[实用新型]一种空气能发电装置

说明书

技术领域

本实用新型属于新能源发电技术领域，具体涉及以一种空气能发电装置。

背景技术

随着经济的发展，资源环境问题日益突出。近年来“节能减排”、“大气污染治理”工作已经成为国家政府的工作重点，低碳环保将是城镇发展的必须坚持的原则，在发展经济的同时大力发展清洁能源和可再生能源、调整能源结构将是我国今后相当长一段时间内的主要任务。

空气能热泵就是利用空气中的能量来产生热能，其超高的能效比受到人们的青睐，空气能热泵技术现今已在我国得到广泛应用，目前正向更大型化、更高的能效比和更低的环境使用温度等方向上发展。

空气能热泵技术是目前比较先进的新能源技术，其原理是利用电能带动气体压缩机工作，来驱动冷媒进行逆卡诺循环，逆卡诺循环低温时做功吸热，高温时做负功放热，将功转换为热，包括4个步骤：绝热膨胀，在这个过程中系统对环境作功，降温； 等温膨胀，在这个过程中系统从低温环境中吸收热量，同时对环境做与该热量等量的功； 绝热压缩，在这个过程中系统对环境作负功，升温； 等温压缩，系统恢复原来状态，在这个过程中系统向高温环境中放出热量，同时环境向系统做与该热量等量的功，即负功。

空气能热泵技术的代表如空气能热水器，包括热泵循环系统，所述热泵循环系统包括通过管道依次连接的蒸发器、冷凝器、压缩机和工质泵，工质泵连通蒸发器，通过蒸发器将空气中大量的低品位热能（空气中的热量）通过压缩机和冷媒，转变为高品位的热能（很容易利用的热量，例如：热水、燃料燃烧发出的热量等），其能效比至少达到1:4以上，目前，公知的空气能热水器采用热泵系统富集空气、 水中的低温，再用于供给热水器。空气能热水器初始状态时需要与市电连接启动，且该空气能热水器中的蒸发器易结霜，需要耗费大量的能量来除霜，同时也只能利用其来生产热水，不能解决当前能源日益缺乏的问题，也不能够达到资源利用的最大化。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种空气能发电装置，以解决现有技术的空气能热泵技术的蒸发器易结霜，且需要市电提供动力，同时功能较为单一的问题。

本方案中的一种空气能发电装置，包括热泵循环系统，所述热泵循环系统包括通过管道依次连接的蒸发器、冷凝器、压缩机和工质泵，所述工质泵连通蒸发器；发电装置还包括太阳能供电系统和膨胀发电机组，所述太阳能供电系统包括光伏太阳能板和并网逆变器，所述光伏太阳能板通过线缆连接并网逆变器，所述并网逆变器电连接有主控板，所述主控板连接有蓄电池，所述主控板还连接在压缩机上；所述膨胀发电机组设置在蒸发器和工质泵之间的管道上，所述蒸发器的外壁套设有干燥网。

本实用新型的工作原理：一种空气能发电装置，包括热泵循环系统、太阳能供电系统和膨胀发电机组，工质泵内流通氮气或其它混合冷媒工质，光伏太阳能板吸收太阳能，将其转换成电能，通过并网逆变器转变压力后送主控板和市电网，主控板连接蓄电池和压缩机，蓄电池的电能用以给压缩机供能，使压缩机做工，驱动冷媒工质进行逆卡诺循环，蒸发器将空气中大量的低品位热能（空气中的热量）通过压缩机和冷媒介质转变为高品位的热能，成为高压气态工质，然后高压气态工质进入膨胀发电机组膨胀做功发电；膨胀发电机组出口是低温低压工质，低温低压工质作冷源通过冷凝器进一步吸收空气中的热能后流向压缩机，膨胀发电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温高压工质作热源流向冷凝器放热冷凝，膨胀发电机组利用温差做功发电。而冷凝工质再经工质泵压入蒸发器，吸收低温环境流体—空气中的热能加热液态工质成为高压气态工质，然后高压气态工质又进入膨胀发电机组膨胀做功发电，这样形成了封闭循环系统。在蒸发器放热过程中，蒸发器的外壁温度降低，降低到零摄氏度以下，外界空气中的水蒸汽遇冷凝结成霜，粘附在蒸发器外壳上，通过设置套设在蒸发器上的干燥网，利用干燥剂等介质吸收蒸发器外部空气中的水蒸汽，使水蒸汽无法凝结粘附结霜，以此达到无霜的目的，避免还需要花费其他电能用于除霜，以此达到提高能效比的目的。

本实用新型的有益效果是：充分利用太阳能、空气能热泵技术和低温发电技术这3项技术，将光能和空气能有机结合，很好地解决了现有空气能热泵技术及类似技术产品中只是简单的作为热源使用，产品用途单一，适用范围较窄的问题，极大地拓宽了空气能热泵技术和的应用领域，为实现节能减排提供了一条有效的途径；同时将太阳能发电供给压缩机动力，避免外接电源，采用在蒸发器外部套设干燥网，吸取空气中的水分，以此避免结霜。