一种可利用低温热源的做功系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种可利用低温热源的做功系统及方法。该可利用低温热源的做功系统包括工质循环做功系统，所述工质循环做功系统包括压力发生器、做功装置和蒸发器，所述压力发生器、做功装置和蒸发器依次首尾连通以供做功工质循环流动；所述蒸发器在汽化所述做功工质的过程中获得蒸汽工质和低于室温的液体工质，低于室温的所述液体工质在返回所述压力发生器之前或之后吸收低温热源的热量，所述蒸汽工质返回所述压力发生器内加热所述液体工质并提升所述压力发生器内的蒸汽压力，以推动液体工质在所述做功装置内做功。该可利用低温热源的做功系统可以利用环境中的低温热源，降低能耗以及节约能源。

A work system and method which can make use of low temperature heat source

The invention discloses a work system and method which can make use of the low temperature heat source. The use of low-temperature heat source power system includes a refrigerant cycle power system, the circulatory system comprises a pressure generator, power power device and an evaporator, the work device, pressure generator and evaporator are connected in turn for the work of circulatory flow; the evaporator in the process of vaporization of the refrigerant. In the steam working medium and lower liquid at room temperature, the liquid refrigerant is lower than room temperature absorption of low temperature heat source heat before or after the return of the pressure generator, the steam generator pressure refrigerant is returned to the heating in the liquid refrigerant and improve the steam pressure in the generator, to push the liquid refrigerant in the work unit work. The work system which can use low temperature heat source can make use of the low temperature heat source in the environment, reduce energy consumption and save energy.

【技术实现步骤摘要】
一种可利用低温热源的做功系统及方法
本专利技术涉及循环做功或发电
，具体涉及一种可利用低温热源的做功系统及方法。
技术介绍
目前为止，大部分做功或者发电的装置都是利用高温高压气体的膨胀达到做功或者发电。形成高温高压气体的方法有两种：一种是通过燃料燃烧直接形成高温高压气体；另一种是通过燃料燃烧加热液体工质，比如水，使液体工质蒸发形成高温高压气体，比如内燃机、燃气轮机、蒸汽机等等。通过燃料燃烧直接获得高温高压气体的方式，对气体的温度和压力要求较高，当气体温度和压力下降到一定值时，该气体不再适合做功，只能作为废气排掉，所以热效率比较低。通过加热方式加热液体工质，使液体工质蒸发成高温高压气体，通过气体工质做功，气体工质做功后温度和压力降得很低，很难直接回收再利用，只能将气体工质液化成液体工质，做功前再将液体工质加热成高温高压气体。这个过程将大量的低温热能排放到环境中，而工质的汽化潜热远高于比热容，所以热效率比较低。另外，目前制冷系统大部分通过压缩机压缩制冷工质的蒸汽，造成蒸发器内蒸汽压力降低，促使制冷剂蒸发来达到降温的目的。压缩机产生的高温高压蒸汽经过冷凝器，通过冷凝工质将热量散发到周围环境中。