冷能發(fā)電系統(tǒng)的熱力循環(huán)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種由逆卡諾循環(huán)(熱泵機組)和有機郎肯循環(huán)(低溫發(fā)電機組)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熱源和低溫熱源，后者運行再將產(chǎn)生的高溫熱源和低溫熱源回饋給前者，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】
[0002]由于光伏、光熱發(fā)電存在難以突破的技術、經(jīng)濟和資源瓶頸，要大規(guī)模利用太陽能，必須尋找新的廉價、可行的途徑。本人在分別申報的發(fā)明專利(申請?zhí)?201310403756.6、“太陽能空調(熱泵)聚熱冷電聯(lián)產(chǎn)”；申請?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，結合有機郎肯循環(huán)低溫發(fā)電技術，實現(xiàn)高效率發(fā)電。
[0003]冷能發(fā)電系統(tǒng)由逆卡諾循環(huán)(熱泵機組)和有機朗肯循環(huán)(低溫發(fā)電機組)有機組成。這兩個循環(huán)有一個共同點；它們的運行效率都在于溫差，即蒸發(fā)端和冷凝端溫差越大，效率越高。這一工作機理為利用熱泵的冷熱雙向能效比創(chuàng)造了條件。熱泵機組制造的“冷能”可以向發(fā)電機組的冷凝端提供環(huán)境溫度以下的低溫熱源，進而擴大溫差，提高ORC發(fā)電機組的效率。
[0004]系統(tǒng)內(nèi)兩個循環(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(變頻)運行低于設計負荷體現(xiàn)。
[0005]迄今，無論郎肯循環(huán)還是有機郎肯循環(huán)，無一例外的將冷凝熱釋放到系統(tǒng)外的環(huán)境中，以實現(xiàn)水和有機介質的相變，造成了巨大的能源損失。冷能發(fā)電系統(tǒng)通過兩個反向卻互補的循環(huán)相互對沖，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)(熱泵機組)+有機郎肯循環(huán)(低溫發(fā)電機組)組成。逆卡諾循環(huán)(熱泵機組)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，包括高溫熱源和低溫熱源。反過來，有機郎肯循環(huán)運行又向前者、逆卡諾循環(huán)回饋其高溫熱源和低溫熱源。熱泵機組和發(fā)電機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，兩個循環(huán)藉此在系統(tǒng)內(nèi)各自完成相變，從而實現(xiàn)超高效率發(fā)電，節(jié)約了能源。
【具體實施方式】
[0007]將逆卡諾循環(huán)熱泵機組與有機郎肯循環(huán)發(fā)電機組有機組合成一個系統(tǒng)。前者作為能量放大器，以制冷+熱水全回收模式，冷熱雙向能效比運行，為后者提供經(jīng)放大的能量。逆卡諾循環(huán)熱泵機組的冷凝端(放熱)和蒸發(fā)端(吸熱)分別為有機郎肯循環(huán)發(fā)電機組的蒸發(fā)端提供高溫熱源和冷凝端提供低溫熱源。反過來，有機郎肯循環(huán)冷凝端(放熱)和蒸發(fā)端(吸熱)又分別為逆卡諾循環(huán)熱泵機組的蒸發(fā)端提供高溫熱源和冷凝端提供低溫熱源。
[0008]系統(tǒng)內(nèi)所有的熱交換均通過高效換熱器非接觸實現(xiàn)。
【主權項】
1.一種由逆卡諾循環(huán)熱泵機組和有機郎肯循環(huán)發(fā)電機組組成的冷能發(fā)電系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述，逆卡諾循環(huán)熱泵機組依靠其高能效比，作為能量放大器為有機郎肯循環(huán)發(fā)電機組提供能量。
3.根據(jù)權利要求2所述，逆卡諾循環(huán)熱泵機組以制冷+熱水全回收模式運行，同步利用熱泵的冷熱雙向能效比。
4.根據(jù)權利要求3所述，逆卡諾循環(huán)熱泵機組的冷凝端(放熱)和蒸發(fā)端(吸熱)分別為有機郎肯循環(huán)發(fā)電機組的蒸發(fā)端提供高溫熱源和冷凝端提供低溫熱源。反過來，有機郎肯循環(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)端提供高溫熱源和冷凝端提供低溫熱源，系統(tǒng)內(nèi)熱泵機組和發(fā)電機組形成互為熱源提供者和接受者、互為依附、互為補償?shù)臒崃ρh(huán)。
5.根據(jù)權利要求4所述，利用內(nèi)部熱力循環(huán)實現(xiàn)氣液相變，而不向環(huán)境釋放冷凝熱的所有熱機以及動力、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)熱泵機組和有機郎肯循環(huán)發(fā)電機組組成。前者作為能量放大器，以制冷+熱水全回收(冷熱雙向能效比)模式運行，向后者提供高低溫熱源。逆卡諾循環(huán)熱泵機組的冷凝端和蒸發(fā)端分別為后者蒸發(fā)端和冷凝段提供高溫熱源和低溫熱源。反過來，有機郎肯循環(huán)發(fā)電機組又將其冷凝端的高溫熱源和蒸發(fā)端的低溫熱源回饋給前者的蒸發(fā)端和冷凝端，形成互為熱源提供者和接受者的相互依附、相互補償?shù)年P系。兩個循環(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】CN104564193
【申請?zhí)枴緾N201310480122
【發(fā)明人】邱紀林
【申請人】邱紀林
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月15日