專利名稱：利用常溫下水中的熱能的發(fā)電系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能源及電力技術(shù)領(lǐng)域，具體指采用汽液相變的冷、熱泵組合技術(shù)汲取常溫水中的熱能并轉(zhuǎn)換成溫差能，然后采用汽液相變發(fā)電機組將溫差能轉(zhuǎn)換成電能的一種技術(shù)裝置。
背景技術(shù)：
據(jù)預(yù)測到本世紀五十年代，世界上的三大主要能源(石油、煤、天然氣)都將耗盡，目前如太陽能、風能等多種新的能源均不能從根本上解決能源危機問題?？茖W家認為氫能在21世紀最有可能成為一種終結(jié)能源；然而舉世矚目的ITER計劃，其投入相當巨大(初步投入100億歐元)，并且剛進入研發(fā)階段，結(jié)果很難預(yù)測。
人們都知道太陽能是地球上萬物能源之源，但其到達地面的能量分散，難以被集中利用，而地球上70％是水面，并且水的熱容很高1.0Carl/g.℃，所以海洋不僅是一個巨大的太陽能量接收器，同時也是一個巨大的能量存儲器；長期以來人們一直希望能把海洋等水中的熱能提取出來利用。
早在采用逆卡諾循環(huán)的空調(diào)、冰箱等產(chǎn)品問世后，人們發(fā)現(xiàn)制熱和制冷過程不是能量轉(zhuǎn)換的過程，不受能量轉(zhuǎn)換效率極限100％的制約，在汽液相變過程中，用很少的電可以搬運很多的熱量，從而形成一定的溫差能；所以很早就有人想利用逆卡諾循環(huán)形成的溫差能來發(fā)電，但由于低溫差發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率太低，根本無法開發(fā)出這樣的發(fā)電裝置。
后來隨著低溫差汽液相變發(fā)電機組和汽液相變熱泵技術(shù)的進步，人們又看到了從常溫水中汲取熱能來發(fā)電可以成功的一縷曙光，有人申請了相關(guān)專利(如申請?zhí)?00410097600公開的“利用熱泵和雙流體循環(huán)發(fā)電設(shè)備的能量源技術(shù)方案”)。但是這種將相變熱泵技術(shù)與相變發(fā)電技術(shù)簡單組合的方法，從實際工程技術(shù)水平來分析是不可能成為獨立發(fā)電系統(tǒng)的。通常熱泵產(chǎn)生的溫差在40℃左右，此時，汽液相變發(fā)電機的效率極低，一般不超過20％。在水冷的情況下，熱泵或冷泵的性能系數(shù)一般小于5.0，則，性能系數(shù)×低溫差發(fā)電效率＜5.0×20％＝100％，即系統(tǒng)自身發(fā)出的電能小于自身消耗的電能，因此系統(tǒng)不可能成立。即使轉(zhuǎn)換效率略高于20％，系統(tǒng)也沒有實用價值。
我們經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，同時使用熱泵和冷泵兩個逆卡諾循環(huán)，就可以使熱泵和冷泵單個系統(tǒng)在同樣的溫差(如40℃)下，不降低性能系數(shù)，而能產(chǎn)生二倍或更高的溫差能，根據(jù)現(xiàn)有的低溫差汽液相變發(fā)電機組在這一溫差下的轉(zhuǎn)換效率，就可以制造出一種能夠利用常溫下水中熱能的發(fā)電系統(tǒng)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有的工程技術(shù)水平下，從技術(shù)上提出一種將常溫下水中的熱能轉(zhuǎn)換成方便人們使用的電能等的技術(shù)方案。
