CN201407075Y - 太阳能、燃料能混合热源的二氧化碳动力输出装置 - Google Patents
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Abstract
一种太阳能、燃料能混合热源的二氧化碳动力输出装置，涉及节水、节能、气动机械、制冷技术领域，为解决二氧化碳动力输出装置全天候运转而设计。太阳能集热器同锅炉的上端管路并联，与集热室相连，下端分别连于三通电控阀两端，三通阀公共端通过循环泵与集热室相连，构成混合热源装置；储液罐、预热罐、高压喷嘴、汽化室、叶轮机构、风冷箱、冷却罐、压缩机及其附件由管路依次相连，构成二氧化碳液-气和气-液转化装置。本实用新型由辅助电源系统辅助供电，由光敏传感器控制，通过三通电控阀转换，有阳光时由太阳能集热器，无阳光时由锅炉对集热室中液态介质加热，为二氧化碳动力输出装置提供热源，实现全天候运转。适合驱动发电机等负载使用。
Description
技术领域：
一种太阳能、燃料能混合热源的二氧化碳动力输出装置，涉及节水、节能、清洁能源、气动机械和制冷技术领域。
背景技术：
单一的太阳能二氧化碳动力输出装置，在阴雨天和夜间等无阳光条件下会失去热源而无法获得动力输出；单一的燃料能二氧化碳动力输出装置会产生较多的燃料消耗，同时产生较多的排放。对二者进行技术整合，可实现节水、节能、全天候运转。
发明内容：
本实用新型的目的是提供一种太阳能、燃料能混合热源的二氧化碳动力输出装置，要解决的问题是：为二氧化碳动力输出装置设计太阳能、燃料能的混合热源，实现全天候运转。它由混合热源装置、二氧化碳液-气转换装置、二氧化碳气-液转换装置及辅助电源系统所组成：集热室4的外部敷有保温层，套装在汽化室8上，太阳能集热器1同锅炉2的上部通过管路并联在集热室4上，三通电控阀26一路通过管路与太阳能集热器1的下部相连，另一路通过管路与锅炉2的下部相连，其公共端通过循环泵5及其管路与集热室4相连，燃料罐3通过光控阀25与锅炉2相连，光敏传感器24安装在太阳能集热器1处，与光控阀25和三通电控阀26电连接，构成混合热源装置。
储液罐12通过管路与预热罐6相连，预热罐6通过调速阀14及其管路与高压喷嘴7相连，高压喷嘴7安装在汽化室8的输入端，其喷口开向汽化室8中，汽化室8的排气端与叶轮机构9的进气端相通，构成液-气转换装置。
叶轮机构9的排气端通过管路与风冷箱10的输入端相连，风冷箱10的输出端与冷却罐11通过管路连通，冷却罐11的外部敷有保温层，通过管路与空气压缩机13的进气端相连，空气压缩机13的排气端通过单向阀及其管路与储液罐12相连；蒸发器18安装在冷却罐11内，其一端与制冷压缩机15的输入端相连，另一端与节流器17相连，冷凝器16绕装在预热罐6的外部，一端与节流器17相连，另一端与制冷压缩机15的输出端相连，构成二氧化碳气-液转换装置。
发电机19安装在叶轮机构9的动力输出轴上，空气压缩机电机20同轴安装在空气压缩机13上，制冷压缩机电机21安装在制冷压缩机15内，循环泵电机22安装在循环泵5上，风机23安装在风冷箱10上，蓄电池28与电源调节电路27电连接，电源调节电路27的一端与发电机19电连接，另一端分别与空气压缩机电机20、制冷压缩机电机21、循环泵电机22、风机23、光控阀25及三通电控阀26电连接，组成辅助电源系统。
太阳能集热器1、锅炉2、三通电控阀26、集热室4与循环泵5及其管路构成封闭循环回路，其中充满耐高低温的液态介质。
储气罐12中充满液态的二氧化碳，从储液罐12开始，经预热罐6、调速阀14、高压喷嘴7、汽化室8、叶轮机构9、风冷箱10、空气压缩机13及单向阀，再回到储液罐12，连同构件的各自管路，构成二氧化碳的液-雾-气-液转化的封闭循环回路。
