本发明属于温差发电技术领域，尤其涉及一种利用螺杆式空压机、膨胀机的液体温差发电系统。
背景技术：
在工业领域和生活领域中，存在大量含有废热和余热的液体，这些热量因为品味、品质不高，利用的可行性较低，其中绝大部分被废弃掉，既造成了资源的浪费，也对环境产生了污染。
在自然资源方面，我国地热资源十分丰富，但是，除少数中高温热水资源用于发电外，其余主要用于建筑采暖、温泉保健、养殖种植，大量的地热资源缺乏直接的热需求，因而被闲置浪费；对于太阳能热发电来说，发电效率不高，如何高效的利用太阳能是亟待解决的问题。
鉴于工业余热资源和地热资源的浪费问题，如何对这些热源进行有效利用成为现有技术中亟待解决的问题，同时为了充分利用太阳能资源并实现稳定发电，因而提出一种新型的液体温差发电技术很有必要。
技术实现要素：
为了解决背景技术中提到的问题，本发明公开了一种利用螺杆式空压机、膨胀机的液体温差发电系统，其特征在于，包括：螺杆式膨胀机、螺杆式空压机、高压气体缓冲罐、低压气体缓冲罐、第一液体罐、第二液体罐、第一迁移机构、第二迁移机构、第一气液分离罐、第二气液分离罐、第一换热装置、第二换热装置、加热装置、散热装置、第一电动机、第二电动机、第一发电机、第二发电机和主轴发电设备；其中螺杆式膨胀机上设有第一进液口、第一进气口、第一排气口、第一阴转子和第一阳转子；螺杆式空压机上设有第二进液口、第二进气口、第二排气口、第二阴转子和第二阳转子；
高压气体缓冲罐的气体出口、第一进气口、第一排气口、第一气液分离罐的入口，第一气液分离罐的气体出口、第一迁移机构、低压气体缓冲罐的气体入口、低压气体缓冲罐的气体出口、第二进气口、第二排气口、第二气液分离罐的入口、第二气液分离罐的气体出口、第二迁移机构和高压气体缓冲罐的气体入口顺序相连；
高压气体缓冲罐内储存有第一温度范围的液体和高压气体；
低压气体缓冲罐内储存有第二温度范围的液体和低压气体；
第一液体罐内储存有第一温度范围的液体，第一液体罐的出口通过第一电动机分别与第一进液口和高压气体缓冲罐的液体入口相连；第一气液分离罐的液体出口通过第一发电机与第一液体罐的入口相连；
第二液体罐内储存有第二温度范围的液体，第二液体罐的出口通过第二电动机分别与第二进液口和低压气体缓冲罐的液体入口相连；第二气液分离罐的液体出口通过第二发电机与第二液体罐的入口相连；
主轴发电设备的主轴、第一阳转子和第二阳转子同轴。
温差发电系统还包括：加热装置、散热装置、第一换热装置和第二换热装置；其中，加热装置和第一液体罐分别与第一换热装置的一侧相连，利用加热装置对第一液体罐中的具有第一温度范围的液体进行加热以保持第一温度范围；散热装置和第二液体罐分别与第二换热装置的一侧相连，利用散热装置对第二液体罐中的具有第二温度范围的液体进行散热以保持第二温度范围。
所述第一温度范围高于第二温度范围。
所述第一气液分离罐内储存有螺杆式膨胀机排出的低压气体和液体；所述第二气液分离罐内储存有螺杆式空压机排出的高压气体和液体；所述第一迁移机构将第一气液分离罐内的低压气体迁移至低压气体缓冲罐；所述第二迁移机构将第二气液分离罐内的高压气体迁移至高压气体缓冲罐。
所述第一迁移机构为膨胀机，所述第二迁移机构为压缩机。
所述第一迁移机构为第一气用活塞缸，第一气用活塞缸上的第一气用活塞杆和第三发电机相连；所述第二迁移机构为第二气用活塞缸，第二气用活塞缸上的第二气用活塞杆与第三电动机相连。
所述第一电动机和所述第二发电机的主轴同轴，所述第二电动机和所述第一发电机的主轴同轴。
所述第一电动机与所述第一发电机的主轴同轴，且所述第二电动机与所述第二发电机的主轴同轴。
本发明的有益效果为：
1、本系统对被废弃掉的热源进行有效利用，既可同时利用这些能源进行发电，又可减少资源的浪费并降低污染；
2、本系统利用液体温差发电的系统可利用第一液体池的第一温度范围的液体和第二液体池的第二温度范围的液体的温差进行发电，并且可提供一种可持续发电的发电系统；