一、關(guān)于利用常溫下水中的熱能發(fā)電的基本原理人們知道，再高的溫度，如果沒有溫差，是不可能對外做功的，實際上溫差能才是可以用于做功的能。熱泵或冷泵工作的過程就是產(chǎn)生溫差的過程，而這個過程不是能量轉(zhuǎn)換過程，不受能量轉(zhuǎn)換效率極限100％的制約，而是受逆卡諾循環(huán)效率的制約，其效率用COP值來表示或稱作性能系數(shù)，制熱時就叫制熱系數(shù)，制冷時就叫制冷系數(shù)，它是制熱或制冷量和輸入功率的比率。在汽液相變過程中，冷媒或熱媒介質(zhì)在高氣壓下液化時產(chǎn)生大量的液化熱，而在低氣壓汽化時吸收大量的汽化熱，使得較少的電能可以搬運較多的熱能，形成較高的溫差能。已大量使用的熱泵熱水器利用的就是這個原理。
目前汽液相變發(fā)電機組的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)比較成熟，并且效率很高，其工作原理是熱能傳遞給蒸汽設(shè)備(換熱/加熱)中的熱源介質(zhì)(低溫工質(zhì))，熱源介質(zhì)吸熱蒸發(fā)成帶有熱壓差的汽液混相蒸汽流體，進入動力機內(nèi)降溫降壓膨脹做功，將熱能轉(zhuǎn)換為機械動力能，驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電；用液壓泵把做功冷凝后的液態(tài)熱源介質(zhì)返回蒸汽設(shè)備，再換熱/加熱，如此循環(huán)往復(fù)。
附圖1所示是一種理想的利用常溫下水中的熱能發(fā)電的系統(tǒng)示意圖，首先輔助啟動系統(tǒng)提供電力，讓具有汽液相變能力的這樣一個熱泵系統(tǒng)制熱輸出；在制熱過程中，熱泵系統(tǒng)向水中吸收熱量；熱泵系統(tǒng)輸出的熱能和降溫的水之間的溫差能通過熱傳導(dǎo)器等提供給發(fā)電系統(tǒng)(即低溫差汽液相變發(fā)電機組)，當發(fā)電機組正常運轉(zhuǎn)后，把外部電力斷開，讓系統(tǒng)發(fā)出的電能一部分反饋給熱泵系統(tǒng)維持其工作，多出部分的電力輸出；那么常溫下水中的熱能用于發(fā)電的裝置就實現(xiàn)了。系統(tǒng)從常溫下水中吸取能量并轉(zhuǎn)換為電力輸出成功的關(guān)鍵，是發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電能大于整個系統(tǒng)自身消耗的電能。
二、關(guān)于利用常溫下水中的熱能發(fā)電理論分析(一)熱泵溫差及其性能系數(shù)分析逆卡諾循環(huán)形成的溫差一般不高。熱泵溫差Δt＝輸出溫度一環(huán)境溫度，而Δt×COP有個最大值。換句話說，很高的性能系數(shù)就不可能產(chǎn)生高的溫差；反之，產(chǎn)生很高的溫差就不可能有很高的性能系數(shù)。特別是熱泵的冷凝器溫度不能太高，溫度太高后不僅會降低制熱系數(shù)，同時影響熱泵的使用壽命。之所以眾多的熱泵熱水器產(chǎn)品的出水溫度一般最高為65℃，是以年平均氣溫為25℃，最佳溫差為40℃來設(shè)定的。
熱泵利用的是空氣中的熱能(風冷式)，即通過工質(zhì)吸收空氣中的常溫熱源制熱的，如市場銷售的JKR系列產(chǎn)品的制熱系數(shù)最大達4.0。水冷式空調(diào)在制熱時，實際也是一個熱泵，是工質(zhì)吸收常溫水中的熱能。根據(jù)資料風冷式和水冷式空調(diào)的制冷系數(shù)分別為分體式空調(diào)系統(tǒng)(風冷式)其制冷系數(shù)較低，一般為2.6～3.0；水冷式機組的制冷系數(shù)較高，一般大于5.0；系統(tǒng)在制冷的同時，也產(chǎn)生同樣當量的熱，而機組自身耗電產(chǎn)生的熱不便于利用，所以實際有效制熱系數(shù)近似等于制冷系數(shù)，空調(diào)產(chǎn)生的溫差遠小于40℃。經(jīng)對上述數(shù)據(jù)綜合評定常溫的水作為熱泵系統(tǒng)的熱源，在溫差40℃時的制熱系數(shù)約為5.0。換言之，消耗1度電，可以產(chǎn)生相當于5度電產(chǎn)生的熱能。
