一种基于热平衡机器的相变发电系统的制作方法

本实用新型涉及发电技术领域，尤其是一种基于热平衡机器的相变发电系统。

背景技术：

众所周知，空调尤其是中央空调系统、冷库或数据中心等制冷设备在具体工作的时候会产生大量的热量，因此进行冷却处理，以保证制冷设备的有效工作。传统的冷却方式有多种方式，常用的是通过水冷实现冷却降温。例如制冷设备设置有水冷回路，即制冷设备产生的热水经过水冷回路后实现降温并回流至制冷设备。然而，在具体冷却的时候，往往是将空调传导出来的热量散失在大气环境中，便造成了浪费。

而另外一些方面，在实际生产、生活中，存在有基于相变材料的相变发电机，这类相变发电机通过相变材料吸热气化后进入内部，实现热交换，实现发电。

因此，需要一种技术能够将空调输出的热量回收利用并应用于相变发电机中。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型提出一种基于热平衡机器的相变发电系统，目的在于回收空调的热量并用于发电，避免能源浪费。

为了解决上述的技术问题，本实用新型提出的基本技术方案为：

一种基于热平衡机器的相变发电系统，包括：

制冷机，被配置为具有热媒输出端和冷媒回流端，该热媒输出端连通热水管的第一端，所述冷媒回流端连通冷水管的第一端；

相变发电机，被配置为具有相变输入端、相变输出端和电力输出端；以及

热平衡机器，被配置为具有采热输入端、采热输出端、供热输出端和供热回流端；

其中，所述采热输入端通过第一管与所述热水管连通用以接收制冷机输出的热水供所述热平衡机器采热，所述采热输出端通过第二管与所述冷水管连通用以将经过热平衡机器温降后的冷水回流至所述制冷机，所述供热输出端通过第三管与所述相变输入端连通用以将高温的气化的相变材料输入相变发电机，所述供热回流端通过第四管与所述相变输出端连通用以接收经过相变发电机采热后温降的相变材料并回流热平衡机器。

进一步的，所述第三管和第四管处均设置有单向阀门以实现供热输出端、相变输入端、相变输出端以及供热回流端的单向循环形成相变材料发电回路。

进一步的，所述相变材料在相变材料发电回路工作过程始终为气态。

进一步的，所述热平衡机器的采热输出端输出的热水温度为恒温33℃。

进一步的，所述热水管的第二端和冷水管的第二端分别连通至冷却水塔形成散热回路；

其中，热水管上连接第一三通阀，该第一三通阀与所述第一管连通，冷水管上连接第二三通阀，该第二三通阀与第二管连通。

进一步的，所述制冷机具有室内冷机和冷风盘机，所述室内冷机具有供冷端和供冷回流端，其中，供冷端与所述冷风盘机的供冷输入端连通，所述供冷回流端与所述冷风盘机的热回流端连通。

进一步的，热平衡机器的供热输出端和供热回流端通过第三管和第四管与一换热器形成换热回路，其中，该换热器的输出端与所述相变发电机的相变输入端和相变输出端连通形成相变材料发电回路，该相变材料发电回流内具有相变材料。

进一步的，所述电力输出端与电力网络电连接。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的技术方案提出一种基于热平衡机器的相变发电系统，包括制冷机、相变发电机和热平衡机器，制冷机被配置为具有热媒输出端和冷媒回流端，该热媒输出端连通热水管的第一端，所述冷媒回流端连通冷水管的第一端；相变发电机被配置为具有相变输入端、相变输出端和电力输出端；热平衡机器被配置为具有采热输入端、采热输出端、供热输出端和供热回流端；其中，所述采热输入端通过第一管与所述热水管连通用以接收制冷机输出的热水供所述热平衡机器采热，所述采热输出端通过第二管与所述冷水管连通用以将经过热平衡机器温降后的冷水回流至所述制冷机，所述供热输出端通过第三管与所述相变输入端连通用以将高温的气化的相变材料输入相变发电机，所述供热回流端通过第四管与所述相变输出端连通用以接收经过相变发电机采热后温降的相变材料并回流热平衡机器。本技术通过热平衡机器采集制冷机的热量用于热平衡机器的工作，热平衡机器的供热端实现将相变材料气化并传输至相变发电机，该相变发电机便可发电。由于采集了制冷机的输出的热量，实现了能量的回收利用，并用于相变发电机的发电，相变发电机产生的电力可以传输至电网或用于热平衡机器的使用，这样在实现对制冷机散热的同时，实现能量的回收，减少浪费。