在此过程中，不仅散失了大量的低温热能，还损失了大量的冷却水。综上，现有的做功装置和发电的装置一方面浪费了大量的低温热能，另一方面，对现存的大量低温热源或者废热无法利用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种可利用低温热源的做功系统及方法，用以解决现有低温热能的浪费以及无法利用低温热源的问题。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为提供一种可利用低温热源的做功系统，所述可利用低温热源的做功系统包括工质循环做功系统，所述工质循环做功系统包括压力发生器、做功装置和蒸发器，所述压力发生器、做功装置和蒸发器依次首尾连通以供做功工质循环流动；所述蒸发器在汽化所述做功工质的过程中获得蒸汽工质和低于室温的液体工质，低于室温的所述液体工质在返回所述压力发生器之前或之后吸收低温热源的热量，所述蒸汽工质返回所述压力发生器内加热所述液体工质并提升所述压力发生器内的蒸汽压力，以推动液体工质在所述做功装置内做功。优选地，所述工质循环做功系统还包括蒸汽压缩装置，所述蒸汽压缩装置串连在所述蒸发器和所述压力发生器之间，所述蒸汽压缩装置将所述蒸发器产生的蒸汽工质压缩以降低所述蒸发器内蒸汽的压力，并将压缩后的所述蒸汽工质压送至所述压力发生器；或者，所述工质循环做功系统还包括蒸汽处理装置，所述蒸发器内设置有蒸汽吸收工质，所述蒸汽吸收工质吸收所述做功工质的蒸汽，以降低所述的蒸发器内蒸汽的压力，被吸收的所述做功工质与所述的蒸汽吸收工质一起输送到所述蒸汽处理装置，使所述做功工质与所述蒸汽吸收工质分离，所述做功工质以液体或者蒸汽方式返回到压力发生器。优选地，所述可利用低温热源的做功系统包括逐级连接的n级所述工质循环做功系统，并且，上一级所述蒸发器与下一级所述蒸汽压缩装置以热交换方式设置，其中，n为大于或等于2的正整数。优选地，所述可利用低温热源的做功系统还包括蒸汽做功系统，所述蒸汽做功系统包括蒸汽做功系统压力发生器、蒸汽做功系统做功装置和蒸汽做功系统工质泵，所述蒸汽做功系统压力发生器、蒸汽做功系统做功装置和蒸汽做功系统工质泵首尾依次连通；并且，所述蒸汽做功系统压力发生器与所述工质循环做功系统的蒸汽压缩装置以热交换方式设置，且所述蒸汽做功系统做功装置与所述工质循环做功系统的蒸发器以热交换方式设置；或者，所述蒸汽做功系统做功装置与所述工质循环做功系统的压力发生器以热交换方式设置。优选地，蒸汽做功系统，所述蒸汽做功系统包括蒸汽做功系统压力发生器和蒸汽做功系统做功装置，所述蒸汽做功系统压力发生器、蒸汽做功系统做功装置、所述压力发生器、所述做功装置和所述蒸发器依次首尾连通，以使做功工质在所述蒸汽做功系统压力发生器、蒸汽做功系统做功装置、所述压力发生器、所述做功装置和所述蒸发器内依次循环流动，以及，所述压力发生器的工质出口与所述所述蒸汽做功系统压力发生器的工质入口连通，所述蒸发器的工质出口与所述压力发生器的工质入口连通。优选地，所述可利用低温热源的做功系统包括并联设置的多个所述压力发生器和多个做功装置，所述多个所述压力发生器依次循环接收所述蒸发器输出的所述液体工质和所述蒸汽工质，多个所述做功装置并列设置并以此循环做功。优选地，在所述压力发生器内设置有加热源，当所述压力发生器接收低于室温的所述液体工质时，所述液体工质首先吸收低温热源中的热量后由所述加热源加热，以提高所述压力发生器内的蒸汽压力。优选地，所述做功工质包括第一做功工质和第二做功工质，而且，所述第一做功工质可与第二做功工质混合，或者溶于所述第二做功工质；在所述蒸发器内，做功工质蒸汽被蒸汽吸收工质吸收，降低蒸发器内做功工质的蒸汽压，被吸收的做功工质蒸汽与所述的蒸汽吸收工质一起输送到蒸汽处理装置，使蒸汽与所述的蒸汽吸收工质分离，以液体或者蒸汽的方式重新回到压力发生器。其中，所述工质循环做功系统还包括第一换热器和/或第二换热器，所述第一换热器的工质入口与所述压力发生器的工质出口连通，所述第一换热器的工质出口与所述做功装置的工质入口连通，所述第一换热器用于降低进入所述做功装置的所述做功工质的温度；所述第二换热器的工质入口与所述做功装置的工质出口连通，所述第二换热器的工质出口与所述蒸发器的工质入口连通，所述第二换热器用于提高进入所述蒸发器的所述做功工质的温度。优选地，所述可利用低温热源的做功系统还包括储能装置，所述储能装置与所述做功装置的能量输出端连接，用于储存所述做功装置输出的能量。