一種溫差發(fā)電的方法及實(shí)現(xiàn)本方法的深井水溫差發(fā)電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種溫差發(fā)電的方法及實(shí)現(xiàn)本方法的深井水溫差發(fā)電機(jī)，方法如下：一、構(gòu)建由工質(zhì)泵、蒸發(fā)器、汽輪機(jī)、冷凝器依次連接而成的工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)；二、抽取較低溫的深井水與流經(jīng)冷凝器內(nèi)的氣態(tài)工質(zhì)進(jìn)行熱交換，氣態(tài)工質(zhì)釋放熱量冷凝成液態(tài)工質(zhì)進(jìn)入工質(zhì)泵；三、蒸發(fā)器內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)與較高溫的空氣進(jìn)行熱交換，液態(tài)工質(zhì)吸收熱量蒸發(fā)成高壓氣態(tài)工質(zhì)進(jìn)入汽輪機(jī)，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，做功后的廢蒸汽再用深層地下水液化完成一個(gè)循環(huán)。從而實(shí)現(xiàn)能源的循環(huán)再用，既清潔又環(huán)保，為能源短缺的今天提供了一個(gè)完美的解決方案，值得推廣使用。
【專利說明】一種溫差發(fā)電的方法及實(shí)現(xiàn)本方法的深井水溫差發(fā)電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種利用深層冷井水液化低沸點(diǎn)工質(zhì)從而吸收空氣或者水中的太陽能做功來發(fā)電的機(jī)器。
【背景技術(shù)】
[0002]能源問題現(xiàn)在是困擾我國的一個(gè)大難題，而太陽能是一個(gè)取之不盡，用之不竭，再生又無污染的巨大能源。我們知道，地球上的空氣和水儲存了巨大的太陽能熱能，是一個(gè)人類取之不盡，用之不竭的太陽能熱倉庫。
[0003]海水溫差發(fā)電就是從海水這個(gè)太陽能熱倉庫中吸取熱能而做功發(fā)電的機(jī)器。在海水溫差發(fā)電中，人們在沿海的海面上錨定一個(gè)巨大的漂浮發(fā)電機(jī)或在海邊陸上安裝發(fā)電機(jī)，它從海底500?1000米深處的約4?7°C的冷海水(冷源)抽上來，把低沸點(diǎn)工質(zhì)氨或氟利昂等液化，然后使低沸點(diǎn)工質(zhì)吸收表層約25?28°C的溫海水(熱源)中的熱能產(chǎn)生蒸汽，從而驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)出電力。做功后的廢蒸汽再用深層的冷海水冷卻變回液態(tài)，然后再去吸收表層海水的熱能重新變回蒸汽再去做功，完成一個(gè)循環(huán)。
[0004]本發(fā)明的《深井水溫差發(fā)電機(jī)》就是根據(jù)這個(gè)原理而設(shè)計(jì)。本機(jī)器把深層約90米深的、溫度約4°C的地下水(冷源)抽出來，從而使低沸點(diǎn)工質(zhì)氨或氟利昂等液化，然后用地面30°C左右的河水、湖水或空氣(熱源)使低沸點(diǎn)工質(zhì)汽化產(chǎn)生蒸汽，從而驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)出電力。做功后的廢蒸汽再用深層地下水液化完成一個(gè)循環(huán)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種利用深層冷井水液化低沸點(diǎn)工質(zhì)從而吸收河水、湖水或空氣中的熱能而做功發(fā)電的機(jī)器。
[0006]方法步驟如下:
[0007]( I)用深井水泵把90米深處的約4°C的冷水抽上來進(jìn)入冷凝器。
[0008](2)深冷井水在冷凝器中把低沸點(diǎn)工質(zhì)氨或氟利昂液化。
[0009](3)液態(tài)的氨或氟利昂由工質(zhì)泵送入蒸發(fā)器，吸收河湖水或空氣中的熱能汽化成
高壓蒸汽。
[0010](4)高壓的氨或氟利昂蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電力。
[0011](5)做功后的氨或氟利昂廢蒸汽再次返回冷凝器被再次液化，循環(huán)上述步驟。
[0012]以下是實(shí)施本方法的兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理:
[0013]第一種結(jié)構(gòu)是一個(gè)閉式循環(huán)系統(tǒng)，沒有采用開式或混合式循環(huán)系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，深井水泵把深層約90米左右測算的地下水溫常年在4°C左右(如蘇州地下深度約90處的水溫為5.238°C)，這些冷井水抽上來后進(jìn)入冷凝器，冷凝器于是把低沸點(diǎn)工質(zhì)氨或氣昂昂等冷凝為液體，然后由工質(zhì)泵送蒸發(fā)器，在蒸發(fā)器里，溫河湖水泵把溫度約28°C左右的溫河湖水送入蒸發(fā)器里。在夏天，我國不少地方的河水、湖水一般都能達(dá)到28°C以上的溫度。于是，低沸點(diǎn)工質(zhì)就在蒸發(fā)器里吸收河湖水中的熱能變成高壓蒸汽，這些高壓蒸汽于是就進(jìn)入汽輪機(jī)，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電力。做功后的廢蒸汽再被送入冷凝器，于是低沸點(diǎn)工質(zhì)氨或氟里昂等再次被冷凝為液體，再由工質(zhì)泵送入蒸發(fā)器里吸收河湖水中的熱量汽化成蒸汽再去做功發(fā)電完成一個(gè)循環(huán)。