附图说明

图1为一种基于热平衡机器的相变发电系统的实施例一的结构示意图；

图2为一种基于热平衡机器的相变发电系统的实施例二的结构示意图。。

具体实施方式

下面将结合附图1至附图2对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

实施例1：

参见图1，本实施例提出一种基于热平衡机器的相变发电系统，其包括制冷机10、相变发电机20和热平衡机器30。

参见图1，其中，所述制冷机10用于产生冷气供不同场合使用。该制冷机10例如可以是中央空调、冷库或数据中心制冷系统。其中，在本实施例中，所述制冷机10采用液冷方式实现冷却。优选，在本实施例中，采用水冷方式。具体的，该制冷机10被配置为具有热媒输出端101和冷媒回流端102，该热媒输出端101连通热水管103的第一端，所述冷媒回流端102连通冷水管104的第一端。即该制冷机10产生的热水将由所述热媒输出端101向外输出，所述热水散热冷却后得到的冷水将由冷水管104回流至所述冷媒回流端102内。详细的，所述制冷机10具有室内冷机105和冷风盘机106，所述室内冷机105具有供冷端107和供冷回流端108，其中，供冷端107与所述冷风盘机106的供冷输入端连通，所述供冷回流端108与所述冷风盘机106的热回流端连通。所述室内冷机105用于产生冷源，所述冷风盘机107采集所述冷源并输出冷风。具体的，所述热媒输出端101和冷媒回流端102即设置在室内冷机105处。具体工作的时候，所述室内冷机105产生冷源，与此同时也输出热量，即该热量通过热媒输出端101向外输出以实现降温。所述冷风盘机106用于接收所述室内冷机105的冷源，并将冷源转换为冷风向外吹。具体的，室内冷机105产生的冷源为冷水，其通过供冷端107传输至冷风盘机106内，冷风盘机106采集冷水的冷源，并吹出冷风，经过采集冷源后的冷水温度升高，例如由7℃升高至15℃，温度升高的冷水将由供冷回流端108回流至室内冷机105内，这样便形成了供冷循环回路。其中，应当注意，所述室内冷机105和冷风盘机106可以采用公知的技术实现。

其中，相变发电机20被配置为具有相变输入端201、相变输出端202和电力输出端203。应当理解，本实施例中，所述相变发电机20可以采用公知的技术实现。

具体的，热平衡机器30采用现有的公知技术实现，其具有热采集循环回路和供热输出循环回路，即通过热采集循环回路实现采集较高温度介质的热量，输出较低温度的介质，通过供热输出循环回路实现对外输出热量(例如该供热输出循环回路内置相变材料)。详细的，该热平衡机器30被配置为具有采热输入端301、采热输出端302、供热输出端303和供热回流端304；其中，所述采热输入端301通过第一管305与所述热水管103连通用以接收制冷机10输出的热水供所述热平衡机器30采热，所述采热输出端302通过第二管306与所述冷水管104连通用以将经过热平衡机器30温降后的冷水回流至所述制冷机10，所述供热输出端303通过第三管307与所述相变输入端201连通用以将高温的气化的相变材料输入相变发电机20，所述供热回流端304通过第四管308与所述相变输出端202连通用以接收经过相变发电机20采热后温降的相变材料并回流热平衡机器30。即本实施例中，所述采热输入端301、采热输出端302与制冷机的热媒输出端101、冷媒回流端102形成采热回路，通过该采热回路实现采集制冷机10输出的热量，实现能量的回收利用，供所述热平衡机器30的使用，以此达到能量回收、降低能耗的目的。其中，所述供热输出端303、相变输入端201、相变输出端202和供热回流端304形成相变材料相变回路。该相变材料相变回路内存有相变材料，当相变材料在热平衡机器30内受热时气化，气化后的相变材料蒸汽进入所述相变发电机20内，在该相变发电机20内被吸收热量降温，以此供相变发电机20发电需要的热量。在相变发电机20内被吸热的相变材料降温并液化为液体或转变为温度角度的气体，并最后回流至热平衡机器30内。即通过该相变材料相变回路实现了相变发电机20的发电。优选的，本实施例中，所述相变材料在相变材料发电回路工作过程始终为气态。即通过提高热平衡机器30输出的相变材料的温度来保证经过相变发电机20的温度。例如热平衡机器30输出的相变材料蒸汽温度为85℃，经过相变发电机20温降的形变材料蒸汽温度为65℃。通过维持相变材料蒸汽在相变材料相变回路的循环，能够提高效率。

