低温熱能

低温熱能種類繁多, 數量巨大,利用這部分能源意義重大。低温熱能發電技術的研究現狀和發展趨勢。低温熱能發電技術主要應用於太陽能熱電、工業餘熱發電、地熱發電、生物質能發電、海洋温差發電等方面。現階段低温熱能發電的研究重點有:工質的熱物性和環保性能、循環優化研究; 提高低温熱能發電效率的研究,包括混合工質循環、Kalina循環、回熱、氨吸收式動力製冷循環等; 基於有限時間熱力學的系統最優控制等方面的研究。

總量巨大, 以工業廢熱為例, 有統計指出, 人類所利用的熱能中有50%最終以低品位廢熱的形式直接排放。利用和回收這部分能源, 既有助於解決我國的能源問題, 又能減少能源生產過程中的環境污染。利用低温熱能的發電技術主要是基於朗肯循環的熱力發電系統, 如有機物朗肯循環( OrganicRankineCycle,ORC) 、水蒸氣擴容循環、Kalina循環、氨吸收式動力製冷複合循環等。有機物朗肯循環採用不同的有機物工質( 或者混合物) , 可回收不同温度範圍的低温熱能; 水蒸氣擴容循環主要用於地熱發電; Kalina 循環是以氨水混合物為工質的循環; 氨吸收式動力製冷複合循環是一種新型的複合循環。國內外對於低温熱能利用的研究主要開始於20世紀70年代石油危機時期。其中, 有機物朗肯循環的研究和應用最為廣泛。早在1924年, 有人就開始研究採用二苯醚作為工質的有機物朗肯循環。全世界已有2000多套ORC裝置在運行, 並且生產出單機容量為14000kW的ORC發電機組。對低温熱能發電系統的研究主要集中在以下幾個方面: 工質的熱力學特性和環保性能; 混合工質的應用; 熱力循環的優化等。