3、本系统在实现卡诺循环的基础上，理论上可以实现最高的热发电效率。
附图说明
图1为本发明一种利用螺杆式空压机、膨胀机的液体温差发电系统实施例1的系统流程示意图；
图2为本发明实施例2的系统流程示意图；
图3为本发明实施例3的系统流程示意图；
图4为本发明实施例4的系统流程示意图；
图5为本发明实施例5的系统流程示意图；
图6为本发明实施例6的系统连接示意图；
图中：1-螺杆式膨胀机，2-螺杆式空压机，7-高压气体缓冲罐，8-低压气体缓冲罐，31-第一液体罐，32-第二液体罐，41-第一迁移机构，42-第二迁移机构，41a-第一驱动装置，42a-第二驱动装置，41b-第一气用活塞缸，42b-第二气用活塞缸，41c-膨胀机，42c-压缩机，51-第一气液分离罐，52-第二气液分离罐，11-第一进液口，12-第一进气口，13-第一排气口，14-第一阴转子，15-第一阳转子，21-第二进液口，22-第二进气口，23-第二排气口，24-第二阴转子，25-第二阳转子，112-活塞连接杆，g1a-第一液压活塞机，m2a-第二液压活塞机，2a4-第八阀门，1a2-第二阀门，1a3-第三阀门，1a4-第四阀门，2a1-第五阀门，2a2-第六阀门，2a3-第七阀门，1a1-第一阀门，m1-第一电动机，m2-第二电动机，g1-第一发电机，g2-第二发电机，g3-第三发电机，g4-主轴发电设备，g5-发电设备。
具体实施方式
如图1所示的实施例1，包括：螺杆式膨胀机1、螺杆式空压机2、高压气体缓冲罐7、低压气体缓冲罐8、第一液体罐31、第二液体罐32、第一迁移机构41、第二迁移机构42、第一气液分离罐51、第二气液分离罐52、第一换热装置61、第二换热装置62、加热装置91、散热装置92、第一电动机m1、第二电动机m2、第一发电机g1、第二发电机g2和主轴发电设备g4；
其中螺杆式膨胀机1上设有第一进液口11、第一进气口12、第一排气口13、第一阴转子14和第一阳转子15；
螺杆式空压机2上设有第二进液口21、第二进气口22、第二排气口23、第二阴转子24和第二阳转子25；
高压气体缓冲罐7内储存有第一温度范围的液体和高压气体；
低压气体缓冲罐8内储存有第二温度范围的液体和低压气体；
第一液体罐31内储存有第一温度范围的液体，第一液体罐31的出口通过第一电动机m1分别与第一进液口11和高压气体缓冲罐7的液体入口相连；第一气液分离罐51的液体出口通过第一发电机g1与第一液体罐31的入口相连；
第二液体罐32内储存有第二温度范围的液体，第二液体罐32的出口通过第二电动机m2分别与第二进液口21和低压气体缓冲罐8的液体入口相连；第二气液分离罐52的液体出口通过第二发电机g2与第二液体罐32的入口相连；
第一迁移机构41的作用为将第一气液分离罐51内的低压气体迁移至低压气体缓冲罐8；
第二迁移机构42的作用为将第二气液分离罐52内的高压气体迁移至高压气体缓冲罐7；
第一气液分离罐51内储存有螺杆式膨胀机1排出的低压气体和液体；
第二气液分离罐52内储存有螺杆式空压机2排出的高压气体和液体；
其中，第一温度范围高于第二温度范围，高压气体缓冲罐7的气体出口、第一进气口12、第一排气口13、第一气液分离罐51的入口，第一气液分离罐51的气体出口、第一迁移机构41、低压气体缓冲罐8的气体入口、低压气体缓冲罐8的气体出口、第二进气口22、第二排气口23、第二气液分离罐52的入口、第二气液分离罐52的气体出口、第二迁移机构42和高压气体缓冲罐7的气体入口顺序相连；
主轴发电设备g4的主轴、第一阳转子15和第二阳转子25同轴；
