冷能發(fā)電系統(tǒng)的熱力循環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由逆卡諾循環(huán)(熱泵機(jī)組)和有機(jī)郎肯循環(huán)(低溫發(fā)電機(jī)組)組成綜合冷能發(fā)電系統(tǒng)，前者作為能量放大器為后者提供高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩?，后者運(yùn)行再將產(chǎn)生的高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩椿仞伣o前者，形成互為熱源提供者和接受者、相互給予、相互回饋的熱力循環(huán)，在系統(tǒng)內(nèi)藉此完成各自相變，不向系統(tǒng)外環(huán)境釋放冷凝熱，提高發(fā)電效率的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于光伏、光熱發(fā)電存在難以突破的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和資源瓶頸，要大規(guī)模利用太陽能，必須尋找新的廉價(jià)、可行的途徑。本人在分別申報(bào)的發(fā)明專利(申請(qǐng)?zhí)?201310403756.6、“太陽能空調(diào)(熱泵)聚熱冷電聯(lián)產(chǎn)”；申請(qǐng)?zhí)?201310432349.8、“冷電發(fā)電系統(tǒng)”)中提出，要將地球本身作為太陽能集熱器，利用太陽蓄積在地球表面的低品位輻射熱，以熱泵的高能效比作為能量放大器，替代光伏發(fā)電的晶硅電池板和光熱發(fā)電的平板集熱器，結(jié)合有機(jī)郎肯循環(huán)低溫發(fā)電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效率發(fā)電。
[0003]冷能發(fā)電系統(tǒng)由逆卡諾循環(huán)(熱泵機(jī)組)和有機(jī)朗肯循環(huán)(低溫發(fā)電機(jī)組)有機(jī)組成。這兩個(gè)循環(huán)有一個(gè)共同點(diǎn)；它們的運(yùn)行效率都在于溫差，即蒸發(fā)端和冷凝端溫差越大，效率越高。這一工作機(jī)理為利用熱泵的冷熱雙向能效比創(chuàng)造了條件。熱泵機(jī)組制造的“冷能”可以向發(fā)電機(jī)組的冷凝端提供環(huán)境溫度以下的低溫?zé)嵩?，進(jìn)而擴(kuò)大溫差，提高ORC發(fā)電機(jī)組的效率。
[0004]系統(tǒng)內(nèi)兩個(gè)循環(huán)互為熱源提供者和接受者，形成互相給予、互相回饋的熱力循環(huán)，使其能夠在不向外部環(huán)境釋放冷凝熱的條件下(發(fā)電熱消耗和系統(tǒng)效率損耗除外)，各自完成相變，從而大幅度提高系統(tǒng)發(fā)電效率，節(jié)約了能源。節(jié)約的能源與未排放的冷凝熱等量，通過壓縮機(jī)(變頻)運(yùn)行低于設(shè)計(jì)負(fù)荷體現(xiàn)。
[0005]迄今，無論郎肯循環(huán)還是有機(jī)郎肯循環(huán)，無一例外的將冷凝熱釋放到系統(tǒng)外的環(huán)境中，以實(shí)現(xiàn)水和有機(jī)介質(zhì)的相變，造成了巨大的能源損失。冷能發(fā)電系統(tǒng)通過兩個(gè)反向卻互補(bǔ)的循環(huán)相互對(duì)沖，使冷凝熱得以有效利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]冷能發(fā)電系統(tǒng)由逆卡諾循環(huán)(熱泵機(jī)組)+有機(jī)郎肯循環(huán)(低溫發(fā)電機(jī)組)組成。逆卡諾循環(huán)(熱泵機(jī)組)作為能量放大器，從環(huán)境溫度或其它資源中獲取低品位熱，以高能效比(冷熱雙向)向后者提供經(jīng)放大的能量，包括高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩?。反過來，有機(jī)郎肯循環(huán)運(yùn)行又向前者、逆卡諾循環(huán)回饋其高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩?。熱泵機(jī)組和發(fā)電機(jī)組間形成互為熱源提供者和接受者、互相給予、互相回饋，連續(xù)、往復(fù)的熱力循環(huán)，在不向外部環(huán)境釋放冷凝熱的條件下，兩個(gè)循環(huán)藉此在系統(tǒng)內(nèi)各自完成相變，從而實(shí)現(xiàn)超高效率發(fā)電，節(jié)約了能源。