[0014]第二種結(jié)構(gòu)也是一個(gè)閉式循環(huán)系統(tǒng)，也沒采用開式或混合式循環(huán)系統(tǒng)。在這個(gè)閉式循環(huán)系統(tǒng)中，與實(shí)施方式I最大不同之處是它使低沸點(diǎn)工質(zhì)吸收空氣中的熱能而不是吸收河湖水中的熱能而做功，在炎熱的夏天，我國不少地區(qū)的空氣溫度可達(dá)到40°C左右，遠(yuǎn)高于此時(shí)當(dāng)?shù)睾雍臏囟取Ａ硗?，它能使我國西北缺水地區(qū)和其他缺水地區(qū)也能使用這種機(jī)器做功發(fā)電，從而大大擴(kuò)大了制造此類機(jī)器的地理范圍，減少了制約此類機(jī)器制造的地理?xiàng)l件，而且，抽取的地下水用完后即作為生活用水和灌溉用水，從而能部分解決缺水地區(qū)的水源問題。
[0015]在這個(gè)吸取空氣中熱能而做功的閉式循環(huán)系統(tǒng)中，深井水泵I把90米左右的、溫度約4°C左右的深層地下水抽上來，進(jìn)入冷凝器，把低沸點(diǎn)工質(zhì)氨或氟利昂等冷凝為液體，然后由工質(zhì)泵送去蒸發(fā)器，蒸發(fā)器是一個(gè)螺旋狀的管道網(wǎng)，能與外界空氣良好接觸，于是液態(tài)的低沸點(diǎn)工質(zhì)就與溫度在40°C左右的外界熱空氣進(jìn)行熱交換，吸收空氣中的熱能而汽化成高壓蒸汽，這些高壓蒸汽于是就進(jìn)入汽輪機(jī)，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電力。做功后的廢蒸汽再被送入冷凝器，于是低沸點(diǎn)工質(zhì)氨或氟里昂等再次被冷凝回液體，再由工質(zhì)泵送去管網(wǎng)狀蒸發(fā)器，吸收空氣中的熱量再次變回高壓蒸汽再去驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)做功發(fā)出電力，完成一個(gè)循環(huán)。地下水在冷凝器完成熱交換后可把冷凝水收集起來作生活用水和灌溉用水，從而能部分解決缺水地區(qū)的水資源問題。
[0016]與海水溫差發(fā)電相比，除了相同的取之不盡，用之不竭，再生雙無污染這些優(yōu)點(diǎn)夕卜，深井深井水溫差發(fā)電更具有優(yōu)勢?？梢韵胂?，在海面上安裝漂浮發(fā)電機(jī)是多么費(fèi)力的事，即使在海邊建設(shè)，近海邊處就要有近千米深的海溝才行，這才能把五百米以下的深冷海水抽上來，同時(shí)還要找海水表層溫度達(dá)到28°C的地方才行。而深井水發(fā)電愛地理環(huán)境的制約要小得多，發(fā)電機(jī)從海上搬到陸地，適應(yīng)的地理范圍大大擴(kuò)大，造價(jià)也大大降低，并可小型化。且溫度在4°C左右的深層地下水幾乎是無處不在，所以只要地面有28°C左右的溫灑水、溫湖水或暖空氣作熱源，保證冷熱源的溫差在20°C左右就行。據(jù)海水溫差發(fā)電的實(shí)踐測算結(jié)果表明，機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中要損耗掉9°C的溫差能量，而有工程意義有經(jīng)濟(jì)效益的溫差能量必須保證有11°C以上的溫差才行，所以兩個(gè)熱源的溫差必須達(dá)到20°C以上。
[0017]可能有人會(huì)問:熱力學(xué)三大定律中的第二定律說:“不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用功而不產(chǎn)生其他影響?！庇谑怯胁簧偃司湾e(cuò)誤地理解為:不可能從大氣或水中取熱而制成發(fā)電機(jī)。本發(fā)明的深井水溫差發(fā)電機(jī)就是從水或空氣中的熱能取熱的，這是否違反了熱力學(xué)第二定律呢？當(dāng)然，答案是否定的，因?yàn)楸M管海水溫差發(fā)電是從表層海水取熱而做功，但海水溫差發(fā)電表層溫海水是一個(gè)“熱源”，從海洋深處把冷海水抽上來又創(chuàng)造出一個(gè)“冷源”，于是就有了兩熱源，所以它并不是從單一熱源取熱。本文深井水發(fā)電機(jī)也是如此，它從灑湖水或空氣這個(gè)熱源中取熱，是一個(gè)“熱源”，又從地下深處把冷井水抽上來創(chuàng)造出一個(gè)“冷源”，于是也有了兩個(gè)熱源，也不是從單一熱源取熱。所以它也完全符合熱力學(xué)第二定律。
【專利附圖】