本实施例还包括：加热装置91、散热装置92、第一换热装置61和第二换热装置62；其中，加热装置91和第一液体罐31分别与第一换热装置61的一侧相连，利用加热装置91及第一换热装置61对第一液体罐31中的具有第一温度范围的液体进行加热以保持第一温度范围；散热装置92和第二液体罐32分别与第二散热装置62的一侧相连，利用散热装置92及第二散热装置62对第二液体罐32中的具有第二温度范围的液体进行散热以保持第二温度范围。
实施例1的工作流程为：
初始状态时，高压气体缓冲罐7内储存有第一温度范围的液体和高压气体，第一液体罐31内储存有第一温度范围的液体，即高温液体，低压气体缓冲罐8储存有第二温度范围的液体和低压气体，第二液体罐32内储存有第二温度范围的液体，即低温液体。
开始工作后，高压气体缓冲罐7内的高压气体经第一进气口12进入螺杆式膨胀机1内，第一电动机m1迁移第一液体罐31内的第一温度范围的液体经第一进液口11进入螺杆式膨胀机1内，高压气体在螺杆式膨胀机1内膨胀做功推动第一阳转子15转动，膨胀做功结束后变为低压气体，与螺杆式膨胀机1中的第一温度范围的液体一起经第一排气口13进入第一气液分离罐51内，第一气液分离罐51内的液体经第一发电机g1发电后进入第一液体罐31内，第一气液分离罐51内的低压气体经第一迁移机构41进入低压气体缓冲罐8，低压气体缓冲罐8内的低压气体经第二进气口22进入螺杆式空压机2内，第二电动机m2迁移第二液体罐32内的第二温度范围的液体经第二进液口21进入螺杆式空压机2内，第一阳转子15与第二阳转子25转动同轴相连，第一阳转子15转动带动第二阳转子25转动，第二阳转子25转动压缩螺杆式空压机2内的低压气体，低压气体压缩成高压气体，压缩结束后高压气体与螺杆式空压机2中的第二温度范围的液体一起经第二排气口23进入第二气液分离罐52内，第二气液分离罐52内的液体经第二发电机g2发电后进入第二液体罐32内，第二气液分离罐52内的气体经第二迁移机构42进入高压气体缓冲罐7，同时，第二阳转子25带动主轴发电设备g4发电。
在本实施例的工作途中，需控制从第一液体罐31进入到螺杆式膨胀机1内的第一温度范围的液体量，保证液体在螺杆式膨胀机1内温度近似不变，使膨胀近似为等温膨胀；控制从第二液体罐32进入到螺杆式空压机2内的第二温度范围的液体量，保证液体在螺杆式空压机2内温度近似不变，使压缩近似为等温压缩。
在本实施例的工作途中，第一液体罐31内的第一温度范围的液体通过第一电动机m1输入至高压气体缓冲罐7内，从而使高压气体缓冲罐7内的液体保持在第一温度范围内；低压气体缓冲罐8中的液体通过第二电动机m2与第二液体罐32内的第二温度范围的液体交换从而使低压气体缓冲罐8内的液体保持第二温度范围。
加热装置91可以是太阳能加热装置，该利用螺杆式空压机、膨胀机的液体温差发电系统可利用太阳能对第一液体罐31中的第一温度范围的液体进行加热以保持第一温度范围，并最终将太阳能转换为电能，太阳能加热装置可利用菲涅尔透镜、太阳光跟踪器等聚光设备、应用槽式或碟式聚光技术对加热装置内高温管道内液体进行加热，并通过第一换热装置61对具有第一温度范围的液体进行补热，向具有第一温度范围的液体传递热量，使得第一液体池内的具有第一温度范围的液体保持第一温度范围不变。
加热装置91还可为其他加热装置，例如：地热加热装置、或锅炉等。地热加热装置、或锅炉可利用其他形式的高温热源比如工业余热、地热能，携带余热的热水、烟气等热源。
散热装置可利用空气和低温水这些低温热源，利用风冷和水冷设备进行散热。
如图2所示的实施例2，现仅描述与实施例1不同的部分，
在本实施例中，实施例1中的第一迁移机构41具体为第一驱动装置41a，第一驱动装置41a的出入口分别与低压气体缓冲罐8和与第一气液分离罐51相连，用于迁移第一气液分离罐51内的低压气体至低压气体缓冲罐8。
在本实施例中，实施例1中的第二迁移机构42具体为第二驱动装置42a，第二驱动装置42a的出入口分别与高压气体缓冲罐7和与第二气液分离罐52相连，用于迁移第二气液分离罐52内的高压气体至高压气体缓冲罐7。
