專利名稱：利用熱泵驅(qū)動(dòng)的發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種發(fā)電系統(tǒng)，特別是利用熱泵驅(qū)動(dòng)熱機(jī)以產(chǎn)生 電能的發(fā)電系統(tǒng)，其中熱機(jī)可以為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)或蒸汽渦輪機(jī)。
背景技術(shù)：
斯特林循環(huán)介紹
斯特林循環(huán)為定溫?zé)醾髋c定容膨脹壓縮的過程，理想的斯特 林循環(huán)具有與卡諾循環(huán)相同的熱效率，圖1為斯特林循環(huán)的溫度 與熵關(guān)系圖，T為溫度，S為熵，1 ~ 4為4個(gè)工作狀態(tài)點(diǎn)，以下 逐一說明
1- 2定溫壓縮過程(熱量從工作流體傳遞到冷源)置換活塞 將工作流體推進(jìn)冷源后保持在頂端死點(diǎn)位置，工作流體被冷卻至 并保持在冷源溫度Tl;飛輪驅(qū)動(dòng)作功活塞壓縮工作流體，當(dāng)作功 活塞從它的底端死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到頂端死點(diǎn)時(shí)壓縮過程結(jié)束。冷源使壓 縮過程在定溫下進(jìn)行。
2- 3定容加熱過程(熱量從回?zé)崞鱾鬟f給工作流體)置換活 塞從頂端死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至底端死點(diǎn)，從而將工作流體從冷源推入熱源， 此時(shí)作功活塞靜止在它的頂端死點(diǎn)。工作流體由冷源推入熱源的 過程中，從回?zé)崞髦蝎@得其儲(chǔ)存的熱量，工作流體溫度提高到熱 源溫度Th，同時(shí)壓力升高。
3- 4定溫膨脹過程(工作流體獲得高溫?zé)嵩吹臒崃?置換活
塞將全部工作流體推入熱源之后保持在底端死點(diǎn)位置，相應(yīng)地工 作流體壓力升高到最大值。之后工作流體從高溫?zé)嵩次鼰岵⒍?膨脹，推動(dòng)作功活塞從頂端死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至底端死點(diǎn)，這一過程中作 功活塞帶動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，儲(chǔ)存機(jī)械能備用。
4-1定容冷卻過程(熱量從工作流體傳遞到回?zé)崞?作功活
塞運(yùn)動(dòng)至底端死點(diǎn)后保持靜止，置換活塞從它的底端死點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至 頂端死點(diǎn)，從而將工作流體全部推入了冷源中。工作流體從熱源
進(jìn)入冷源時(shí)加熱回?zé)崞?，其溫度降到冷源溫度Tl，壓力降低；回 熱器儲(chǔ)存工作流體從熱源帶出熱量。
斯特林循環(huán)的理論熱效率相當(dāng)接近熱機(jī)的最大理論熱效率， 也就是卡諾循環(huán)(Carnot cycle)的熱效率。由于斯特林熱機(jī)的熱端 及冷端間的溫差傳熱及熱漏等問題，目前實(shí)際的斯特林熱機(jī)的熱 效率雖然遠(yuǎn)低其理論值，但仍可達(dá)20~25%。
蒸汽渦輪機(jī)介紹
蒸汽渦輪機(jī)可利用具有低蒸發(fā)溫度的工作流體來推動(dòng)，例如 氨類或烷類等工作流體。工作流體的特性為蒸發(fā)溫度介于35。C至 60°C的范圍，而冷凝溫度介于0°C至30°C的范圍。蒸汽渦輪機(jī)的 作功方式為工作流體由熱源加熱蒸發(fā)汽化后通過蒸汽渦輪機(jī)，蒸 汽渦輪機(jī)榨取受熱汽化的工作流體的能量來作功以供發(fā)電之用。 工作流體經(jīng)過渦輪機(jī)榨取能量后降壓降溫并由冷源冷凝，接著通 過流向控制器回到熱源。蒸汽渦輪機(jī)大致以此方式作功，且其熱 效率可達(dá)30%以上。
熱泵系統(tǒng)介紹
根據(jù)熱力學(xué)第2定律，熱量無法自發(fā)性地由冷源往熱源流動(dòng)。 將熱量從冷源往熱源搬移必須輸入額外的能量，而熱泵即是用來 搬移熱量的機(jī)械。對(duì)熱泵輸入能量可使熱泵同時(shí)產(chǎn)生熱源與冷源，
以供應(yīng)冷與熱的需求，以使對(duì)熱泵所輸入的能量作充分的利用， 而達(dá)成最佳的能源利用效率。
面臨的問題
斯特林熱機(jī)因?yàn)楸旧頍醾鲉栴}，例如熱端和冷端間的溫差傳 熱、系統(tǒng)運(yùn)行中的熱漏、以及不可逆的回?zé)徇^程，勢(shì)必產(chǎn)生不可
