[实用新型]超低温热源发电及热能转移系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超低温热源发电及热能转移系统。

背景技术

1、中国人口人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50％，石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。我国每年一次性能源的消费比重均在90％以上，而风能，太阳能，生物质能等新能源的利用率仍然很低。为保证中国社会的可持续发展，为我们的子孙后代创造可以继续生存发展的环境，中国把节能技术、发展可再生能源作为科学技术发展的优先主题。

在中国的公共建筑能耗中，制冷和采暖空调系统能耗是各类公共建筑的能耗中比重最大的一部分。在公共建筑的全年能耗中，大约50％～60％消耗于空调制冷和采暖系统。

如何降低中央空调系统的能耗，如何在中央空调系统中普及使用可再生能源，是建筑节能技术研究的最核心内容。

2、地源热泵空调系统在华北地区使用，运行费用比普通空调节能40％以上。但地源热泵空调系统有其很大的局限性。最大不足是“土壤热不平衡”的问题。在我国广大的亚热带地区(秦岭淮河以南)，夏热冻暖，夏季建筑冷负荷比冬季热负荷大很多，常年向地下注入热量，将导致土壤温度失衡，影响周围生态，并造成工作效能逐渐降低。所以，地源热泵主要适用于夏冬冷热负荷基本平衡的华北地区。另外地源热泵必须有足够的空地用于打井和埋管，对于冷热负荷很高的高层、超高层公共建筑适用性差。

如果能解决上述2个问题，地源热泵空调系统，将能在我国南方的亚热带地区使得到推广和普及。

3、低温热源，指品位相对较低的向热泵提供低温热能的热源,一般温度在60-150℃。现行最新技术应用有机朗肯循环，已经达到能够最低利用60℃以上热源发电。如果能有使用30℃(我们称之为超低温热源)的空气，作为热源发电的技术。该技术应用到空调系统中，将对中央空调能耗进行革命性的降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种几乎不用消耗电能，又有广泛适用性的超低温热源发电及热能转移系统。本系统的主要应用领域是中央空调系统，利用30度左右空气的热能发电，实现了中央空调系统的大幅能耗降低。同时解决地源热泵空调系统“土壤热不平衡”的问题，和需要打井和埋管太多的问题，将地源热泵空调系统在南方的亚热带地区得以推广普及。

为了达到上述目的本实用新型采用如下技术方案：

一种超低温热源发电及热能转移系统，包括蒸发器、压缩机、双螺杆膨胀机、发电机、冷凝器、储能单元、工质泵以及膨胀阀；

其中所述蒸发器用于与超低温热源耦合，以将工质吸收热量初次升温；

所述蒸发器的工质输出端与所述压缩机的工质输入端连接，以通过所述压缩机将工质压缩从而达到二次升温；

所述压缩机的工质输出端与所述双螺杆膨胀机的工质输入端连接，高温高压汽体进入所述双螺杆膨胀机膨胀做功，以通过所述双螺杆膨胀机驱动所述发电机发电；

所述双螺杆膨胀机的工质输出端与所述冷凝器的工质输入端连接，以通过所述冷凝器将工质与所述储能单元进行热交换；

所述冷凝器的工质输出端与所述工质泵的输入端连接，以通过所述工质泵将工质二次升压；

所述工质泵的输出端与所述膨胀阀的输入端连接，以通过所述膨胀阀将工质汽化降温；

所述膨胀阀的输出端与所述蒸发器的工质输入端连接，将所述蒸发器、压缩机、双螺杆膨胀机、冷凝器、工质泵以及膨胀阀连接成正循环。

优选的，所述蒸发器的工质输出端通过四通阀与所述压缩机的工质输入端连接，所述压缩机的工质输出端通过所述四通阀与所述双螺杆膨胀机的工质输入端连接；

所述双螺杆膨胀机的工质输出端与工质输入端之间设有第一工质逆流回路；

所述工质泵的工质输出端与工质输入端之间设有第二工质逆流回路。

优选的，所述工质为五氟丙烷。

优选的，所述储能单元为地源蓄热系统，所述地源蓄热系统包括地下竖埋管以及冷却水循环泵。

优选的，还包括冷却塔，所述冷却塔通过换热器与所述地源蓄热系统耦合，以进行散热调节。

优选的，所述发电机与所述压缩机及/或工质泵电连接，以向所述压缩机及/或工质泵供电。

本实用新型提供的超低温热源发电及热能转移系统具有以下有益效果：