吸收常溫空氣和水的熱能轉(zhuǎn)化為電能和機(jī)械能的技術(shù)方案的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種從自然界常溫空氣和水中吸取熱能并加以轉(zhuǎn)換成機(jī)械能和電能的技術(shù)方案，該技術(shù)方案主要由熱泵、雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)、能量供給和輸出系統(tǒng)構(gòu)成。利用熱泵從自然界中吸取熱能，利用雙發(fā)電系統(tǒng)將所吸取的熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或電能，所產(chǎn)生的機(jī)械能或電能一部分用于維持系統(tǒng)自身需要，多余部分用于能量輸出。可以不受客觀條件限制隨時(shí)隨地解決人類能源短缺的問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】吸收常溫空氣和水的熱能轉(zhuǎn)化為電能和機(jī)械能的技術(shù)方案
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及一種利用熱泵從自然界常溫空氣和水中吸取能量，而后利用雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)輸出電能的技術(shù)方案，能量在維持系統(tǒng)自身運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，還能夠持續(xù)不斷的對(duì)外提供電能和機(jī)械能。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，熱泵的運(yùn)用已經(jīng)非常廣泛，熱泵，又稱冷機(jī)，是將能量由低溫處傳送到高溫處的裝置，且它提供給溫度高的地方的能量和要大于它運(yùn)行所需要的能量。它使熱量的傳遞按照人的意志從低溫物體向高溫物體進(jìn)行傳遞，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛運(yùn)用于人們的日常生活。例如空調(diào)，冰箱，熱泵熱水器等，目前熱泵的工作效率即COP值已普遍做到4.0以上，即每輸入IKff的能量，即可以輸出4.0Kff的能量，好的熱泵已做到6-7。
[0003]雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)主要用于地?zé)岚l(fā)電上，它使用低沸點(diǎn)有機(jī)物(氯乙烷、正丁烷、異丁烷和氟里昂等)作為發(fā)電的中間工質(zhì)，將地下熱水通過(guò)換熱器加熱，使低沸點(diǎn)物質(zhì)迅速氣化，利用所產(chǎn)生氣體進(jìn)入汽輪機(jī)做功，做功后的工質(zhì)從汽輪機(jī)排入凝汽器，并在其中經(jīng)冷卻系統(tǒng)降溫，又重新凝結(jié)成液態(tài)工質(zhì)后再循環(huán)使用。這種方法稱“中間工質(zhì)法”，這種系統(tǒng)稱“雙流系統(tǒng)”或“雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)”，可以利用溫度不是很高的熱源(在100°c或更低溫情況下)下工作。
[0004]利用雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出的電力除一部分用于熱泵運(yùn)轉(zhuǎn)處，其余的電力和機(jī)械能可以輸出。
[0005]目前，以上這兩項(xiàng)技術(shù)都已比較成熟，但是如何將這二者結(jié)合起來(lái)，直接將自然界常溫空氣和水的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和電能的方法還是空白。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本技術(shù)方案要解決的問(wèn)題是:隨時(shí)隨地將自然界常溫空氣和水中吸取的能量吸收起來(lái)，轉(zhuǎn)化為電力或動(dòng)力，為人類所用，而不再是必須依賴于化石燃料、核能、水能、風(fēng)能、光伏等條件限制。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是
[0008]一、熱能提取系統(tǒng)的技術(shù)方案。熱泵系統(tǒng)由壓縮機(jī)一換熱器一節(jié)流器一吸熱器——壓縮機(jī)等裝置構(gòu)成了一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)。各裝置由封閉管道相連，制熱劑(也可稱制冷劑)在壓縮機(jī)的作用下在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。它在壓縮機(jī)內(nèi)完成氣態(tài)的升壓升溫過(guò)程(溫度高達(dá)100°C以上)，它進(jìn)入換熱器后釋放出高溫?zé)崃繛闊崦郊訜?，同時(shí)自己被冷卻并轉(zhuǎn)化為液態(tài)，當(dāng)它運(yùn)行到吸熱器后，液態(tài)迅速吸熱蒸發(fā)再次轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時(shí)溫度下降至零下20°C-30°C，這時(shí)吸熱器周邊的空氣(水)就會(huì)源源不斷地將低溫?zé)崃總鬟f給制熱劑。制熱劑不斷地循環(huán)就實(shí)現(xiàn)了空氣(海水)中的低溫?zé)崃哭D(zhuǎn)變?yōu)楦邷責(zé)崃坎⒓訜釤崦降倪^(guò)程。
[0009]二、熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的技術(shù)方案。雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)由換熱器——雙工質(zhì)汽輪機(jī)——發(fā)電機(jī)等裝置構(gòu)成。其中換熱器和雙工質(zhì)汽輪機(jī)由封閉管道相連，熱媒在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。熱媒在換熱器內(nèi)被加熱氣化，用氣化后的蒸汽驅(qū)動(dòng)雙工質(zhì)汽輪機(jī)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)出電能。在離開(kāi)渦輪后熱媒冷凝為液體，流回?fù)Q熱器再次被氣化。雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)發(fā)出機(jī)械能和電能。