逆的損失，從而使斯特林熱機(jī)效率低于卡諾熱機(jī)效率50%。所以 如何有效提升斯特林循環(huán)效率為當(dāng)務(wù)之急。依據(jù)熱力學(xué)的原理， 提高熱源溫度，降低冷源溫度可有效提高熱機(jī)的熱效率，使其更 具經(jīng)濟(jì)性。
在已為公眾所知的技術(shù)中，例如已揭示的美國(guó)專利 US2004/0093864A1及歐洲專利EP167470A2包含斯特林熱機(jī)的發(fā) 電系統(tǒng)，以及已揭示于美國(guó)專利US2006/0225428A1包含渦輪機(jī)的 發(fā)電系統(tǒng)，這些已知技術(shù)都必需由燃燒燃料以產(chǎn)生推動(dòng)斯特林熱 機(jī)的熱源或產(chǎn)生推動(dòng)渦輪機(jī)的蒸汽才能夠使發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)。燃燒 石化燃料不僅會(huì)造成空氣污染，而且會(huì)加劇溫室效應(yīng)。此外，以 目前對(duì)石化燃料的消耗速度，將可預(yù)見隨著石化燃料存量逐漸減 少，開采石化燃料的費(fèi)用及購(gòu)買石化燃料的成本將會(huì)變得更加昂 貴。使用燃燒石化燃料的發(fā)電系統(tǒng)將會(huì)成為問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于前述問題，本發(fā)明提出一種新穎的發(fā)電系統(tǒng)，除了能 提供有利于熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的工作條件，而且能夠降低對(duì)石化燃料的需 求，減緩溫室氣體的排放。
此外，為達(dá)成有效提高熱源溫度及降低冷源溫度的目的，進(jìn) 而提高熱機(jī)的工作效率，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)利用熱泵搬移已存在 于環(huán)境中的熱量。由此方式可以同時(shí)有效地提高熱源溫度及降低 冷源溫度，使熱機(jī)在更有利的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下運(yùn)作，并將對(duì)熱泵輸入 的能量作最佳的運(yùn)用。
本發(fā)明的內(nèi)容為 一種利用熱泵驅(qū)動(dòng)的發(fā)電系統(tǒng)，其至少包含 熱泵，其用于產(chǎn)生熱源及冷源；熱沖幾，其以熱泵所產(chǎn)生的熱源及 冷源來驅(qū)動(dòng)；及發(fā)電機(jī)組，其與熱機(jī)耦接用以發(fā)電；其中由熱源 及冷源對(duì)熱機(jī)的工作流體供熱及供冷，以使熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生機(jī)械 能，且由發(fā)電機(jī)組將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。
本發(fā)明的另一方面，熱泵可以為蒸汽壓縮式熱泵。蒸汽壓縮 式熱泵的壓縮機(jī)種類可采用離心式、螺旋式、渦巻式、往復(fù)式或 回轉(zhuǎn)式等，但壓縮機(jī)型式與種類并非本發(fā)明的限定條件。目前已 知高效率的雙效型熱泵在冷熱源溫差超過攝氏25度以上的運(yùn)轉(zhuǎn)條 件下，其性能系數(shù)COP(coefficient of performance)可達(dá)到7以上。 本發(fā)明的另一方面，熱機(jī)可以為斯特林熱機(jī)。 本發(fā)明的另一方面，熱機(jī)可以為蒸汽渦輪機(jī)，特別是利用具 有低蒸發(fā)溫度的工作流體來運(yùn)轉(zhuǎn)的蒸汽渦輪機(jī)。此渦輪機(jī)所用的 工作流體可為氨類、烷類及其它具有低蒸發(fā)溫度的流體或其組合。 本發(fā)明的另一方面，熱泵初始以啟動(dòng)電力開始運(yùn)轉(zhuǎn)。直到發(fā) 電機(jī)組產(chǎn)生足夠持續(xù)供給熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)的電力且將電力回饋至熱泵， 即可停止或逐漸減少啟動(dòng)電力的輸入，并將剩余的電能(即凈電輸 出)供應(yīng)至電力需求端，如一般工業(yè)與家庭電力需求?；蛘撸瑹岜?持續(xù)以輔助電力運(yùn)轉(zhuǎn)，而發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)生的電力全部供應(yīng)至電力 需求端。由于所產(chǎn)生的電力不回饋至熱泵，故可獲得最大的凈電 輸出。熱泵的啟動(dòng)電力及輔助電力可選自電力公司的供電、燃料 電池、蓄電池、太陽(yáng)能電池模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊或其組合。
