一种低温型有机朗肯循环空气热源温差发电装置制造方法
【专利摘要】本实用新型提供的一种低温型有机朗肯循环空气热源温差发电装置，包括冷凝回路（6）以及通过管道依次连接成闭合回路的工质泵（1）、空气热蒸发器（2）、储气包（3）、热功动力转换机械（4）、冷凝器（5），所述冷凝回路（6）上设有水泵（7）。该装置结构简单、成本低廉，能够有效地利用空气热源的低温热源，将其转换为可持续输出的电能，发电过程无任何污染，绿色环保。
【专利说明】一种低温型有机朗肯循环空气热源温差发电装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电力设备领域，特别涉及一种低温型有机朗肯循环空气热源温差发电装置。
【背景技术】
[0002]电是目前人们生活和生产中不可缺少的一种资源，随着人们生活水平的不断提高，对电力资源的需求量也将越来越大，特别是在夏季和冬季，电力供应都十分紧张，目前虽然电力的产生途径较多，但都有各自不足的地方，火电不是可再生能源，需要燃烧煤、石油等化石燃料。一方面化石燃料蕴藏量有限、越烧越少，正面临着枯竭的危险。火电要消耗一次性的化石资源，不论是煤、石油、还是天然气，同时大量排放二氧化碳等，是造成全球气候异常的公认原因；烧煤排放的二氧化硫等也是酸雨的罪魁祸首。而将北方的煤运至南方发电，也占用许多运输资源及能源。火电的发电量目前几乎占中国总发电量的80%，火电的上网电价比水电高，但比太阳能低，比风电也低。可再生能源发电的通病，那就是成本过高。虽然现在的太阳能发电不受区域的影响，但是太阳能电池板将太阳能辐射转换为电能的效率过低，占地面积较大，价格高，所以不宜普及。除此之外，在生产相关产品过程中造成的环境污染也被人诟病。而风力发电，它主要的动力是靠着风来吹动，所以受天气和区域的影响，其上网电价比较高，仅次于太阳能，但风电不稳定(电网称之为垃圾电)，因此电网调度不积极，而且冬天风大时，与热电抢负荷。虽然不像太阳能发电那般成本昂贵，水电发展却需要付出极大的人力成本。建造水电站可能会导致当地居民搬迁。这也是目前水电发展中最受关注的问题。河流治理也是水电发电面临的一大难题。为了应对涨潮，通常需要在河口地带建造大坝。但这样做除了会提高建造成本，也容易给下流地区带来水土流失等问题。核电是清洁能源，发电稳定、上网电价与火电相当或稍高。但核电的核原料、核安全、核废料问题，一直困扰着人类。核能发电会产生核废料，核电厂的反应器内有大量的放射性物质，一旦核电站出现问题会造成核污染，危害极大。
[0003]各国政府逐渐放弃传统、高碳排能源,如煤炭、石油、天然气等,转而使用可再生能源将成为未来的大趋势。尽管从环境保护的角度来看，更多使用可再生能源自然是大的趋势，但高昂的成本也成了可再生能源发展的最大阻碍，甚至威胁到能源安全。如何提高使用发电效率及降低发电成本成了可再生能源发展所必须解决的最重要问题。
[0004]而空气中的热能来自于太阳的辐射，属可再生又可以说取之不尽，用之不竭的无限量的大自然能源。取空气的热能用来发电，应该是个好途径。特别是我国的南方长期为酷热的天气，这些酷热的天气为空气热能发电提供了得天独厚的优越条件。理论上冷热温差在16.6°C即可用于发电，如果采用空气的热量作为加热热源；采用土壤及沙漠的地下深层的低温；或者河水，湖水，海水，及地下深井的低温为冷凝冷源，即可实现此温差。因此空气的热能可用于温差发电。此外，随着生活条件的提高，越来越多的空调以及其他大型设备应用于生活、生产之中，这些设备会产生大量的热量，不仅加剧了温室效应，而且造成了其使用的电能很大部分转化为热能散发在空气中，造成能源利用率不高，能源浪费严重。实用新型内容
[0005]实用新型目的:本实用新型的目的就是为了解决上述之不足而提出一种节能、环保、安全、效率高且成本低廉、绿色环保的空气热源温差发电装置。
[0006]技术方案:本实用新型提供的一种低温型有机朗肯循环(LTORC)空气热源温差发电装置，包括冷凝回路以及依次连接成环的工质泵、空气热蒸发器、储气包、热功动力转换机械、冷凝器，所述冷凝回路上设有水泵。
[0007]作为改进，还包括发电机，所述发电机与热功动力转换机械连接。
[0008]作为另一种改进，所述空气热蒸发器的蒸发温度为20-50°C。
[0009]作为另一种改进，所述的一种低温型有机朗肯循环(LTORC)空气热源温差发电装置，其特征在于:采用空气的热量作为低温型有机朗肯循环(LTORC)的加热热源。
[0010]作为另一种改进，所述的一种低温型有机朗肯循环(LTORC)空气热源温差发电装置，其特征在于:采用土壤及沙漠的地下深层的低温；或者河水，湖水，海水，及地下深井的低温为低温型有机朗肯循环(LTORC)冷凝冷源。
[0011]作为另一种改进，低温型有机朗肯循环(LTORC)空气热源温差发电装置采用临界温度在100°C以下、沸点在-40°c以下的单一或混合工质作为循环工质；采用这样的工质具有不破坏臭氧层、化学性稳定的优点，同时这样的工质其凝固温度小于设备循环中所有回路中的工质最低凝固温度。
[0012]作为进一步改进，所述工质采用二氧化碳，或采用丙烷和二氧化碳的混合物。
