[发明专利]热电变压器

说明书

本项发明涉及电力工程，尤其涉及热电发电。发明本质在于利用热电发电装置，实现热电发电的高效过程。提供的热量和电力的通过低温源,水、空气、土壤、太阳辐射，在热泵进一步的设计提供了一个额外的热功率调节器、控制器和发电机，发电机的输入连接到电力来源,而输出连接到电功率消耗设备，发电机控制通道连接到控制器，控制气的控制通道连接热功率调节器，热功率调节器的输出连接到热能消耗设备，节流阀作为涡轮机喷嘴运行，节流阀轴连接到压缩机轴上，压缩机轴连接到电动发电机轴上。该装置的设计允许产生设定的热力和电能，提高设备在热泵模式下运行时的性能系数(COP)，降低尺寸和材料容量，降低振动水平。

技术领域

本项发明适用于能源领域，特别是热电发电。

背景技术

热泵是已知和广泛使用的热泵，利用低温热源的热源——水、空气、土壤、太阳辐射——转化为适合住宅和生产场所供暖的设施。

这些装置的缺点是电功率转化为热功率的COP系数低。COP系数显示了向消费者提供的热功率的数量是将热功率从低温热源转移到高温消费者所需的电力的几倍。现代热泵的实际效率值在源温(蒸发器)-20℃时为COP＝2.0，在源温+7℃时为COP＝4.0。

已知的方法和设备可以将低温热源的热能转化为电能。最接近的是斯特林发动机，它有以下有点：

与所有的外燃发动机一样，斯特林发动机几乎可以在任何温差下工作：例如，在海洋的不同水层之间、太阳、核或同位素加热器、煤炉或木柴炉上等。

斯特林发动机可提供其他发动机不可企及的性能余量，数万或数十万小时的连续运行。

对于某些类型的热功率的变压，特别是在小的温度差异下，斯特林发动机是最有效的发动机类型。例如，在将太阳能转化为电力的情况下，斯特林发动机比蒸汽机的效率更高(高达31.25％)。

斯特林发动机是环保的，不消耗工质。发动机的环境清洁度取决于热源的环境清洁度。

斯特林发动机的缺点，包括转子发动机(专利RU2451811C2)缺点是结构复杂性，比涡轮机的结构细节要更多，轴转速低、可变的轴扭矩将引起的振动，这一切导致高热量损失，因此，将热功率转化为机械功率的效率低。

已知装置——Capstone WHG125热力发电机(http://ngee.ru/catalog-kompanii？id＝264type＝11view＝object)，由蒸发器、带发电机的涡轮机、电容和压缩机(泵)组成。指定的设备使用郎肯循环(ORC)。

该设备的工作原理如下：接收器内的R245fa工质在温度和冷凝压力下处于液态。泵将R245fa工质泵入蒸发器，增加压力。工质通过节油器，通过电力组件蒸汽加热。接着，工质进入蒸发器，通过从外部来源传递热量进入蒸汽阶段。然后它以蒸汽的形式进入涡轮机，在涡轮机中，蒸汽压力降至冷凝压力，从驱动发电机运动。在电力组中完成工作后，工质仍然含有大量的热量，其中一些热量被转移到节油器的液箱中，从而提高了整个系统的效率。处于蒸汽状态的工质进入冷却器，在那里冷凝成液体，然后流入接收器，在循环中重复使用。该装置有一个密封的动力组件，在磁性轴承上有一个涡轮，转速为26500转/分钟。热能转化为电能的效率为38％。

该设备的缺点是：无法在热泵模式下运行，存在电力驱动泵(压缩机)运行所需的功率损失，因此效率低。

发明内容

本发明的目的是利用低温热源制造热电发电装置，实现热电发电的高效过程。