通過熱傳導(dǎo)器把熱泵的溫差能傳導(dǎo)給相變發(fā)電機組時，由于熱傳導(dǎo)器自身熱阻的影響，到達相變發(fā)電機組的溫差能要有一定損失，因此溫差在40℃左右時，系統(tǒng)有效制熱系數(shù)要小于5.0。
(二)關(guān)于低溫差相變發(fā)電機組的內(nèi)效率分析對于低溫差的熱能發(fā)電機組，汽液混相蒸汽流體發(fā)電機組的轉(zhuǎn)換效率是最高的，特別是人們將布雷頓回熱技術(shù)(如附圖2中45)應(yīng)用到汽液流體動力發(fā)電機組后使其效率大大提高。資料表明目前我國已有一些企業(yè)生產(chǎn)這類汽液相變發(fā)電機組，其單機容量從100-1500kw有十多種；其熱源溫度在90-1 90℃間或熱源溫度略小于90℃等情況下，在40-100％負荷時發(fā)電內(nèi)效率可高達65-80％。
上述汽液流體動力發(fā)電機組效率高的根本原因，是系統(tǒng)可按照熱力學三角形循環(huán)原理工作，即布雷頓循環(huán)回熱應(yīng)用技術(shù)。其中相當部分的汽化熱和液化熱相互抵消，熱損失小，效率比無回熱的朗肯循環(huán)高出60％。但如果溫差太低，發(fā)電機組的轉(zhuǎn)換效率是很低的。據(jù)報道海洋溫差發(fā)電機組是用氨作為低溫工質(zhì)的，日本已有小型實驗電站，美國做了較全面的研究，低溫差20～27℃時系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率僅有6.8～9％，加上發(fā)出的電大部分還要用于抽水……而6.8～9％轉(zhuǎn)換效率已代表目前國際最高水平，對于40℃左右溫差，按溫差和效率之間是線性關(guān)系來推算，其轉(zhuǎn)換效率約為40℃÷27℃×9％≈13％，那么考慮非線性因素影響也很難使其轉(zhuǎn)換效率大于20％。
(三)對附圖1所示的利用常溫下水的熱能發(fā)電系統(tǒng)的判斷對于40℃左右溫差，熱泵的制熱系數(shù)×低溫差發(fā)電效率＝5.0×13％＝65％＜1.0，即系統(tǒng)自身發(fā)的電能小于自身消耗的電能，因此系統(tǒng)不可能成立。即使轉(zhuǎn)換效率達20％，熱泵的制熱系數(shù)×低溫差發(fā)電效率＝5.0×20％＝100％＝1，或稍大于1，系統(tǒng)也沒有實用價值。另外，這種系統(tǒng)在環(huán)境溫度較低時，制熱系數(shù)和發(fā)電機組的轉(zhuǎn)換效率都將減小。因此，該系統(tǒng)在上述條件下是不可能實現(xiàn)的。
(四)關(guān)于提高系統(tǒng)發(fā)電效率的根本方法分析附圖1所示系統(tǒng)的問題是相變發(fā)電機組在低溫差時效率太低。一般來看有兩種解決辦法其一是提高發(fā)電機組轉(zhuǎn)換效率，但在如此低溫差下，目前的發(fā)電效率已接近極限值，所以轉(zhuǎn)換效率不可能提高很多。其二是提高熱泵的溫差，但與此同時制熱系數(shù)降低了，系統(tǒng)的整體轉(zhuǎn)換效率并沒有提高。
鑒于上述分析，本發(fā)明的解決方案是同時使用兩個泵，即一個用于制熱，另一個用于制冷，若設(shè)定熱泵制熱和冷泵制冷時溫度與環(huán)境的溫差都是40℃，讓冷、熱泵間的(溫差約為80℃)溫差能提供給相變發(fā)電機組，那么相變發(fā)電機組可有更高的發(fā)電內(nèi)效率。正所謂“量變到質(zhì)變”，這樣一個突破性技術(shù)方案，在不影響制熱或制冷性能系數(shù)而且有利于提高這個性能系數(shù)的情況下，讓逆卡諾循環(huán)產(chǎn)生的溫差高一倍，使得汽液相變發(fā)電機組可以很好地應(yīng)用布雷頓回熱技術(shù)。根據(jù)上述的汽液流體動力發(fā)電機組中的相關(guān)信息，選擇適當?shù)牡蜏責嵩唇橘|(zhì)，發(fā)電內(nèi)效率至少為65％。
