一种自然界热量利用的系统和方法技术方案

本发明专利技术属于能源利用领域，涉及自然界的热量利用的方法，特别涉及一种自然界热量利用的系统和方法。包括压缩机、第一膨胀机、第二膨胀机、换热器、液体储罐。所述压缩机、第一膨胀机、第二膨胀机共同组成驱动机组，向驱动机械输出机械能。本发明专利技术不仅适用于对自然界空气、海水或地热等介质的热量利用，同时也适用于工厂低温废热的回收利用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源利用领域，涉及自然界的热量利用的方法，特别涉及一种自然界热量利用的系统和方法。
技术介绍
自然界充满着无限的常温能源，空气、海水、地热等无限量的常温能源，具有开发潜力。人类在能源利用领域可利用的资源，包括：太阳能、风能、海水潮汐能、江河水力能，石油、天然气、煤炭等化石类能源，核裂变、核聚变的核能。太阳能、风能、海水潮汐能、江河水力能虽然清洁，但毕竟有限，且会造成人工干扰自然状态；石油、天然气、煤炭等化石类能源，都将造成地球温度的上升、大气的污染和大气中温室气体二氧化碳含量的上升；核裂变、核聚变的能量，将造成全球温度的上升。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种自然界热量利用的系统和方法，利用自然界的资源转化为机械能。本专利技术技术方案如下：一种自然界热量利用的系统，包括压缩机，所述压缩机与第一压力控制阀连通，所述第一压力控制阀与第一换热器连通，所述第一换热器通过第一管路与第二换热器连通，所述第二换热器与第二膨胀机连通，所述第二膨胀机与第二压力控制阀连通，所述第二压力控制阀分别与第三换热器、第四换热器连通；所述第三换热器与第一流量控制阀连通；所述第三换热器与第一流量控制阀连通的线路与第四换热器并联连通，所述并联连通的总线路与压缩机连通，所述并联连通的总线路上还设有第三管路，所述第三管路上设有第四压力控制阀；所述第三换热器与液体储罐连通，所述液体储罐与液体输送泵连通，所述液体输送泵与第二流量控制阀连通，所述第二流量控制阀与第二换热器连通，所述第二换热器通过第二管路与第一换热器连通，所述第一换热器与第三压力控制阀连通，所述第三压力控制阀与第一膨胀机连通，所述第一膨胀机与第三换热器连通；所述压缩机、第一膨胀机、第二膨胀机共同组成驱动机组，向驱动机械输出机械能。采用所述的系统进行自然界热量利用的方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：第一工质的气体由压缩机压缩得到压缩机出口的的第一工质的气体，通过第一压力控制阀控制所述压缩机出口的压缩后的第一工质的气体的压力、从而控制所述压缩机出口的压缩后第一工质的气体的温度满足第三方工质的液体的气化和过热过程的热量的需要；步骤2：所述步骤1压缩机出口的压缩后第一工质的气体通过第一压力控制阀得到经过第一压力控制阀后的第一工质的气体，所述经过第一压力控制阀后的第一工质的气体经过第一换热器、第二换热器降温，形成经过换热器降温的第一工质的气体；第三方工质的液体经过第二换热器加热气化为第三方工质的饱和气体，第三方工质的饱和气体经过第一换热器加热为第三方工质的过热气体，由第三压力控制阀控制第三方工质的过热气体的压力、由第二流量控制阀控制第三方工质的液体的流量从而控制第三方工质的过热气体温度；步骤3：所述步骤2经过换热器降温的第一工质的气体进入第二膨胀机膨胀做功得到第二膨胀机出口的低温的第一工质，由第二压力控制阀控制所述第二膨胀机出口的低温的第一工质压力，压力降低的同时温度相应降低；通过第二压力控制阀控制所述第二膨胀机出口的低温的第一工质的压力，从而控制所述第二膨胀机出口的低温的第一工质的温度低于选取的自然界热源物质的温度；步骤4：所述步骤3第二膨胀机出口的低温的第一工质分为两路，第二膨胀机出口的低温的第一工质的一路通过第四换热器由选取的自然界热源物质加热，吸收热量，得到一路加热的第一工质的气体；步骤5：所述步骤3第二膨胀机出口的低温的第一工质的另一路由第一流量控制阀控制流量、通过第三换热器给第一膨胀机出口的第三方工质加热，吸收热量，得到另一路加热的第一工质的气体；所述步骤3第二膨胀机出口的低温的第一工质经过第三换热器、第四换热器加热汇合为汇合后的第一工质的气体；步骤6：所述步骤5的汇合后的第一工质的气体由第四压力控制阀补充或排放完成压力控制，得到第一工质的气体进入压缩机完成工质的循环；步骤7：所述步骤2中，第三方工质的过热气体经过第三压力阀得到经过第三压力阀的第三方工质的过热气体后，再进入第一膨胀机膨胀做功；由第三压力阀控制第三方工质的过热气体的压力、由第二流