由熱泵有效地提高斯特林熱機(jī)或蒸汽渦輪機(jī)所需的熱源溫度 并降低其所需的冷源溫度，可有效地提高熱機(jī)的熱效率。由于熱 泵是利用對(duì)熱泵輸入的能量搬移已存在于環(huán)境中的熱量，進(jìn)而產(chǎn) 生熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所需的熱源及冷源，故相較于傳統(tǒng)的燃燒石油、煤炭 及天然氣等發(fā)電方式，本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)可減少對(duì)石化燃料的需 求，可避免溫室氣體的產(chǎn)生，減緩溫室效應(yīng)對(duì)環(huán)境的沖擊。本發(fā) 明的發(fā)電系統(tǒng)確實(shí)對(duì)能源利用及溫室氣體排放等環(huán)保議題極具貢 獻(xiàn)。


圖1為斯特林循環(huán)的熱力循環(huán)溫熵圖2為本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)的第1實(shí)施例的示意圖，其中使用了
斯特林熱機(jī)；
圖3為本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)的第2實(shí)施例的示意圖4為本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)的第3實(shí)施例的示意圖，其中使用了
蒸汽渦輪機(jī)；
圖5為本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)的第4實(shí)施例的示意圖6為本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)的第5實(shí)施例的示意圖；及
圖7為本發(fā)明發(fā)電系統(tǒng)的第6實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下將以附圖并配合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)特點(diǎn)作進(jìn) 一 步地說 明，該實(shí)施例僅為較佳的范例，并非用來限定本發(fā)明的要求保護(hù) 范圍。
如圖2所示，本發(fā)明的第1實(shí)施例的發(fā)電系統(tǒng)至少包含熱泵9、 斯特林熱才幾5及發(fā)電才幾組6。
在第l實(shí)施例中，熱泵9初始以啟動(dòng)電力開始運(yùn)轉(zhuǎn)后，隨即 開始搬移已存在于環(huán)境中的熱量，于是產(chǎn)生熱源及冷源。熱泵的啟動(dòng)電力可選自電力公司的供電、燃料電池、蓄電池、太陽(yáng)能電 池模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊或其組合。由熱源及冷源對(duì)斯特林熱機(jī)5 的工作流體供熱及供冷，以使斯特林熱機(jī)9運(yùn)轉(zhuǎn)。接著，斯特林
熱機(jī)5帶動(dòng)與其耦接的發(fā)電機(jī)組6,以產(chǎn)生電力。直到發(fā)電機(jī)組6 所產(chǎn)生的電力足夠供熱泵9運(yùn)轉(zhuǎn)且將電力回饋至熱泵，即可停止 或逐漸減少啟動(dòng)電力的輸入，并將發(fā)電機(jī)組6產(chǎn)生的剩余電力(凈 電輸出)供應(yīng)至電力需求端。
圖3顯示本發(fā)明的第2實(shí)施例，其與第1實(shí)施例的差別在于 此例中的發(fā)電機(jī)組6并不將電力回饋給熱泵9。如此，將可獲得最 大的凈電輸出。熱泵9則是持續(xù)以輔助電力運(yùn)轉(zhuǎn)，輔助電力可選 自電力公司的供電、電池、太陽(yáng)能電池模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊或其 組合。