如附圖2所示系統(tǒng)，在冷泵系統(tǒng)制冷過程中同時產(chǎn)生的熱可以被熱泵再利用，所以熱泵系統(tǒng)的制熱系數(shù)要遠大于5.0。保守估計其系統(tǒng)性能系數(shù)(制熱和制冷)平均值可大于6.0。整個系統(tǒng)的發(fā)電系數(shù)為η＞溫差性能系數(shù)×發(fā)電內(nèi)效率×系統(tǒng)效率(假定90％)＝6.0×0.65×0.9＝3.5，顯然系統(tǒng)發(fā)電效率提高了很多。
(五)附圖2所示系統(tǒng)利用常溫下水的熱能發(fā)電的可行性分析上述分析的數(shù)據(jù)基本取自兩家以上企業(yè)的產(chǎn)品介紹，因此，其具有真實性和可操作性；整個系統(tǒng)的發(fā)電系數(shù)η＞3.5，表明耗1度電，至少可以發(fā)3.5度電；斷開輔助啟動裝置后，系統(tǒng)反饋部分電能給冷、熱泵組及相關(guān)控制器使用，總系統(tǒng)不需要其他電力可以持續(xù)運行，并且還可以輸出一部分電能。則凈輸出電能的轉(zhuǎn)換系數(shù)近似為η凈＝3.5-1.0＝2.5。
這里不排除分析的數(shù)據(jù)存在有少許偏差或其他一些未知因素沒有考慮到的可能性，即使偏差一倍，至少系統(tǒng)的發(fā)電系數(shù)η′＝3.5÷2＝1.75＞1.0。因此本系統(tǒng)完全可以作為獨立發(fā)電機組應(yīng)用。
三、本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題以及采用的技術(shù)方案1.通過采用汽液相變的冷、熱泵組合技術(shù)構(gòu)成的溫差能發(fā)生器。從常溫下的水中提取能量轉(zhuǎn)換成溫差能的同時，不降低性能系數(shù)(COP)，但使輸出的溫差增加了一倍，大大提高了溫差能轉(zhuǎn)換系數(shù)。
2.構(gòu)成溫差能發(fā)生器的汽液相變冷、熱泵系統(tǒng)以及汽液相變發(fā)電系統(tǒng)，通過布雷頓循環(huán)的回熱技術(shù)，使溫差能發(fā)生器的性能系數(shù)和汽液相變發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率都得到提高。
3.汽液相變冷泵系統(tǒng)制冷后產(chǎn)生的熱量經(jīng)熱力管道再提供給熱泵系統(tǒng)制熱，進一步提高了溫差能發(fā)生器的平均性能系數(shù)。
4.根據(jù)不同季節(jié)的水溫變化，通過其切換系統(tǒng)裝置，將常溫水流入冷泵和熱泵系統(tǒng)的先后順序變換，則可平衡熱泵和冷泵的輸出溫度，使相變發(fā)電機組的低溫工質(zhì)工作在最佳狀態(tài)。降低了氣候變化對系統(tǒng)性能的影響。
5.正是由于上述幾項關(guān)鍵技術(shù)的采用，使得系統(tǒng)在借助輔助電力啟動后，系統(tǒng)發(fā)出的電能遠大于系統(tǒng)自身消耗的電能；當把輔助電力斷開后，系統(tǒng)不僅靠反饋回來的電力持續(xù)運行，還可以輸出一部分電能或動力。


圖1為一種理想的常溫水熱能的發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明常溫水熱能的發(fā)電系統(tǒng)裝置一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖中設(shè)備標號說明1.進出水系統(tǒng)；11.閥門、12.閥門、13.閥門、14.閥門；2.汽液相變冷泵系統(tǒng)；21.冷凝器、22.壓縮機、23.蒸發(fā)器、24.節(jié)流閥、25.回熱器；3.汽液相變熱泵系統(tǒng)；31.蒸發(fā)器、32.壓縮機、33.冷凝器、34.節(jié)流閥、35.回熱器；