在本实施例中，第一温度范围为200℃，第一温度范围为20℃；当螺杆式膨胀机1中第一排气口13与第一进气口12间的膨胀比为10比1时，理论发电效率为26.68％，实际发电效率约为20％。
本实施例中，气体直接迁入缓冲罐做等容升温、降温处理；其中，第一驱动装置41a将第一气液分离罐51内的低压气体迁移至低压气体缓冲罐8中，同时该第一温度范围的低压气体在低压气体缓冲罐8内进行等容降温，温度降到低压气体缓冲罐8内液体的第二温度范围；第二驱动装置42a将第二气液分离罐52内的高压气体迁移至高压气体缓冲罐7中，同时该第二温度范围的高压气体在高压气体缓冲罐7内进行等容升温，温度升到高压气体缓冲罐7内液体的第一温度范围。
本实施例中，迁移机构可以为比例阀，通过该比例阀控制气体迁移速度，迁移机构也可以为单向阀，直接气液分离罐内的气体迁移至气体缓冲罐。
如图3所示的实施例3，现仅描述与实施例1不同的部分，
在本实施例中，实施例1中的第一迁移机构41具体为第一气用活塞缸41b，第一气用活塞缸41b的出入口分别与低压气体缓冲罐8和与第一气液分离罐51相连，用于存储从第一气液分离罐51迁移的低压气体，第一气用活塞缸41b包括第一气用活塞杆和与第一气用活塞杆相连的第三发电机g3，第三发电机g3用于将迁移至第一气用活塞缸中的低压气体进行绝热膨胀并发电；
在本实施例中，实施例1中的第二迁移机构42具体为第二气用活塞缸42b，第二气用活塞缸42b的出入口分别与高压气体缓冲罐7和与第二气液分离罐52相连，用于存储从第二气液分离罐52迁移的高压气体，第二气用活塞缸42b包括第二气用活塞杆和与第二气用活塞杆相连的第三电动机m3，第三电动机m3用于驱动第二气用活塞杆运动以绝热压缩高压气体。
在本实施例中，第一温度范围为200℃，第一温度范围为20℃，理论发电效率为38.05％，实际发电效率约为32％。
在本实施例的工作过程中，气体迁入各气用活塞缸，在第一气用活塞缸41b内对低压气体进行绝热膨胀发电至气体温度达到第二温度范围，在第二气用活塞缸42b内对高压气体进行绝热压缩至气体温度达到第一温度范围，配合在螺杆式膨胀机1内气体的等温膨胀，与在螺杆式空压机2内气体的等温压缩，这四个压膨胀过程构成卡诺循环，达到最高的热机效率。
如图4所示的实施例4，现仅描述与实施例1不同的部分，
在本实施例中，实施例1中的第一迁移机构41具体为膨胀机41c，膨胀机41c的出入口分别与低压气体缓冲罐8和与第一气液分离罐51相连，用于利用第一气液分离罐51内的低压气体绝热膨胀发电；膨胀机41c的电力输出与电网相连；
在本实施例中，实施例1中的第二迁移机构42具体为压缩机42c，压缩机42c的出入口分别与高压气体缓冲罐7和与第二气液分离罐52相连，用于第二气液分离罐52内的高压气体进行绝热压缩。
在本实施例中，第一温度范围为200℃，第一温度范围为20℃，理论发电效率是38.05％，实际发电效率约为32％。
本实施例中，气体首先迁入膨胀机或压缩机中，在膨胀机41c内对低压气体进行绝热膨胀发电至气体温度达到第二温度范围，在压缩机42c内对高压气体进行绝热压缩至气体温度达到第一温度范围，气体在膨胀机和压缩机中工作的过程配合上气体在螺杆式膨胀机1内的等温膨胀，以及气体在螺杆式空压机2内的等温压缩，这四个膨胀压缩的过程构成卡诺循环，达到最高的热机效率。
如图5所示的实施例5，现仅描述与实施例1不同的部分，
在本实施例中，第一电动机m1和第二发电机g2的主轴同轴，第二电动机m2和第一发电机g1的主轴同轴。
在本实施例的中，利用第二发电机g2带动第一电动机m1转动，第一发电机g1带动第二电动机m2转动，可以减少因为机械能转化为电能、电能再转化为机械能的效率损失；鉴于第二发电机g2两侧的液体压强差小于第一电动机m1两侧的液体压强差，第一电动机m1不足的机械能由额外电能经第一电动机m1来实现，鉴于第一发电机g1两侧的液体压强差大于第二电动机m2两侧的液体压强差，g1所发的多余电能流入电网中。
