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日本爱发科开发出可利用75~150℃低温热量进行发电的移动式小型发电系统
作者:管理员    发布于:2013-07-08 16:31:28    文字:【】【】【
  日本爱发科理工(ULVAC RIKO)于2011年5月31日宣布,该公司开发出了可利用75~150℃低温热量进行发电的移动式小型发电系统。据爱发科理工介绍,今后将通过现场试验(Field Test)来确认耐久性等,并征集能够具体投产的合作伙伴。如果顺利实用化,有望高效利用此前虽然大量存在、但作为发电源温度过低,因此一直未能推广的“未利用能源”,例如150℃以下的温泉热水、太阳能以及工厂或大型卡车的废热等。

  爱发科理工此次开发的是利用75~150℃的热水和蒸汽作为热源,经由氟里昂替代物“R134a”等低沸点工质,来启动
发电机的发电系统。由于采用热水和工质这两种热介质,因此称作“双工质(Binary)发电”系统。输出功率为每台3kW~12kW。如果配管除外的话,则尺寸仅为与洗衣房用洗衣机相当的1100mm×800mm×1400mm,重量约为200kg。

  新系统与现有双工质发电系统的最大区别是,将热能转换成供设备旋转的动能的发电机不是涡轮式,而是采用了由爱发科理工自主开发的“环保型涡旋膨胀机”发电机。这款自主发电机根据发电用途,对通常使用的涡旋式压缩机进行了重新设计。具体做法是,将两个螺旋状容器按照未使用的蚊香形状组合配置,并在其中心部位注入工质。工质会在产生膨胀的同时,被送至螺旋周围。然后通过此时的动能转动马达并发电。爱发科理工代表董事社长石井芳一表示,“将这种类型的产品用作发电机而非压缩机,在研究水平上已经有过先例,但这是首次实现实用化”。
 

  
系统概要。发电马达与“环保涡旋膨胀机”融为一体。“电力转换器”是转换电压的功率调节器  一台这种发电机的输出功率为3kW。长度仅为285mm,一台此次的发电系统最多可配备四台发电机。爱发科理工表示,“投产时估计长度可降至240mm左右”。

  通过该发电系统进行发电,需要准备一定量的热水作为热源,还需要基本等量的冷却水。据爱发科理工介绍,当以50L/分的流量将91℃热水注入配备有一台发电机的系统中,并注入基本等量的22℃冷却水时,可获得3.8kW的发电功率。不过,用于循环工质的“液泵”以及控制该动作的逆变器等进行工作时,需要超过700W超的电力,因此实际发电量约为3kW。而且,一般还另外需要电力来循环热水和冷水,但此次没有考虑这一点。原因是设想“利用工厂等中已经使用的排热系统和水配管的一部分”(爱发科理工)。

  在1kW~20kW的低功率范围内处于有利地位

  爱发科理工的石井介绍说,“新系统只在输出功率为1kW~20kW的范围内拥有竞争力”。原因是输出功率低于1k时发电效率较低,如果高于20kW,那么在与利用涡轮的双工质发电系统进行竞争时,就会处于不利地位。

  这种利用涡轮的双工质发电系统的实用案例还不多。在日本,只有大分县八丁原地热发电站采用了输出功率为2MW的类似系统。但是,最近低温热源的利用开始受到关注。由于各项规定逐渐放宽,例如2012年春季将无需配置此前需要的、具备上岗资格的维修人员,因此出现了市内小型焚化站也可使用的输出功率为50kW的双工质发电系统。不过,普通双工质发电系统中使用的涡轮存在一个课题:“功率低于20kW时,发电效率会大幅降低”(石井)。据介绍,在这种低输出范围内,功率下降幅度较小的涡旋膨胀机处于有利地位。

  据爱发科理工介绍,今后将致力于现场试验等,在确认耐久性之后进行投产。“要想在温泉中使用,就需要通过酸碱性实验验证对强腐蚀性热水的耐性”(爱发科理工)。据悉,爱发科理工将与供热企业,例如太阳能热水供应系统厂商等联手推进产品化。
脚注信息
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