4.汽液相變發(fā)電系統(tǒng)；41.汽化器、42.發(fā)電機組、43.液化器、44.液泵閥、45.回熱器；51.熱傳導(dǎo)器；52.熱傳導(dǎo)器；6.輔助啟動及電力輸出系統(tǒng)裝置；61.常開和常閉開關(guān)組、62.常閉開關(guān)；7.熱力管道。
具體實施例方式以下結(jié)合附圖2對本發(fā)明作進一步的描述一種利用常溫下水中熱能的發(fā)電系統(tǒng)裝置，系統(tǒng)由進出水系統(tǒng)1、汽液相變冷泵系統(tǒng)2、汽液相變熱泵系統(tǒng)3、汽液相變發(fā)電系統(tǒng)4、溫差能熱傳導(dǎo)器51和熱傳導(dǎo)器52、輔助電力啟動和輸出裝置6以及熱力管道7組成，其特點是至少由一組汽液相變冷泵系統(tǒng)2與汽液相變熱泵系統(tǒng)3組合的溫差發(fā)生器構(gòu)成。其中，汽液相變冷泵系統(tǒng)2的冷凝器21與汽液相變熱泵系統(tǒng)3的經(jīng)熱力管道7連接。
在構(gòu)成汽液相變冷泵系統(tǒng)2和汽液相變熱泵系統(tǒng)3及汽液相變發(fā)電系統(tǒng)4的熱力系統(tǒng)中分別至少設(shè)置一個回熱器25、回熱器35和回熱器45。
本發(fā)明工作流程是汽液相變冷泵系統(tǒng)2是通過水冷方式把冷凝器21產(chǎn)生的熱量帶走，讓蒸發(fā)器23產(chǎn)生大量的冷量，壓縮機22和節(jié)流閥24是冷泵系統(tǒng)實現(xiàn)逆卡諾循環(huán)的基本部件，回熱器25是系統(tǒng)讓壓縮前需要預(yù)熱的冷媒和冷凝后需降溫的冷媒相互交換熱量，以提高系統(tǒng)制冷系數(shù)，對于40℃左右溫差下的冷泵，效果明顯。汽液相變熱泵系統(tǒng)3是通過水熱方式把蒸發(fā)器31產(chǎn)生的冷量帶走的，讓冷凝器33產(chǎn)生大量的熱量，壓縮機32和節(jié)流閥34是熱泵系統(tǒng)實現(xiàn)逆卡諾循環(huán)的基本部件，回熱器35的作用同上，可以明顯提高系統(tǒng)的制熱系數(shù)。
汽液相變發(fā)電系統(tǒng)4中，汽化器41讓工質(zhì)得到熱量形成高溫高壓汽體，液化器43是讓內(nèi)部工質(zhì)液化和氣壓降低，從而使發(fā)電機組42的內(nèi)部動力機兩端形成氣壓差，以便高溫高壓汽態(tài)工質(zhì)膨脹做功，將熱能轉(zhuǎn)換為機械動力能驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。液泵閥44只需要消耗很少的電力，就可以把同樣摩爾量的液態(tài)工質(zhì)從低壓區(qū)送到高壓區(qū)。回熱器45主要作用是讓系統(tǒng)工質(zhì)汽化時所吸收的熱量來源于其液化時放出的熱，以提高溫差能的轉(zhuǎn)換效率，效果相當明顯。
本發(fā)明的一個實施例中，熱傳導(dǎo)器51是通過油類等介質(zhì)的循環(huán)把蒸發(fā)器23的冷量傳遞給液化器43的；熱傳導(dǎo)器52是通過油類等介質(zhì)的循環(huán)把冷凝器33的熱量傳遞給汽化器41的。
本發(fā)明所述的回熱器25、回熱器35、回熱器45都是依據(jù)布雷頓循環(huán)的回熱利用技術(shù)的具體應(yīng)用。實質(zhì)上回熱器25、回熱器35、回熱器45和熱力管道7也是余熱技術(shù)在系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)用的具體體現(xiàn)。