[0013]作为另一种改进，所述热功动力转换机械为汽轮机或膨胀机。
[0014]作为进一步改进，所述膨胀机为涡旋式膨胀机、螺杆式膨胀机、离心式膨胀机或活塞式膨胀机。
[0015]作为进一步改进，所述空气热蒸发器表面设有黑色涂层，以增加吸收太阳辐射的
倉tfi。
[0016]有益效果:本装置能够有效地利用空气热源的低温热源，将其转换为可持续输出的电能。该装置结构简单、成本低廉，发电过程无任何污染，绿色环保。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用低温型有机朗肯循环(LTORC)空气热源温差发电装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型进一步说明，但本实用新型的内容并不限于此。
[0019]低温型有机朗肯循环(LTORC)空气热源温差发电装置，见图1，包括冷凝回路6、发电机8以及通过管道依次连接成闭合回路的工质泵1、空气热蒸发器2、储气包3、热功动力转换机械4、冷凝器5 ;地下埋管换热管路群6上设有水泵7 ;发电机8与热功动力转换机械4连接；空气热蒸发器2表面设有黑色涂层。
[0020]为了提高蒸发器的蒸发效果，吸收空气中更充足的热源，在蒸发器3外侧安装风扇9，以增加蒸发器外侧的空气流动，从而可以保证有充足的空气热源被蒸发器所吸收。[0021]本实用新型中，空气热蒸发器2的蒸发温度通过工质的选择和设计控制在20-50°C之间的低温区域。
[0022]低温型有机朗肯循环(LTORC)空气热源温差发电装置，采用空气的热量作为低温型有机朗肯循环(LTORC)的加热热源；采用土壤及沙漠的地下深层的低温，或者河水、湖水、海水及地下深井的低温为低温型有机朗肯循环(LTORC )冷凝冷源。
[0023]本实用新型中，热功转换机械4为汽轮机；可选地，也可以选择任意合适的热功转换机械；优选地，可选用汽轮机或膨胀机，其中，膨胀机包括但不限于涡旋式膨胀机、螺杆式膨胀机、离心式膨胀机和活塞式膨胀机。
[0024]该装置的工作原理为:
[0025]利用风扇9将热的空气不断吹送至空气热蒸发器2上作为热源端；而冷源端则采用土壤及沙漠的地下深层的低温，或者河水、湖水、海水及地下深井的低温为冷凝冷源，可根据具体气候条件作自由组合，将冷凝回路6水平或/和垂直埋入冷源端；工质泵I将低沸点工质泵入空气热蒸发器2中，使之蒸发为高压气体，经由储气包3进入热功动力转换机械4膨胀做功推动发电机8发电，乏汽的工质进入冷凝器5冷凝后回到工质泵1，完成一次循环；冷凝回路6将冷凝器5中的热量散发至冷源端。
[0026]将上述低温型有机朗肯循环空气热源温差发电装置用于不同条件下发电。
[0027]应用实例一，空气热蒸发器2的蒸发温度为30°C，冷凝器5冷凝温度为10°C;采用体积比为1:1的丙烷和液态二氧化碳的混合物作为循环工质。
[0028]应用实例二 ，空气热蒸发器2的蒸发温度为20°C，冷凝器5冷凝温度为0°C ;采用液态二氧化碳作为循环工质。
[0029]应用实例三，空气热蒸发器2的蒸发温度为50°C，冷凝器5冷凝温度为20°C;采用体积比为2:1的丙烷和液态二氧化碳的混合物作为循环工质。
[0030]以上实例均可实现连续循环发电。
[0031]以上公开的仅为本实用新型的具体实施例，实例中采用工质的比较如表1。
[0032]表1低温型有机朗肯循工质的特性
[0033]
【权利要求】
1.一种低温型有机朗肯循环空气热源温差发电装置，其特征在于:包括冷凝回路(6)以及通过管道依次连接成闭合回路的工质泵(I)、空气热蒸发器(2)、储气包(3)、热功动力转换机械(4)、冷凝器(5)，所述冷凝回路(6)上设有水泵(J)。
2.根据权利要求1所述的一种低温型有机朗肯循环空气热源温差发电装置，其特征在于:还包括发电机(8)，所述发电机(8)与热功动力转换机械(4)连接。
3.根据权利要求1所述的一种低温型有机朗肯循环空气热源温差发电装置，其特征在于:所述空气热蒸发器(2)的蒸发温度为20-50°C。
4.根据权利要求1所述的一种低温型有机朗肯循环空气热源温差发电装置，其特征在于:低温型有机朗肯循环空气热源温差发电装置采用临界温度在100°C以下、沸点在_40°C以下的单一或混合工质作为循环工质。
5.根据权利要求4所述的一种低温型有机朗肯循环空气热源温差发电装置，其特征在于:所述工质采用二氧化碳，或采用丙烷和二氧化碳的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种低温型有机朗肯循环空气热源温差发电装置，其特征在于:所述热功动力转换机械(4)为汽轮机或膨胀机。
7.根据权利要求6所述的一种低温型有机朗肯循环空气热源温差发电装置，其特征在于:所述膨胀机为涡旋式膨胀机、螺杆式膨胀机、离心式膨胀机或活塞式膨胀机
【文档编号】F01K25/10GK203655548SQ201320687334
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2013年11月1日
【发明者】孟宁 申请人:孟宁