本实用新型为二氧化碳动力输出装置设计了太阳能、燃料能的混合热源，使其不但节省水、低能耗，低排放，还可全天候运转，适合驱动发电机等负载使用。
附图说明：
图1：本实用新型原理图。
图2：本实用新型电原理图。
图中：1、太阳能集热器，2、锅炉，3、燃料罐，4、集热室，5、循环泵，6、预热罐，7、高压喷嘴，8、汽化室，9、叶轮机构，10、风冷箱，11、冷却罐，12、储液罐，13、空气压缩机，14、调速阀，15、制冷压缩机，16、冷凝器，17、节流器，18、蒸发器，19、发电机，20、空气压缩机电机，21、制冷压缩机电机，22、循环泵电机，23、风机，24、光敏传感器，25、光控阀，26、三通电控阀，27、电源调节电路，28、蓄电池。
具体实施方式：
结合图1说明本实用新型的结构和实施方式：集热室4套装在汽化室8上，太阳能集热器1同锅炉2通过管路并联在集热室4上，三通电控阀26一路通过管路与太阳能集热器1相连，另一路通过管路与锅炉2相连，其公共端通过循环泵5及其管路与集热室4相连，燃料罐3通过光控阀25与锅炉2相连，光敏传感器24安装在太阳能集热器1处，与光控阀25和三通电控阀26电连接，构成混合热源装置。光控阀25和三通电控阀26为联动装置，受控于光敏传感器24。在太阳光照充足时，三通电控阀26将太阳能集热器1与循环泵5接通，液态介质在太阳能集热器1中被加热，通过循环泵5的循环，将热交换到集热室4中；阳光不足时，光控系统自动启动锅炉2的燃料装置，同时，三通电控阀26将锅炉2与循环泵5接通，液态介质在锅炉2中由燃料加热，通过循环泵5将热交换到集热室4中。
储液罐12通过管路与预热罐6相连，预热罐6通过调速阀14及其管路与高压喷嘴7相连，高压喷嘴7安装在汽化室8的输入端，其喷口开向汽化室8中，汽化室8的排气端与叶轮机构9的进气端相通，构成液-气转换装置。本实用新型启动时，打开调速阀14，液态的二氧化碳便由高压喷嘴7以雾状喷入气化室8中，吸收集热室4的热能，气化膨胀，推动叶轮机构9的叶轮旋转作功，带动负载运转。
叶轮机构9的排气端通过管路与风冷箱10的输入端相连，风冷箱10的输出端与冷却罐11通过管路连通，冷却罐11通过管路与空气压缩机13的进气端相连，空气压缩机13的排气端通过单向阀及其管路与储液罐12相连；蒸发器18安装在冷却罐11内，其一端与制冷压缩机15的输入端相连，另一端与节流器17相连，冷凝器16绕装在预热罐6的外部，一端与节流器17相连，另一端与制冷压缩机15的输出端相连，构成二氧化碳气-液转换装置。作功后的二氧化碳气体经管路进入风冷箱10中，由风机23对其进行风冷，实施第一步冷却降温。经风冷后的二氧化碳气体进入冷却罐11中，蒸发器18对其进行强冷降温，经冷却罐11强冷降温后的二氧化碳气体的体积远小于从叶轮机构9排出时的体积，因此，经过空气压缩机13的气体流量远小于叶轮机构9排出的气体流量，空气压缩机13可以较小的压力将通过冷却罐11强冷降温的气体，经单向阀压入储液罐12中进行液化还原。
蒸发器18安装在冷却罐11内，以减少能量损耗，确保制冷效率。冷凝器16绕装在预热罐6的外部，可将冷却罐11在冷却二氧化碳气体时所交换出来的热，对进入预热罐6中的液态二氧化碳进行加热。