有別于前述使用斯特林熱機(jī)的第1及第2實(shí)施例，在本發(fā)明 的第3實(shí)施例中使用了蒸汽渦輪機(jī)12作為發(fā)電系統(tǒng)中的熱機(jī)。如 圖4所示，第3實(shí)施例的發(fā)電系統(tǒng)至少包含熱泵9、蒸汽渦輪機(jī) 12及發(fā)電機(jī)組6。蒸汽渦輪機(jī)工作流體13在一封閉式的循環(huán)中與 熱泵9的熱源7及冷源8作熱交換。蒸汽渦輪機(jī)工作流體13較佳 地由具有低蒸發(fā)溫度的流體所構(gòu)成，例如氨類、烷類、其它低蒸 發(fā)溫度的流體或其組合。熱泵9的熱源溫度大約在35至60°C ,冷 源溫度則大約在0至35°C 。由于蒸汽渦輪機(jī)工作流體13具有低蒸 發(fā)溫度特性，所以蒸汽渦輪機(jī)工作流體13可由熱源7加熱后蒸發(fā) 汽化。接著，汽化的蒸汽渦輪機(jī)工作流體13通過蒸汽渦輪機(jī)12, 并由蒸汽渦輪機(jī)12將蒸汽渦輪機(jī)工作流體13所帶有的能量榨取 出來。通過蒸汽渦輪機(jī)12后，蒸汽渦輪機(jī)工作流體13的溫度及 壓力進(jìn)一步下降，接著流經(jīng)冷源8并在此冷凝。形成液態(tài)的蒸汽 渦輪機(jī)工作流體13被進(jìn)一步往熱源7傳送。較佳地，在蒸汽渦輪機(jī)工作流體13從冷源8往熱源7的路徑 上設(shè)置流向控制器10，其可防止在熱源7汽化的蒸汽渦輪機(jī)工作 流體13由于壓力升高的緣故而逆向地朝冷源8流動(dòng)，而且有助于 將蒸汽渦輪機(jī)工作流體13從冷源8往熱源7傳送。流向控制器10 亦可為供液泵。
蒸汽渦輪機(jī)12大致是以上述的方式來運(yùn)轉(zhuǎn)。如同第1實(shí)施例， 熱泵9初始以啟動(dòng)電力開始運(yùn)轉(zhuǎn)后，隨即開始搬移已存在于環(huán)境 中的熱量，如空氣、水或土壤等，于是產(chǎn)生熱源7及冷源8。熱泵 9的啟動(dòng)電力可選自電力公司的供電、燃料電池、蓄電池、太陽(yáng)能 電池模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊或其組合。蒸汽渦輪機(jī)12帶動(dòng)與其耦接 的發(fā)電機(jī)組6 ，以產(chǎn)生電力。直到發(fā)電機(jī)組6所產(chǎn)生的電力足夠供 熱泵9運(yùn)轉(zhuǎn)且將電力回饋至熱泵，即可停止或逐漸減少啟動(dòng)電力 的輸入，并將發(fā)電機(jī)組6產(chǎn)生的剩余電力(凈電輸出)供應(yīng)至電力需 求端。
如圖5所示，本發(fā)明的第4實(shí)施例為根據(jù)第3實(shí)施例的另一 修改例。如同第2實(shí)施例，發(fā)電機(jī)組6并不將電力回饋給熱泵9。 如此，將可獲得最大的凈電輸出。熱泵9則是持續(xù)以輔助電力運(yùn) 轉(zhuǎn)，輔助電力可選自電力公司的供電、電池、太陽(yáng)能電池模塊、 風(fēng)力發(fā)電模塊或其組合。
在第3實(shí)施中，蒸汽渦輪機(jī)工作流體13的路徑為直接通過熱 泵9,并由熱泵9的工作流體直接對(duì)蒸汽渦輪機(jī)工作流體13加熱 及冷卻。簡(jiǎn)言之，熱泵是以直接熱傳方式對(duì)熱機(jī)的工作流體供熱 及供冷。由于蒸汽渦輪機(jī)工作流體13直接與熱泵9的工作流體作 熱交換，好處是熱傳損失少且熱傳效率高。然而這樣的配置可能 會(huì)有不易維修保養(yǎng)的缺點(diǎn)。
因此，在此提出本發(fā)明的第5實(shí)施例，其為根據(jù)第3實(shí)施例的另一修改例，如圖6所示。在第5實(shí)施例中，透過熱傳組件11與熱泵9的工作流體作熱交換而在熱泵9外部形成外部熱源7，及 外部冷源8'。蒸汽渦輪機(jī)工作流體13為由外部熱源7'及外部冷源 8'供熱及供冷。熱傳組件11可以為熱管或熱非等向性材料等。熱 傳組件11亦可由已知的熱交換器或熱傳流體回路所構(gòu)成。簡(jiǎn)言之， 熱泵以間，接熱傳方式對(duì)熱機(jī)的工作流體供熱及供冷。這樣的好處 是設(shè)備的安裝及維修保養(yǎng)較為容易。再者，透過中間的熱傳組件， 蒸汽渦輪機(jī)與熱泵的配置較不容易受限制。然而，這樣會(huì)有較多 的熱傳損失。
第5實(shí)施例的運(yùn)作方式大致與第3實(shí)施例相同。熱泵9初始 以啟動(dòng)電力開始運(yùn)轉(zhuǎn)，隨即開始搬移已存在于環(huán)境中的熱量。透 過熱傳組件11在熱泵9外側(cè)產(chǎn)生外部熱源7'及外部冷源8，。熱泵 9的啟動(dòng)電力可選自電力公司的供電、燃料電池、蓄電池、太陽(yáng)能 電池模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊或其組合。由外部熱源7'及外部冷源8， 對(duì)蒸汽渦輪機(jī)工作流體13供熱及供冷以驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)12。蒸汽 渦輪機(jī)12帶動(dòng)與其耦接的發(fā)電機(jī)組6，以產(chǎn)生電力。直到發(fā)電機(jī) 組6所產(chǎn)生的電力足夠供熱泵9運(yùn)轉(zhuǎn)且將電力回饋至熱泵，即可 停止或逐漸減少啟動(dòng)電力的輸入，并將發(fā)電;f幾組6產(chǎn)生的剩余電 力(凈電輸出)供應(yīng)至電力需求端。