所述的熱力管道7的作用是把冷凝器21放出的熱通過冷卻水(溫度高于常溫)把熱量傳遞給蒸發(fā)器31，等效于使汽液相變熱泵系統(tǒng)3的溫差降低了，從而提高制熱量，也等效于提高了溫差能發(fā)生器的性能系數(shù)。
本發(fā)明所述的系統(tǒng)裝置的運行過程是當整個系統(tǒng)安裝完畢后，首先依靠輔助電力讓進出水系統(tǒng)1和熱傳導(dǎo)器51和熱傳導(dǎo)器52運行起來，然后按下開關(guān)61使常開開關(guān)閉合，汽液相變冷泵系統(tǒng)2和汽液相變熱泵系統(tǒng)3開始工作，分別制冷和制熱；蒸發(fā)器23產(chǎn)生的冷量通過熱傳導(dǎo)器51傳遞給液化器43，冷凝器33產(chǎn)生的熱量通過熱傳導(dǎo)器52傳遞給汽化器41，由于汽化器41的溫度升高，內(nèi)部工質(zhì)形成高溫高壓氣體，而液化器43的溫度降低，內(nèi)部工質(zhì)部分液化，部分形成低溫低壓氣體，這時溫差能轉(zhuǎn)換為氣壓能，通過發(fā)電機組42的內(nèi)動力機的膨脹做功，氣壓能轉(zhuǎn)換為動力能，驅(qū)動發(fā)電機組42的發(fā)電機發(fā)電。在液化器43中的液態(tài)工質(zhì)通過液壓泵44，只要消耗很少的電量就可以由液化器43中的低氣壓區(qū)返回到汽化器41中的高氣壓區(qū)，然后循環(huán)往復(fù)工作。當發(fā)電機組42能正常工作后，使開關(guān)61常開開關(guān)斷開，這時61閉開關(guān)閉合，發(fā)電機組42發(fā)出的電能就反饋給了汽液相變冷泵系統(tǒng)2和汽液相變熱泵系統(tǒng)3及其它用電設(shè)備，這兩個系統(tǒng)將持續(xù)工作，同時多余的電可以通過電力輸出系統(tǒng)裝置6輸出。這時進出水系統(tǒng)1流入常溫的水，流出低溫的水，其中的能量轉(zhuǎn)換成電能輸出了。
當進出水系統(tǒng)1流入的水溫偏高時，冷泵系統(tǒng)2產(chǎn)生的冷量和熱泵系統(tǒng)3產(chǎn)生的熱量不匹配，將影響汽液相變發(fā)電系統(tǒng)4中工質(zhì)的工況。據(jù)此，通過由閥門11、閥門12、閥門13和閥門14組成的進出水系統(tǒng)1切換裝置，其中進出水系統(tǒng)1經(jīng)閥門12與蒸發(fā)器31和冷凝器21及閥門13串接；就可以適度提高冷泵系統(tǒng)2的制冷系數(shù)，使汽液相變發(fā)電系統(tǒng)4中的工質(zhì)工作在最佳狀態(tài)；當進出水系統(tǒng)1流入的水溫偏低時，進出水系統(tǒng)1經(jīng)閥門11與冷凝器21和蒸發(fā)器31及閥門14串接，就可以適度提高熱泵系統(tǒng)3的制熱系數(shù)。
綜上所述，本發(fā)明的主要技術(shù)優(yōu)勢及特點1.本發(fā)明是通過使常溫下水(海水或淡水)降溫而從中汲取能量，并轉(zhuǎn)換為方便人們使用的電能或動力的，降溫后的海水、淡水可以自動吸收太陽能或周圍空氣中的熱量回到常溫。因此本能源是可以循環(huán)再生，并且取之不盡，用之不竭的。
2.技術(shù)應(yīng)用過程無污染物，清潔環(huán)保。
3.采用本發(fā)明的技術(shù)裝置，具有如下技術(shù)優(yōu)勢a.在高的制熱和制冷性能系數(shù)下，產(chǎn)生二倍以上的溫差能，大大提高了發(fā)電機組轉(zhuǎn)換效率。
b.冷泵制冷過程中產(chǎn)生的熱再供熱泵使用，提高了冷、熱泵組的平均性能系數(shù)。
c.在不同季節(jié)下，汽液相變發(fā)電機組的低溫工質(zhì)都可以通過其進出水系統(tǒng)切換裝置使其工作在最佳狀態(tài)。