总之，本实施例中，通过热平衡机器30与制冷机10的连通实现了对制冷机10的降温处理，同时实现能量的回收利用；并将回收的能量通过热平衡机器30的运作产生高温输出以实现相变发电机20的发电，起到能量回收的有效利用。整体上，起到能量回收利用，降低能耗。

另外，为了保证相变材料在相变材料发电回路单向传输，所述第三管307和第四管308处均设置有单向阀门以实现供热输出端303、相变输入端201、相变输出端302以及供热回流端304的单向循环形成相变材料发电回路。即通过单向阀门保证相变材料在发电回路中沿热输出端303、相变输入端201、相变输出端302以及供热回流端304的回路循环流动。

为了保证给制冷机10模拟工作在恒定环境温度下，所述热平衡机器30的采热输出端302输出的热水温度为恒温33℃，该33℃的热水相当于大气环境25℃工况下的运行。具体该温度由热平衡机器30控制，而该功能是热平衡机器30本身固有的功能。通过恒定冷媒温度即相当于保证制冷机10的冷媒输入温度恒定，即相当于制冷机10具有恒定的环境温度，这样能够大大降低制冷机10的耗电。

另外一方面，为了实现多重散热的交替运行，保证不同场合的使用，所述热水管103的第二端和冷水管104的第二端分别连通至冷却水塔40形成散热回路；其中，热水管103上连接第一三通阀50，该第一三通阀50与所述第一管305连通，冷水管104上连接第二三通阀60，该第二三通阀60与第二管306连通。即所述制冷机10的热媒输出端101输出的热水可通过第一三通阀50连通至冷却水塔40或接入热平衡机器30。采用本技术，在不需要发电或热平衡机器30故障的情况下通过冷却水塔40对制冷机10进行冷却。当需要发电或降低噪音时段(例如晚上)，则可以将制冷机10的热水引入至热平衡机器30内。

其中，本实施例中，所述电力输出端203与电力网络电连接。即相变发电机20转化的电力引入电网中，供热平衡机器30或制冷机10的使用，或通过电网直接向外输出。

实施例2

参见图2，本实施例与实施例1大体结构相同，唯一区别在于热平衡机器30的供热输出端303通过一换热器70实现将热平衡机器30的热量转换后再与相变发电机20实现热交互。具体的，热平衡机器30的供热输出端303和供热回流端304通过第三管307和第四管308与一换热器70形成换热回路。即该第三管307的输出端与换热器70的换热输入端连通，换热器70的换热输出端与第四管308连通。其中在该换热回路内存有水，通过水在换热回路中将热平衡机器30输出的热量传输给换热器70。即该换热器70吸取热平衡机器30输出的热水的热量。其中，该换热器70的输出端与所述相变发电机20的相变输入端201和相变输出端202连通形成相变材料发电回路，该相变材料发电回流内具有相变材料。即换热器70将热平衡机器30吸取的热量传导至相变材料发电回路以将相变材料气化为蒸汽，供相变发电机20使用。

通过本实施例，先通过转换器70实现能量的转换，解决无法直接将相变材料导入热平衡机器30使用的情形的问题。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。