[发明专利]能量再生系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种能量再生系统，特别涉及一种用于将生物质能(biomass energy)转换成热能、机械能及/或电能的系统。

背景技术

US2008/0127657揭示了一种热泵驱动的发电装置，以热泵驱动斯特林发动机来发电。

US6892522揭示一种结合蒸气压缩循环系统的有机兰琴循环系统，利用燃气涡轮机产生的废热来发电。

US2004/0093864揭示一种利用斯特林发动机的发电装置。

发明内容

本发明提供一种能量再生系统，其包含：一热泵，其产生一热源及一冷源，该热源与第1工作流体热接触，而该冷源与第2工作流体热接触；一生物反应器，用于产出生物质燃料(biomassfuel)；一燃烧器，其燃烧该生物质燃料，以使第3工作流体过热，过热的第3工作流体气化成高温蒸气；一温差发电装置，其包含一热端及一冷端，该热端与该高温蒸气热接触，该冷端与一热库(heat sink)热接触，以便产生电能；其中，该第1工作流体及该第2工作流体用于对该生物反应器热调节。

根据本发明的另一实施例，该生物反应器包含第1反应器单元及第2反应器单元。该第1反应器单元以动物排泄物为反应的基质，以产出第1生物质燃料。该第2反应器单元以动植物材料为反应的基质，以产出第2生物质燃料。该第1生物质燃料包含有甲烷、氢气及一氧化碳等，而该第2生物质燃料包含乙醇。

动植物材料意指动植物或动植物的一部分，典型地包含厨余、农业废弃物、林业废弃物、畜牧业废弃物及/或食品业废弃物。

根据本发明的另一实施例，温差发电装置可包含一斯特林发动机及一发电机。

根据本发明的另一实施例，本发明的系统可进一步包含太阳能电池(solar cell)、风力发电机(wind power generator)及/或电力储存装置。当以太阳能电池及/或风力发电机产生电能时，通过该温差发电装置所产生的电能可储存于电力储存装置。该电力储存装置可由一个以上的蓄电池所组成。

借助微生物的作用，例如发酵，在生物反应器内的诸如动物排泄物及动植物材料等有机物质被转换成可用于发电的生物质燃料。动物排泄物及动植物材料这类的有机物质通常被当作废弃物处理。本发明以有机废弃物作为能源的来源而使能源再生利用，如此可降低对于石化燃料或天然气的需求，并减少温室气体的排放。

附图说明

图1显示根据本发明的能量再生系统。

具体实施方式

图1概要地例示根据本发明的能量再生系统，其整体以组件符号1标示。

能量再生系统1包含热泵11、生物反应器12、燃烧器13及温差发电装置14。

热泵11产生热源111及冷源112。热源111与第1工作流体F 1热接触或热交换，而冷源112与第2工作流体F2热接触或热交换。第1工作流体F 1及第2工作流体F2可为水或乙二醇水溶液。

生物反应器12提供用于产出生物质燃料。较佳地，生物反应器12包含第1反应器单元及第2反应器单元(未图标)。第1反应器单元以动物排泄物为反应的基质，以产出第1生物质燃料，其包含甲烷、氢气及一氧化碳等。第2反应器单元以动植物材料为反应的基质，以产出第2生物质燃料，其包含乙醇。

于生物反应器12中，诸如动物排泄物或动植物材料废弃物等有机物质通过微生物的作用而转换成生物质燃料及其它物质。在此反应过程中，会产生热。反应的速率大致与温度成正相关。因此，对生物反应器12的热管理是很重要且有必要。有利地以第1工作流体F1及第2工作流体F2对生物反应器12热调节，以便控制反应温度及反应速率，例如将反应温度保持恒定，或可依所需反应速率对应地提高或降低反应温度。此外，第1工作流体F1亦可进一步用于空调、致热及/或沐浴。第2工作流体F2亦可进一步用于空调、除湿、致冷及/或制冰。第1工作流体F 1及第2工作流体F2亦可提供桑拿或SPA等所需的冷热需求。

由生物反应器12所产生的生物质燃料被供应至燃烧器13并在此燃烧，使得流经热交换器15的第3工作流体F 3被加热至过热状态。过热的第3工作流体F3气化成高温蒸气S。举例而言，可借助闪蒸器16使过热的第3工作流体F 3气化。