如圖7所示，本發(fā)明的第6實(shí)施例為根據(jù)第5實(shí)施例的另一 修改例。發(fā)電機(jī)組6并不將電力回饋給熱泵9。如此，將可獲得最 大的凈電輸出。熱泵9則是持續(xù)以輔助電力運(yùn)轉(zhuǎn)，輔助電力可選 自電力公司的供電、燃料電池、蓄電池、太陽(yáng)能電池模塊、風(fēng)力 發(fā)電模塊或其組合。
雖然在上述的實(shí)施例中，發(fā)電機(jī)組與熱機(jī)是各自分離的裝置， 但是也可將發(fā)電機(jī)組與熱機(jī)整合成單 一 模塊。
相較于其它種類的熱機(jī)，適用于本發(fā)明的斯特林熱機(jī)及蒸汽 渦輪機(jī)具有更好的熱效率。由于蒸汽渦輪機(jī)直接產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)， 不須由連桿機(jī)構(gòu)將往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此蒸汽渦輪機(jī)具 有極佳的熱效率， 一般而言可達(dá)30%以上。斯特林熱機(jī)的實(shí)際熱
效率可達(dá)25%。
斯特林熱機(jī)為 一種能夠以任何形式的熱源及冷源來運(yùn)轉(zhuǎn)，也 就是只要有溫差即可使斯特林熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，斯特林熱機(jī)特別 適合結(jié)合熱泵以供發(fā)電之用。在蒸汽渦輪機(jī)中使用具有低蒸發(fā)溫 度的工作流體，使得能夠以熱泵驅(qū)動(dòng)蒸汽渦輪機(jī)。
根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)，由熱泵與熱機(jī)的結(jié)合，可以進(jìn)一步 有效提高斯特林熱機(jī)或蒸汽渦輪機(jī)的熱效率。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)電 系統(tǒng)，在發(fā)電過程將不會(huì)燃燒石化燃料，故可減少溫室氣體的排 放，減緩溫室效應(yīng)對(duì)環(huán)境的沖擊。
以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不局限本發(fā)明的實(shí)施范圍， 即不偏離權(quán)利要求保護(hù)范圍所作的均等的變化與修飾，應(yīng)仍屬本
發(fā)明涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種利用熱泵驅(qū)動(dòng)的發(fā)電系統(tǒng)，其至少包含一熱泵，其用于產(chǎn)生一熱源及一冷源；一熱機(jī)，其以該熱泵所產(chǎn)生的熱源及冷源來驅(qū)動(dòng)；及一發(fā)電機(jī)組，其與該熱機(jī)耦接用以發(fā)電；其中由該熱源及該冷源對(duì)該熱機(jī)的一工作流體供熱及供冷，使得該熱機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)而產(chǎn)生機(jī)械能，且由發(fā)電機(jī)組將機(jī)械能轉(zhuǎn)變成電能。
2. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中該熱機(jī)為一斯特林熱機(jī)。
3. 如權(quán)利要求1所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中該熱機(jī)為一蒸汽渦輪機(jī)。
4. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中在該蒸汽渦輪機(jī)的工作 流體從該冷源往該熱源的路徑上，進(jìn)一步設(shè)置一流向控制器，其 用于防止由該熱源汽化的工作流體逆向地朝該冷源流動(dòng)。
5. 如權(quán)利要求3所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中用于該蒸汽渦輪機(jī)的工 作流體系氨類、烷類、具低蒸發(fā)溫度的流體或其組合。
6. 如權(quán)利要求5所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中在該蒸汽渦輪機(jī)的工作 流體從該冷源往該熱源的路徑上，進(jìn)一步設(shè)置一流向控制器，其 用于防止由該熱源汽化的工作流體逆向地朝該冷源流動(dòng)。
7. 如權(quán)利要求1~6中任 一 項(xiàng)所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中該熱機(jī)的工 作流體直接地與該熱泵作熱交換。