发电机19安装在叶轮机构9的动力输出轴上，空气压缩机电机20同轴安装在空气压缩机13上，制冷压缩机电机21安装在制冷压缩机15内，循环泵电机22安装在循环泵5上，风机23安装在风冷箱10上，蓄电池28与电源调节电路27电连接，电源调节电路27的一端与发电机19电连接，另一端分别与空气压缩机电机20、制冷压缩机电机21、循环泵电机22、风机23、光控阀25及三通电控阀26电连接，组成辅助电源系统。本实用新型启动时，电源调节电路27接通蓄电池28，对空气压缩机电机20、制冷压缩机电机21、循环泵电机22、风机23以及光控阀25、三通电控阀26等电器提供电能，本实用新型运转正常后，发电机19输出电能的大部分用于推动负载，小部分通过电源调节电路27，对空气压缩机电机20等电器提供电能，同时对蓄电池28进行电能补充，当蓄电池28的电量充足后，电源调节电路27切断与蓄电池28的电连接。
Claims (5)
1、一种太阳能、燃料能混合热源的二氧化碳动力输出装置，它由混合热源装置、二氧化碳液-气转换装置、二氧化碳气-液转换装置及辅助电源系统所组成，其特征是：集热室(4)套装在汽化室(8)上，太阳能集热器(1)同锅炉(2)的上部通过管路并联在集热室(4)上，三通电控阀(26)一路通过管路与太阳能集热器(1)的下部相连，另一路通过管路与锅炉(2)的下部相连，其公共端通过循环泵(5)及其管路与集热室(4)相连，燃料罐(3)通过光控阀(25)与锅炉(2)相连，光敏传感器(24)安装在太阳能集热器(1)处，与光控阀(25)和三通电控阀(26)电连接，构成混合热源装置；储液罐(12)通过管路与预热罐(6)相连，预热罐(6)通过调速阀(14)及其管路与高压喷嘴(7)相连，高压喷嘴(7)安装在汽化室(8)的输入端，其喷口开向汽化室(8)中，汽化室(8)的排气端与叶轮机构(9)的进气端相通，构成液-气转换装置；叶轮机构(9)的排气端通过管路与风冷箱(10)的输入端相连，风冷箱(10)的输出端与冷却罐(11)通过管路连通，冷却罐(11)通过管路与空气压缩机(13)的进气端相连，空气压缩机(13)的排气端通过单向阀及其管路与储液罐(12)相连，蒸发器(18)一端与制冷压缩机(15)的输入端相连，另一端与节流器(17)相连，冷凝器(16)一端与节流器(17)相连，另一端与制冷压缩机(15)的输出端相连，构成二氧化碳气-液转换装置；发电机(19)安装在叶轮机构(9)的动力输出轴上，空气压缩机电机(20)同轴安装在空气压缩机(13)上，制冷压缩机电机(21)安装在制冷压缩机(15)内，循环泵电机(22)安装在循环泵(5)上，风机(23)安装在风冷箱(10)上，蓄电池(28)与电源调节电路(27)电连接，电源调节电路(27)的一端与发电机(19)电连接，另一端分别与空气压缩机电机(20)、制冷压缩机电机(21)、循环泵电机(22)、风机(23)、光控阀(25)及三通电控阀(26)电连接，组成辅助电源系统。
2、根据权利要求1所述的太阳能、燃料能混合热源的二氧化碳动力输出装置，其特征在于：太阳能集热器(1)、锅炉(2)、三通电控阀(26)、集热室(4)与循环泵(5)通过各自的管路构成封闭循环回路，其中充装耐高低温的液态介质。
3、根据权利要求1所述的太阳能、燃料能混合热源的二氧化碳动力输出装置，其特征在于：储气罐(12)中充满液态的二氧化碳，从储液罐(12)开始，经预热罐(6)、调速阀(14)、高压喷嘴(7)、汽化室(8)、叶轮机构(9)、风冷箱(10)、空气压缩机(13)及单向阀，再回到储液罐(12)，连同构件的各自管路，构成二氧化碳的液-雾-气-液转化的封闭循环回路。
4、根据权利要求1所述的太阳能、燃料能混合热源的二氧化碳动力输出装置，其特征在于：蒸发器(18)安装在冷却罐(11)内；冷凝器(16)绕装在预热罐(6)的外部。
5、根据权利要求1所述的太阳能、燃料能混合热源的二氧化碳动力输出装置，其特征在于：集热室(4)、冷却罐(11)的外部敷有保温层。
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