[发明专利]一种低温差空气热能发电系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种发电装置，尤其是一种一种低温差空气热能发电系统。

背景技术

电能绝大部分都来源于太阳，不管风能、水能、生物能还是化石能源 --煤炭、石油、天然气、可燃冰。在能源日益紧张的今天，新的可再生绿色洁净电能利用技术日益受到重视。现在，新能源中，水力、风力等太阳能动力发电技术以及太阳光发电的直接利用技术 -光电池、镜面聚热发电技术已相当成熟 ；水力发电开发潜力已不大 ；而风力、太阳光太过分散，使得风力、太阳光发电的直接利用占地面积庞大、一次性投资极高。地球大气每天都在吸收并发散太阳的能量，而吸收太阳光热能的环境流体 -空气中、水中的太阳热能几乎取之不尽用之不竭，因而人们都在加紧研究新的间接利用太阳能热能的环境流体 -空气中、水中的热力发电技术。其中低温太阳能热力发电技术是最有潜力前途的高新技术。目前，公知的热泵式一种低温差空气热能发电系统采用热泵系统富集空气中、水中的低温太阳热能再采用朗肯循环系统发电。其中热泵系统主要包括压缩机、冷凝器、节流器、蒸发器 ；朗肯循环发电系统主要包括冷凝器、循环泵、蒸发器、膨胀发动机、发电机。该热泵式低温太阳能热力发电技术不仅热泵运行需消耗能量，而且朗肯循环发电系统的冷凝器所消耗热量会流出发电系统不被有效利用。它结构复杂、投资高、尤其热效率低。

发明内容

为了克服现有的热泵式一种低温差空气热能发电系统结构复杂、投资高、尤其热效率低的不足，本发明提供一种一种低温差空气热能发电系统，该一种低温差空气热能发电系统无热泵系统，热效率高、结构简单、投资低、成本低。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是 ：该一种低温差空气热能发电系统主要包括吸热器、膨胀发动机组、发电机、内部换热器、压缩机组、气液分离器、工质泵 ；它还包括系统内相

连接的管道、附件及检测和控制装置，密闭系统内有工质 ；发电机与膨胀发动机相连。吸热器能吸收低温环境流体 -空气中、水中的热能加热液态工质成为气态工质，然后进入膨胀

发动机组膨胀做功，带动发电机发电 ；初级膨胀发动机出口是低温工质，低温工质通过内部换热器吸热后流向次级膨胀发动机膨胀做功，再流向压缩机，膨胀发动机组出口压力由压

缩机的入口压力决定 ；经过压缩机压缩的高压工质流向内部换热器放热冷凝，再流入气液

分离器，其中气体部分经压缩机加压，其中液体部分经工质泵压入吸热器吸收低温环境流体 -空气中、水中的热能加热液态工质成为气态工质，然后共同进入膨胀发动机组膨胀做功，带动发电机发电，这样形成了封闭循环系统。该一种低温差空气热能发电系统的压缩机也可以是多级压缩机组。该一种低温差空气热能发电系统膨胀发动机主轴和压缩机主轴之间也可以通过离合器相连接。该一种低温差空气热能发电系统的工质可以是单组分工质或分步液化的多组分工质。该一种低温差空气热能发电系统也可以安装于车船及其他机械设备作为直接动力装置或充电装置。该一种低温差空气热能发电系统副产冷气。本发明的有益效果是，该一种低温差空气热能发电系统无热泵系统，热效率高、结构简单、投

资低、成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

附图1是本发明实施例的工作流程示意图。

图中 1.吸热器 2.初级膨胀发动机 3.发电机 4.内部换热器 5.次级膨胀发动机

6.发电机 7.压缩机 8.气液分离器 9.工质泵 10.压缩机。

具体实施方式

在附图所示实施例中，该一种低温差空气热能发电系统主要包括吸热器 (1)、初级膨胀发动机(2)、发电机 (3)、内部换热器 (4)、次级膨胀发动机 (5)、发电机 (6)、压缩机 (7)、气液分离器 (8)、工质泵 (9)、压缩机 (10)；它还包括系统内相连接的管道、附件及检测和控制装置，密闭系统内有工质 ；发电机 (3)与初级膨胀发动机 (2)相连，发电机 (6)与次级膨胀发动机(5)相连。吸热器 (1)能吸收低温环境流体 -空气中、水中的热能加热液态工质成为气态工质，然后进入初级膨胀发动机 (2)膨胀做功，带动发电机 (3)发电 ；初级膨胀发动机 (2)出口是低温工质，低温工质通过内部换热器 (4)吸热后流向次级膨胀发动机 (5)膨胀做功，再流向压缩机 (7)；次级膨胀发动机 (5)出口压力由压缩机 (7)的入口压力决定 ；经过压缩机(7)压缩的高压工质流向内部换热器 (4)放热冷凝，再流入气液分离器 (8)，其中气体部分经压缩机 (10)加压，其中液体部分经工质泵 (9)压入吸热器 (1)吸收低温环境流体 -空气中水中的热能加热液态工质成为气态工质，然后共同进入初级膨胀发动机 (2)膨胀做功，带动发电机 (3)发电 ；这样形成了封闭循环系统。该一种低温差空气热能发电系统的压缩机 (7)、压缩机 (10)也可以是多级压缩机组。该一种低温差空气热能发电系统初级膨胀发动机 (2)、次级膨胀发动机 (5)主轴和压缩机 (7)、压缩机 (10)主轴之间也可以通过离合器相连接。