【附圖說明】[0018]下面結(jié)合附圖和本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0019]圖1為本發(fā)明的實(shí)施本方法的第一種發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0020]圖2為本發(fā)明的實(shí)施本方法的第二種發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，在這個(gè)系統(tǒng)中，深井水泵11把深層約90米左右測算的地下水溫常年在4°C左右(如蘇州地下深度約90處的水溫為5.2380C )，這些冷井水抽上來后進(jìn)入冷凝器12，冷凝器12于是把低沸點(diǎn)工質(zhì)氨或氣昂昂等冷凝為液體，然后由工質(zhì)泵13送蒸發(fā)器14，在蒸發(fā)器14里，溫河湖水泵15把溫度約28°C左右的溫河湖水送入蒸發(fā)器14里。在夏天，我國不少地方的河水、湖水一般都能達(dá)到28°C以上的溫度。于是，低沸點(diǎn)工質(zhì)就在蒸發(fā)器14里吸收河湖水中的熱能變成高壓蒸汽，這些高壓蒸汽于是就進(jìn)入汽輪機(jī)16，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)16做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)17發(fā)出電力。做功后的廢蒸汽再被送入冷凝器12，于是低沸點(diǎn)工質(zhì)氨或氟里昂等再次被冷凝為液體，再由工質(zhì)泵13送入蒸發(fā)器14里吸收河湖水中的熱量汽化成蒸汽再去做功發(fā)電完成一個(gè)循環(huán)。
[0022]如圖2所示，在這個(gè)吸取空氣中熱能而做功的閉式循環(huán)系統(tǒng)中，深井水泵21把90米左右的、溫度約4°C左右的深層地下水抽上來，進(jìn)入冷凝器22，把低沸點(diǎn)工質(zhì)氨或氟利昂等冷凝為液體，然后由工質(zhì)泵23送去蒸發(fā)器24，蒸發(fā)器24是一個(gè)螺旋狀的管道網(wǎng)，能與外界空氣良好接觸，于是液態(tài)的低沸點(diǎn)工質(zhì)就與溫度在40°C左右的外界熱空氣進(jìn)行熱交換，吸收空氣中的熱能而汽化成高壓蒸汽，這些高壓蒸汽于是就進(jìn)入汽輪機(jī)25，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)25做功帶動(dòng)發(fā)電機(jī)26發(fā)出電力。做功后的廢蒸汽再被送入冷凝器22，于是低沸點(diǎn)工質(zhì)氨或氟里昂等再次被冷凝回液體，再由工質(zhì)泵23送去管網(wǎng)狀蒸發(fā)器24，吸收空氣中的熱量再次變回高壓蒸汽再去驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)25做功發(fā)出電力，完成一個(gè)循環(huán)。
[0023]以上所述之實(shí)施例只為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明之形狀、構(gòu)造及原理所作的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種溫差發(fā)電的方法，包括以下步驟: 一、構(gòu)建由工質(zhì)泵、蒸發(fā)器、汽輪機(jī)、冷凝器依次連接而成的工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)， 二、抽取較低溫的深井水與流經(jīng)冷凝器內(nèi)的氣態(tài)工質(zhì)進(jìn)行熱交換，氣態(tài)工質(zhì)釋放熱量冷凝成液態(tài)工質(zhì)進(jìn)入工質(zhì)泵， 三、蒸發(fā)器內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)與較高溫的空氣進(jìn)行熱交換，液態(tài)工質(zhì)吸收熱量蒸發(fā)成高壓氣態(tài)工質(zhì)進(jìn)入汽輪機(jī)，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，使汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫差發(fā)電的方法，其特征在于:在步驟三中，抽取較高溫的河/湖水與流經(jīng)蒸發(fā)器的液態(tài)工質(zhì)進(jìn)行熱交換。
3.一種實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1或2所述的溫差發(fā)電的方法的深井水溫差發(fā)電機(jī)，其特征在于:包括有由工質(zhì)泵、蒸發(fā)器、汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的汽輪機(jī)、冷凝器依次連接而成的工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)，還包括用以抽取深井水的深井水泵管道系統(tǒng)，其中深井水泵管道系統(tǒng)的管道與冷凝器的工質(zhì)管道構(gòu)成熱交換結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的深井水溫差發(fā)電機(jī)，其特征在于:還包括用以抽取河/湖水的河/湖水泵管道系統(tǒng)，其中河/湖水泵管道系統(tǒng)的管道與蒸發(fā)器的工質(zhì)管道構(gòu)成熱交換結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F03G7/04GK103727000SQ201410005720
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2014年1月6日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月6日
【發(fā)明者】李定忠 申請人:李定忠