量阀控制第三方工质的液体的流量从而控制第三方工质的过热气体的温度，从而控制第一膨胀机出口第三方工质接近临界的亚临界状态（温度、压力接近且低于临界点）；步骤8：所述步骤5中第一膨胀机出口的第三方工质经过第三换热器换热冷凝，得到冷凝的第三方工质的液体；第二膨胀机出口的低温的第一工质的另一路由第一流量控制阀控制流量，从而控制冷量，满足第一膨胀机出口的第三方工质换热冷凝为液体；步骤9：所述步骤8中冷凝的第三方工质的液体进入液体储罐，所述的液体储罐出口的第三方工质的液体经过压力提升泵的提压变为第三方工质的高压液体、经过第二流量控制阀控制进入第二换热器，完成第三方工质的循环；步骤10：压缩机、第一膨胀机、第二膨胀机共同组成驱动机组，输出机械能，驱动机械运转；第四换热器吸收自然界热源物质的热量。在所述的步骤1中，第一工质的气体至少有一次压缩升温过程，在所述的步骤2中，经过第一压力控制阀后的第一工质的气体至少有一次换热降温过程，在所述的步骤3中，经过换热器降温的第一工质的气体至少有一次膨胀做功降温过程，完成第一工质的温度升高、热量输出、温度降低的过程。在所述的步骤2中，第三方工质的液体至少有一次气化和过热的加热过程，完成第一工质热量转移过程。在所述的步骤7中，第三方工质的过热气体至少有一次膨胀做功过程，完成第一工质热量转换为机械能的过程。在所述的步骤4中，第二膨胀机出口的低温的第一工质至少有一次从自然界热源物质吸收热量过程，完成自然界热量的吸收；在所述的步骤5中，第一膨胀机出口的第三方工质的热量由第二膨胀机出口的第一工质吸收。所述步骤3中第二膨胀机出口的低温的第一工质的状态可以为气体或气液混合物；所述步骤5、步骤7、步骤8中的第三方工质状态可以为气体或气液混合物。所选取的第一工质具有常温下以气体形成存在、沸点低于所选择吸收热量的自然界热源物质的温度的特性，以便于从自然界吸收热量；所选取的第三方工质具有低临界温度、低临界压力的特性，以便于第三方工质的液体的气化和过热、第一膨胀机处于相对的低压运行工况。本专利技术有益效果：1、本专利技术不仅适用于对自然界空气、海水或地热等介质的热量利用，同时也适用于工厂低温废热的回收利用；2、本专利技术可用于机械的驱动，适用于驱动发电机发电、船舶的航行、车辆的行驶、飞机的飞行，驱动发电机发电过程适配于工厂的制冷过程、城市中央空调制冷系统，效益将得以扩展。3、本专利技术的热量利用不仅没有大气温室气体的排放，而且不会造成环境温度的升高，人类在工业化进程中对能源消耗增加，增加了大气二氧化碳含量、造成环境温度的上升，制约了人类能源消耗的方式，应用本专利技术将得以解决。附图说明图1：本专利技术系统结构示意图；其中：压缩机J1、第一膨胀机J2、第二膨胀机J3、第一压力控制阀F1、第二压力控制阀F2、第一流量控制阀F3、第二流量控制阀F4、第三压力控制阀F5、第四压力控制阀F6、第一换热器E1、第二换热器E2、第三换热器E3、第四换热器E4、液体储罐V、液体输送泵P；第一工质的气体01，压缩机出口的压缩后的第一工质的气体02，经过第一压力控制阀后的第一工质的气体03，经过换热器降温的第一工质的气体05，第二膨胀机出口的低温的第一工质06，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自然界热量利用的系统，包括压缩机（J1），其特征在于：所述压缩机（J1）与第一压力控制阀（F1）连通，所述第一压力控制阀（F1）与第一换热器（E1）连通，所述第一换热器（E1）通过第一管路与第二换热器（E2）连通，所述第二换热器（E2）与第二膨胀机（J3）连通，所述第二膨胀机（J3）与第二压力控制阀（F2）连通，所述第二压力控制阀（F2）分别与第三换热器（E3）、第四换热器（E4）连通；所述第三换热器（E3）与第一流量控制阀（F3）连通；所述第三换热器（E3）与第一流量控制阀（F3）连通的线路与第四换热器（E4）并联连通，所述并联连通的总线路与压缩机（J1）连通，所述并联连通的总线路上还设有第三管路，所述第三管路上设有第四压力控制阀（F6）；所述第三换热器（E3）与液体储罐（V）连通，所述液体储罐（V）与液体输送泵（P）连通，所述液体输送泵（P）与第二流量控制阀（F4）连通，所述第二流量控制阀（F4）与第二换热器（E2）连通，所述第二换热器（E2）通过第二管路与第一换热器（E1）连通，所述第一换热器（E1）与第三压力控制阀（F5）连通，所述第三压力控制阀（F5）与第一膨胀机（J2）连通，所述第一膨胀机（J2）与第三换热器（E3）连通；所述压缩机（J1）、第一膨胀机（J2）、第二膨胀机（J3）共同组成驱动机组，向驱动机械（E）输出机械能。...