【具體實(shí)施方式】
[0007]將逆卡諾循環(huán)熱泵機(jī)組與有機(jī)郎肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組有機(jī)組合成一個(gè)系統(tǒng)。前者作為能量放大器，以制冷+熱水全回收模式，冷熱雙向能效比運(yùn)行，為后者提供經(jīng)放大的能量。逆卡諾循環(huán)熱泵機(jī)組的冷凝端(放熱)和蒸發(fā)端(吸熱)分別為有機(jī)郎肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組的蒸發(fā)端提供高溫?zé)嵩春屠淠颂峁┑蜏責(zé)嵩?。反過來，有機(jī)郎肯循環(huán)冷凝端(放熱)和蒸發(fā)端(吸熱)又分別為逆卡諾循環(huán)熱泵機(jī)組的蒸發(fā)端提供高溫?zé)嵩春屠淠颂峁┑蜏責(zé)嵩础?br>[0008]系統(tǒng)內(nèi)所有的熱交換均通過高效換熱器非接觸實(shí)現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種由逆卡諾循環(huán)熱泵機(jī)組和有機(jī)郎肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組組成的冷能發(fā)電系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述，逆卡諾循環(huán)熱泵機(jī)組依靠其高能效比，作為能量放大器為有機(jī)郎肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組提供能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述，逆卡諾循環(huán)熱泵機(jī)組以制冷+熱水全回收模式運(yùn)行，同步利用熱泵的冷熱雙向能效比。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述，逆卡諾循環(huán)熱泵機(jī)組的冷凝端(放熱)和蒸發(fā)端(吸熱)分別為有機(jī)郎肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組的蒸發(fā)端提供高溫?zé)嵩春屠淠颂峁┑蜏責(zé)嵩?。反過來，有機(jī)郎肯循環(huán)冷凝端(放熱)和蒸發(fā)端(吸熱)又分別為逆卡諾循環(huán)蒸發(fā)端提供高溫?zé)嵩春屠淠颂峁┑蜏責(zé)嵩矗到y(tǒng)內(nèi)熱泵機(jī)組和發(fā)電機(jī)組形成互為熱源提供者和接受者、互為依附、互為補(bǔ)償?shù)臒崃ρh(huán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述，利用內(nèi)部熱力循環(huán)實(shí)現(xiàn)氣液相變，而不向環(huán)境釋放冷凝熱的所有熱機(jī)以及動(dòng)力、發(fā)電系統(tǒng)。
【專利摘要】冷能發(fā)電系統(tǒng)由逆卡諾循環(huán)熱泵機(jī)組和有機(jī)郎肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組組成。前者作為能量放大器，以制冷+熱水全回收(冷熱雙向能效比)模式運(yùn)行，向后者提供高低溫?zé)嵩础Ｄ婵ㄖZ循環(huán)熱泵機(jī)組的冷凝端和蒸發(fā)端分別為后者蒸發(fā)端和冷凝段提供高溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩?。反過來，有機(jī)郎肯循環(huán)發(fā)電機(jī)組又將其冷凝端的高溫?zé)嵩春驼舭l(fā)端的低溫?zé)嵩椿仞伣o前者的蒸發(fā)端和冷凝端，形成互為熱源提供者和接受者的相互依附、相互補(bǔ)償?shù)年P(guān)系。兩個(gè)循環(huán)藉此在系統(tǒng)內(nèi)完成各自相變，而不向系統(tǒng)外環(huán)境釋放冷凝熱，顯著提高了發(fā)電效率，節(jié)約了能源。
【IPC分類】F25B30-02, F01K25-04
【公開號(hào)】CN104564193
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310480122
【發(fā)明人】邱紀(jì)林
【申請(qǐng)人】邱紀(jì)林
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月15日