本专利技术还提供一种可利用低温热源做功的方法，所述方法基于本专利技术提供所述的做功系统，该方法包括以下步骤：步骤S1，加热压力发生器内的液体工质，使其汽化并提高所述压力发生器内蒸汽的压力，以将液体工质压送至做功装置；步骤S2，所述液体工质在做功装置内完成做功后被压送至蒸发器；步骤S3，所述液体工质在所述蒸发器内被汽化获得蒸汽工质，同时，所述蒸汽工质被所述蒸发器内蒸汽吸收工质吸收，并排出所述蒸发器；步骤S4，将所述蒸汽工质与所述蒸汽吸收工质分离，并将分离后的所述蒸汽工质返送至所述压力发生器，同时将所述蒸汽吸收工质返送至所述蒸发器。本专利技术具有如下优点：本专利技术提供的可利用低温热源的做功系统，做功工质在蒸发器内蒸发时能够产生低于室温的低温液体工质和蒸汽工质，该低温液体工质在压力发生器内或在进入压力发生器之前吸收低温热源中的热量，使其温度达到低温热源的温度，之后由加热源加热以进一步提高做功工质的温度并使其汽化，由于液体工质吸收了低温热源的热量，汽化时可以减少能源的消耗，而且在压力发生器内，低温液体工质可以利用蒸发器输出的高温蒸汽工质中的热量加热或使其汽化，从而将蒸发器排出的热量循环利用。因此，该做功系统不仅利用了如空气、江河湖海等环境中的低温热源，扩大了能量的来源范围，而且循环利用了蒸发器产生的蒸汽工质中的热量，节约了能源。附图说明图1为本专利技术实施例1提供的可利用低温热源的做功系统中工质循环做功系统的连接关系示意图；图2为本专利技术实施例1的优选实施例提供的可利用低温热源的做功系统中工质循环做功系统的连接关系示意图；图3为本专利技术实施例2提供的可利用低温热源的做功系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可利用低温热源的做功系统，其特征在于，所述可利用低温热源的做功系统包括工质循环做功系统，所述工质循环做功系统包括压力发生器、做功装置和蒸发器，所述压力发生器、做功装置和蒸发器依次首尾连通以供做功工质循环流动；所述蒸发器在汽化所述做功工质的过程中获得蒸汽工质和低于室温的液体工质，低于室温的所述液体工质在返回所述压力发生器之前或之后吸收低温热源的热量，所述蒸汽工质返回所述压力发生器内加热所述液体工质并提升所述压力发生器内的蒸汽压力，以推动液体工质在所述做功装置内做功。

【技术特征摘要】
1.一种可利用低温热源的做功系统，其特征在于，所述可利用低温热源的做功系统包括工质循环做功系统，所述工质循环做功系统包括压力发生器、做功装置和蒸发器，所述压力发生器、做功装置和蒸发器依次首尾连通以供做功工质循环流动；所述蒸发器在汽化所述做功工质的过程中获得蒸汽工质和低于室温的液体工质，低于室温的所述液体工质在返回所述压力发生器之前或之后吸收低温热源的热量，所述蒸汽工质返回所述压力发生器内加热所述液体工质并提升所述压力发生器内的蒸汽压力，以推动液体工质在所述做功装置内做功。2.根据权利要求1所述的可利用低温热源的做功系统，其特征在于，所述工质循环做功系统还包括蒸汽压缩装置，所述蒸汽压缩装置串连在所述蒸发器和所述压力发生器之间，所述蒸汽压缩装置吸入所述蒸发器产生的蒸汽工质并压缩，以降低所述的蒸发器内蒸汽的压力，然后将压缩后的所述蒸汽工质压送至所述压力发生器；或者，所述工质循环做功系统还包括蒸汽处理装置，所述蒸发器内设置有蒸汽吸收工质，所述蒸汽吸收工质吸收所述做功工质的蒸汽，以降低所述的蒸发器内蒸汽的压力，被吸收的所述做功工质与所述的蒸汽吸收工质一起输送到所述蒸汽处理装置，使所述做功工质与所述蒸汽吸收工质分离，所述做功工质以液体或者蒸汽方式返回到压力发生器。3.根据权利要求2所述的可利用低温热源的做功系统，其特征在于，所述可利用低温热源的做功系统包括逐级连接的n级所述工质循环做功系统，并且，上一级所述蒸发器与下一级所述蒸汽压缩装置以热交换方式设置，其中，n为大于或等于2的正整数。4.根据权利要求2所述的可利用低温热源的做功系统，其特征在于，所述可利用低温热源的做功系统还包括蒸汽做功系统，所述蒸汽做功系统包括蒸汽做功系统压力发生器、蒸汽做功系统做功装置和蒸汽做功系统工质泵，所述蒸汽做功系统压力发生器、蒸汽做功系统做功装置和蒸汽做功系统工质泵首尾依次连通；并且，所述蒸汽做功系统压力发生器与所述工质循环做功系统的蒸汽压缩装置以热交换方式设置，且所述蒸汽做功系统做功装置与所述工质循环做功系统的蒸发器以热交换方式设置；或者，所述蒸汽做功系统做功装置与所述工质循环做功系统的压力发生器以热交换方式设置。5.根据权利要求2所述的可利用低温热源的做功系统，其特征在于，所述可利用低温热源的做功系统还包括蒸汽做功系统，所述蒸汽做功系统包括蒸汽做功系统压力发生器和蒸汽做功系统做功装...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑成勋，
申请(专利权)人：郑成勋，
类型：发明
国别省市：北京,11