【技术特征摘要】
1.一种自然界热量利用的系统，包括压缩机（J1），其特征在于：所述压缩机（J1）与第一压力控制阀（F1）连通，所述第一压力控制阀（F1）与第一换热器（E1）连通，所述第一换热器（E1）通过第一管路与第二换热器（E2）连通，所述第二换热器（E2）与第二膨胀机（J3）连通，所述第二膨胀机（J3）与第二压力控制阀（F2）连通，所述第二压力控制阀（F2）分别与第三换热器（E3）、第四换热器（E4）连通；所述第三换热器（E3）与第一流量控制阀（F3）连通；所述第三换热器（E3）与第一流量控制阀（F3）连通的线路与第四换热器（E4）并联连通，所述并联连通的总线路与压缩机（J1）连通，所述并联连通的总线路上还设有第三管路，所述第三管路上设有第四压力控制阀（F6）；所述第三换热器（E3）与液体储罐（V）连通，所述液体储罐（V）与液体输送泵（P）连通，所述液体输送泵（P）与第二流量控制阀（F4）连通，所述第二流量控制阀（F4）与第二换热器（E2）连通，所述第二换热器（E2）通过第二管路与第一换热器（E1）连通，所述第一换热器（E1）与第三压力控制阀（F5）连通，所述第三压力控制阀（F5）与第一膨胀机（J2）连通，所述第一膨胀机（J2）与第三换热器（E3）连通；所述压缩机（J1）、第一膨胀机（J2）、第二膨胀机（J3）共同组成驱动机组，向驱动机械（E）输出机械能。2.采用权利要求1所述的系统进行自然界热量利用的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：第一工质的气体（01）由压缩机（J1）压缩得到压缩机出口的压缩后的第一工质的气体（02），通过第一压力控制阀（F1）控制所述压缩机出口的压缩后的第一工质的气体（02）的压力、从而控制所述压缩机出口的压缩后第一工质的气体（02）的温度满足第三方工质的液体（13）的气化和过热过程的热量的需要；步骤2：所述步骤1压缩机出口的压缩的后第一工质的气体（02）通过第一压力控制阀（F1）得到经过第一压力控制阀后的第一工质的气体（03），所述经过第一压力控制阀后的第一工质的气体（03）经过第一换热器（E1）、第二换热器（E2）降温，形成经过换热器降温的第一工质的气体（05）；第三方工质的液体（13）经过第二换热器（E2）加热气化为第三方工质的饱和气体（14），第三方工质的饱和气体（14）经过第一换热器（E1）加热为第三方工质的过热气体（15），由第三压力控制阀（F5）控制第三方工质的过热气体（15）的压力、由第二流量控制阀（F4）控制第三方工质的液体（13）的流量从而控制第三方工质的过热气体（15）温度；步骤3：所述步骤2经过换热器降温的第一工质的气体（05）进入第二膨胀机（J3）膨胀做功得到第二膨胀机出口的低温的第一工质（06），由第二压力控制阀（F2）控制所述第二膨胀机出口的低温的第一工质 （06）的压力，压力降低的同时温度相应降低；通过第二压力控制阀（F2）控制所述第二膨胀机出口的低温的第一工质 （06）的压力，从而控制所述第二膨胀机出口的低温的第一工质 （06）的温度低于选取的自然界热源物质的温度；步骤4：所述步骤3第二膨胀机出口的低温的第一工质 （06）的分为两路，第二膨胀机出口的低温的第一工质的一路（08）通过第四换热器（E4）由选取的自然界热源物质加热，吸收热量，得到一路加热的第一工质的气体（10）；步...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔静思，
申请(专利权)人：崔静思，
类型：发明
国别省市：湖北;42