[0010]二、能量供給和輸出系統(tǒng)。系統(tǒng)由電源控制器啟動(dòng)電源雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)一線路組成。其中啟動(dòng)電源部分負(fù)責(zé)啟動(dòng)時(shí)系統(tǒng)用電的供給(啟動(dòng)電源可以是市電、油機(jī)或蓄電池)，發(fā)電機(jī)是發(fā)電部分，電源控制器用于控制系統(tǒng)本身能量供給在啟動(dòng)電源和雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)之間進(jìn)行切換，在啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，使用啟動(dòng)電源供電，在系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)時(shí)，關(guān)掉啟動(dòng)電源，使用雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)輸出能量，其中一部分用于維持熱泵等系統(tǒng)設(shè)備本身運(yùn)行，剩余部分即可輸出，線路則連接各個(gè)組成部分。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:通過(guò)熱能提取系統(tǒng)和熱能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，將空氣和水(包含海水)中的熱能轉(zhuǎn)化為人類可以利用的能量，隨時(shí)隨地解決人類能源短缺的問(wèn)題。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0013]附圖是本發(fā)明的工作原理圖。
[0014]附圖中1.吸熱器，2.壓縮機(jī)，3.換熱器，4.節(jié)流器，5.風(fēng)機(jī)，6.封閉管道，7.制熱齊IJ，8.雙工質(zhì)汽輪機(jī)，9.發(fā)電機(jī)，10.封閉管道，11.熱媒，12.啟動(dòng)電源，13.電源控制器，14.電路線，15.電力輸出。

【具體實(shí)施方式】
[0015]在圖中，吸熱器(I)、壓縮機(jī)(2)、換熱器(3)、節(jié)流器(4)通過(guò)封閉管道(6)相連成一個(gè)封閉系統(tǒng)，制熱劑(7)在壓縮機(jī)(2)的作用下在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。它在壓縮機(jī)內(nèi)完成氣態(tài)的升壓升溫過(guò)程(溫度高達(dá)100°C以上)，它進(jìn)入換熱器(3)后釋放出高溫?zé)崃繛闊崦?br> (11)加熱，同時(shí)自己被冷卻并轉(zhuǎn)化為液態(tài)，當(dāng)它運(yùn)行到吸熱器(I)后，液態(tài)迅速吸熱蒸發(fā)再次轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，同時(shí)溫度下降至零下20°C -30°C,由風(fēng)機(jī)(5)吹風(fēng)加速換熱速度，這時(shí)吸熱器(I)周邊的空氣(海水)就會(huì)源源不斷地將低溫?zé)崃總鬟f給制熱劑(7)。制熱劑(7)不斷地循環(huán)就實(shí)現(xiàn)了空氣(海水)中的低溫?zé)崃哭D(zhuǎn)變?yōu)楦邷責(zé)崃坎⒓訜釤崦?11)的過(guò)程。同時(shí)，換熱器(3)、雙工質(zhì)汽輪機(jī)(8)通過(guò)封閉管道(10)相連成一個(gè)封閉系統(tǒng)，熱媒(11)在系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。熱媒(11)在換熱器⑶內(nèi)被加熱氣化(溫度在60°C -100°C )，用氣化后的蒸汽驅(qū)動(dòng)雙工質(zhì)汽輪機(jī)(8)，進(jìn)而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(9)。在離開(kāi)雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)后熱媒(11)冷凝為液體，流回?fù)Q熱器(3)再次被氣化。雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)(8)和發(fā)電機(jī)(9)發(fā)出機(jī)械能和電能。電力系統(tǒng)中啟動(dòng)電源(12)和發(fā)電機(jī)(9)分別與電源控制器(13)通過(guò)線路(14)相連，電源控制器(13)控制電力的輸入輸出，啟動(dòng)時(shí)由啟動(dòng)電源(12)供電，系統(tǒng)正常工作后，由發(fā)電機(jī)(9)供電，電能輸出給壓縮機(jī)(2)、風(fēng)機(jī)(5)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，若啟動(dòng)電源(12)是蓄電池，也要由輸出電能充電，剩余的電能輸出(15)。
【權(quán)利要求】
1.一個(gè)輸出能量的技術(shù)方案，其特征是:從自然界(常溫空氣、海洋或河流湖泊等)中吸取熱能，并轉(zhuǎn)換成機(jī)械能或電能用于輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的技術(shù)方案，其特征是:使用熱泵吸取自然界常溫空氣、水的能量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的技術(shù)方案，其特征是:使用雙工質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)將從自然界中吸取的熱能通過(guò)汽輪機(jī)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生機(jī)械能和電能。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的技術(shù)方案，其特征是:系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量除一部分用于維持系統(tǒng)自身正常工作，多余部分進(jìn)行能量輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的技術(shù)方案，其特征是:為了減少能量轉(zhuǎn)換中間環(huán)節(jié)，提高工作效率，汽輪機(jī)可以直接通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)桿帶動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)(壓縮機(jī)、風(fēng)機(jī)等)。
【文檔編號(hào)】F03G7/00GK104234955SQ201310244039
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2013年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月20日
【發(fā)明者】王剛 申請(qǐng)人:王剛