本实施例在实际发电时可将实际发电效率提高约2％。
同理，本实施例中也可将第一电动机m1与第一发电机g1的主轴同轴，且第二电动机m2与第二发电机g2的主轴同轴。
如图6所示的实施例6，现仅描述与实施例5不同的部分，
在本实施例中，将两个相同的液压活塞机(第一液压活塞机g1a和第二液压活塞机m2a)分别代替了实施例5中主轴同轴的第一电动机m1和第二发电机g2，
第一液压活塞机g1a的主轴和第二液压活塞机m2a的主轴同为活塞连接杆112，活塞连接杆112的一端与发电设备g5相连；第一液压活塞机g1a的左端设有第一阀门1a1和第三阀门1a3，第一液压活塞机g1a的右端设有第二阀门1a2和第四阀门1a4，第一阀门1a1和第二阀门1a2汇合后与第一气液分离罐51相连，第三阀门1a3和第四阀门1a4汇合后与第一液体罐31相连；
第二液压活塞机m2a的左端设有第五阀门2a1和第七阀门2a3，第二液压活塞机m2a的右端设有第六阀门2a2和第八阀门2a4，第五阀门2a1和第六阀门2a2汇合后与低压气体缓冲罐8和第二进液口21相连，第七阀门2a3和第八阀门2a4汇合后与第二液体罐32相连；
发电设备g5为直线电机或曲柄电机；
当本实施例中的第一液压活塞机g1a和第二液压活塞机m2a工作时，第一液体罐31内的第一温度范围的液体经第一液压活塞机g1a进入螺杆式膨胀机1内，第二气液分离罐52内的液体经第二液压活塞机m2a进入第二液体罐32内，当第二发电机g2的发电功率大于第一电动机m1的耗电功率时，则发电设备g5为发电机状态；当第二发电机g2的发电功率小于第一电动机m1的耗电功率时，则发电机g5为电动机状态；
本实施例中活塞连接杆112的工作周期为：
位于最左端的活塞连接杆112准备向右运动，此时打开第三阀门1a3、第二阀门1a2、第五阀门2a1和第八阀门2a4，关闭第一阀门1a1、第四阀门1a4、第六阀门2a2和第七阀门2a3；
当活塞连接杆112开始向右运动时，第一液体罐31内第一温度范围的液体经第三阀门1a3进入第一液压活塞机g1a的左侧，第一液压活塞机g1a右侧第一温度范围的液体经第二阀门1a2和第一进液口11进入螺杆式膨胀机1内；第二气液分离罐52内第二温度范围的液体经第五阀门2a1进入第二液压活塞机m2a的左侧，第二液压活塞机m2a右侧的液体经第八阀门2a4进入第二液体罐32内，直到活塞连接杆112运动到最右侧；
随后位于最右端的活塞连接杆112准备向左运动，此时打开第一阀门1a1、第四阀门1a4、第六阀门2a2和第七阀门2a3，关闭第二阀门1a2、第三阀门1a3、第五阀门2a1和第八阀门2a4；
当活塞连接杆112开始向左运动时，第一液体罐31内第一温度范围的液体经第四阀门1a4进入第一液压活塞机g1a的右侧，第一液压活塞机g1a左侧第一温度范围的液体经第一阀门1a1和第一进液口11进入螺杆式膨胀机1内；第二气液分离罐52内第二温度范围的液体经第六阀门2a2进入第二液压活塞机m2a的右侧，第二液压活塞机m2a左侧的液体经第七阀门2a3进入第二液体罐32内，直到活塞连接杆112运动到最左侧；一个运行周期完毕；
活塞连接杆112以以上周期循环运动，直至完整的发电或电动过程结束。
同理，本实施例中将主轴同轴的第二电动机m2和第一发电机g1替换成另外两个相同的液压活塞机，且该主轴与另一发电设备相连。
本实施例中另一种主轴同轴的连接方案为：
第一电动机m1和第一发电机g1的主轴同轴并替换成两个相同的液压活塞机，这两个液压活塞机都与装有第一温度范围液体的第一液体罐31相连。
第二电动机m2和第二发电机g2的主轴同轴也替换成两个相同的液压活塞机，这两个液压活塞机都与装有第二温度范围液体的第二液体罐32相连。