d.由于冷、熱泵組使用各自的壓縮機，因此可采取錯時啟動和切換壓縮機的方法，減小其對電網(wǎng)以及自身發(fā)電系統(tǒng)的負載沖擊。
4.發(fā)電成本低，產(chǎn)出的電力成本低于現(xiàn)有的火力發(fā)電成本。
5.應(yīng)用領(lǐng)域廣，作為能源，不僅可以用于發(fā)電，還可以用于造船業(yè)、汽車工業(yè)和其他需要電力及動力的眾多行業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種利用常溫下水中的熱能的發(fā)電系統(tǒng)裝置，系統(tǒng)由進出水系統(tǒng)(1)、汽液相變冷泵系統(tǒng)(2)、汽液相變熱泵系統(tǒng)(3)、汽液相變發(fā)電系統(tǒng)(4)、溫差能熱傳導(dǎo)器(51)和熱傳導(dǎo)器(52)、輔助電力啟動和輸出裝置(6)以及熱力管道(7)組成，其特征是至少由一組汽液相變冷泵系統(tǒng)(2)與汽液相變熱泵系統(tǒng)(3)組合的溫差能發(fā)生器構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的利用常溫下水中的熱能的發(fā)電系統(tǒng)裝置，其特征是汽液相變冷泵系統(tǒng)(2)的冷凝器(21)與汽液相變熱泵系統(tǒng)(3)的蒸發(fā)器(31)經(jīng)熱力管道(7)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的利用常溫下水中的熱能的發(fā)電系統(tǒng)裝置，其特征是在構(gòu)成汽液相變冷泵系統(tǒng)(2)和汽液相變熱泵系統(tǒng)(3)及汽液相變發(fā)電系統(tǒng)(4)的熱力系統(tǒng)中分別至少設(shè)置一個回熱器(25)、回熱器(35)和回熱器(45)。
4.如權(quán)利要求1-3任一所述的利用常溫下水中的熱能的發(fā)電系統(tǒng)裝置，由閥門(11)、閥門(12)、閥門(13)和閥門(14)組成的進出水系統(tǒng)(1)切換裝置，其特征是進出水系統(tǒng)(1)經(jīng)閥門(11)與冷凝器(21)和蒸發(fā)器(31)及閥門(14)串接；或進出水系統(tǒng)(1)經(jīng)閥門(12)與蒸發(fā)器(31)和冷凝器(21)及閥門(13)串接。
全文摘要
本發(fā)明是一種利用常溫下水中的熱能的發(fā)電系統(tǒng)裝置，系統(tǒng)是采用相變冷、熱泵組合技術(shù)從常溫水中汲取熱量轉(zhuǎn)換成溫差能，再經(jīng)相變發(fā)電機組把溫差能轉(zhuǎn)換成電能的一種技術(shù)裝置。其主要由進出水系統(tǒng)；至少一組相變冷、熱泵系統(tǒng)；相變發(fā)電系統(tǒng)；連接熱力系統(tǒng)的熱傳導(dǎo)器；輔助電力啟動及輸出系統(tǒng)組成。關(guān)鍵是采用熱泵和冷泵組合技術(shù)產(chǎn)生二倍左右的溫差能，并應(yīng)用布雷頓循環(huán)提高冷、熱泵系統(tǒng)的性能系數(shù)及相變發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率。本系統(tǒng)經(jīng)輔助裝置啟動后，即從常溫的水(海水或淡水)中汲取熱能并轉(zhuǎn)換為電力或動力，除部分維持系統(tǒng)自身運行的需要外，多余的能量可供輸出。采用本發(fā)明將為解決人類能源危機提供重大技術(shù)貢獻。
文檔編號F03G7/00GK101025146SQ20071003922
公開日2007年8月29日 申請日期2007年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月6日
發(fā)明者李書剛, 陳朝暉 申請人:李書剛, 陳朝暉