8. 如權(quán)利要求7所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中該熱泵為一蒸汽壓縮式 熱泵。
9. 如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中該熱機(jī)的工作流體為間接地由 一 熱傳組件與該熱泵作熱交換。
10. 如權(quán)利要求9所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中該熱泵為一蒸汽壓縮式熱泵。
11. 如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中該熱泵初 始以一啟動(dòng)電力啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，啟動(dòng)電力可選自電力公司的供電、燃 料電池、蓄電池、太陽(yáng)能電池模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊或其組合，直 到該發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生足夠持續(xù)供給該熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)的電力且將電力回饋 至該熱泵，停止或逐漸減少該啟動(dòng)電力的輸入，并將該發(fā)電機(jī)組 的剩余電能供應(yīng)至電力需求端。
12. 如權(quán)利要求11所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中該熱泵為一蒸汽壓縮 式熱泵。
13. 如權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中該熱泵持 續(xù)以一輔助電力運(yùn)轉(zhuǎn)，該輔助電力可選自電力公司的供電、燃料 電池、蓄電池、太陽(yáng)能電池模塊、風(fēng)力發(fā)電模塊或其組合，而該 發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)生的電力全部供應(yīng)至一電力需求端。
14. 如權(quán)利要求13所述的發(fā)電系統(tǒng)，其中該熱泵為一蒸汽壓縮 式熱泵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用熱泵(heat pump)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電系統(tǒng)，以啟動(dòng)電力或輔助電力使熱泵產(chǎn)生熱源(heat source)與冷源(cold source)，經(jīng)由熱源的供熱與冷源的供冷以推動(dòng)熱機(jī)(heat engine)產(chǎn)生機(jī)械能，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生電能。發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)生的電能除了可以持續(xù)回饋供給熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)使用外，并將剩余的電力供應(yīng)電力需求端，如一般工業(yè)或家庭電力需求。此發(fā)電系統(tǒng)所使用的熱機(jī)可以為斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)或蒸汽渦輪機(jī)，其中斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率可達(dá)20～25％，蒸汽渦輪機(jī)的熱效率可達(dá)30％以上。此發(fā)電系統(tǒng)所使用的熱泵可以為蒸汽壓縮式熱泵。在所產(chǎn)生冷熱源溫差超過攝氏25度以上的運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，蒸汽壓縮式熱泵的性能系數(shù)COP(coefficient of performance)可達(dá)到7以上。
文檔編號(hào)F01K27/00GK101201007SQ20061016238
公開日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2006年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月14日
發(fā)明者煒 方, 蕭晴彥, 黃東盛 申請(qǐng)人:方 煒;蕭晴彥;黃東盛