可再生能源、清潔能源應(yīng)用和節(jié)能減排、大氣污染治理等方面的作用。
【附圖說明】
[002