变温装置、系统及提升低温蒸汽温度的方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供变温装置包括蒸汽发生器、升温系统和冷却器，所述蒸汽发生器用于采集低温热能，将液态工质转化为低温蒸汽，升温系统用于将低温蒸汽转换为高温的汽态工质，产生高温热能，冷却器用于将高温热能传输给外部设备进行利用，同时将汽态工质转化为液态工质返回到蒸汽发生器中，维持蒸汽发生器、升温系统和冷却器的连续循环。本发明专利技术还提供变温系统及变温装置、系统及提升低温蒸汽温度的方法。本发明专利技术温度提升的范围与消耗的能量不成正比，能大幅降低能耗、结构简单、易于实施。易于实施。易于实施。

【技术实现步骤摘要】
变温装置、系统及提升低温蒸汽温度的方法


[0001]本专利技术涉及热力学及能源
，具体地涉及变温装置、系统及提升低温蒸汽温度的方法。

技术介绍

[0002]1900年普朗克提出了能量的本质是能量子，简称为量子，任何热力学温度绝对0k以上的物体都具有热力学能量，其本质都是量子运动产生的能量.任何单位物质的热力学能量与其热力学温度和比热成正比，同时也等于普朗克能量公式中的能量值；
[0003]E＝TC＝NHV
[0004]其中，E为能量，T为热力学温度，C为物质的比热，N为量子的数量，H为普朗克常数，V为量子的频率
[0005]由此理论可以看出，我们所处的环境温度都在绝对温度273K附近左右，而我们地球具有无比丰富的物质，特别有随时可得的水和空气以及环境热源，我们是生活在能量的海洋之中，不应该存在任何能源问题，但现实是我们把环境能源称为低品位能源，是无用的能源，把高于环境温度的能源称之为高品位能源，才是有用的能源，要产生高品位的能源，目前主要由化石燃料和其他少量的一次能源如水能，风能，太阳能，核能转换而来，由于燃烧化石燃料产生的碳排放和空气污染，人类陷入了气候变化的巨大危机，成为全世界最紧迫的问题。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在问题中的一个或多个，根据本专利技术的一个方面提供一种变温装置，包括蒸汽发生器、升温系统和冷却器，所述蒸汽发生器用于采集低温热能，将液态工质转化为低温蒸汽，升温系统用于将低温蒸汽转换为高温的汽态工质，产生高温热能，冷却器用于将高温热能传输给外部设备进行利用，同时将汽态工质转化为液态工质返回到蒸汽发生器中，维持蒸汽发生器、升温系统和冷却器的连续循环。
[0007]可选地，所述升温系统包括热交换器和鼓风机，所述热交换器具有低压回路和高压回路，所述鼓风机连接热交换器的低压回路和高压回路，蒸汽发生器产生的低温蒸汽进入热交换器的低压回路，通过鼓风机加压升温后返回到热交换器的高压回路，热交换器的高压回路和低压回路出现温差，高压回路对低压回路进行加热，实现低压回路增焓，高压回路降焓，高温蒸汽不断冷却，最后变为液体返回到蒸汽发生器中，实现自反馈热压缩蒸汽升温。
[0008]可选地，所述热交换器包括回热器和第一热交换器，所述蒸汽发生器、回热器、第一热交换器和鼓风机依次串联，所述冷却器与第一热交换器并联，冷却器降温以后的管路与回热器和第一热交换器之间的高压回路相连，利用冷却器剩余热能对低温蒸汽进行加热，同时利用低温蒸汽对高压回路蒸汽进行冷却液化，优选地，所述鼓风机和第一热交换器设置有保温层。
[0009]可选地，所述热交换器包括回热器、第一热交换器和第二热交换器，所述第二热交换器用于增大第一热交换器高温端的高压回路和低压回路的温差，优选地，所述鼓风机、第一热交换器和第二热交换器设置有保温层。
[0010]可选地，所述回热器串联在蒸汽发生器与第一热交换器之间，第一热交换器的高温低压端与第二热交换器的低温低压端连接，第一热交换器的高温高压端与鼓风机的输出端相连，第二热交换器的高温低压端与鼓风机的输入端相连，第二热交换器的高温高压端与鼓风机的输出端相连，第二热交换器的低温高压端与冷却器的进气端相连，冷却器的第一出气端与回热器的高温高压端相连，冷却器的第二出气端与外部设备相连。
[0011]可选地，所述回热器串联在蒸汽发生器与第一热交换器之间，所述第一热交换器的高温低压端与鼓风机的输入端相连，鼓风机的输出端与第二热交换器的高温高压端相连，第二热交换器的低温高压端与冷却器的进气端相连，冷却器的第一出气端与回热器的高温高压端相连，冷却器的第二出气端与外部设备相连，第二热交换器的低压回路引入外部高温热能来产生温差。
[0012]可选地，所述升温系统还包括温度调节阀，温度调节阀被配置于升温系统的高压回路中，用于控制鼓风机输出的高温高压蒸汽在冷却器和第一热交换器之间的流量分配，从而控制冷却器输出的高温蒸汽温度范围。
[0013]可选地，所述第一热交换器为等焓热交换器，使得低压回路等压增焓，高压回路等压降焓。
[0014]可选地，所述液态工质包括氮气、空气、R23、R410a和二氧化碳中的一种或多种。
[0015]根据本专利技术的第二方面，提供一种变温系统，包括多个上述变温装置，多个所述变温装置串联连接。
[0016]可选地，包括多个变温装置，变温装置包括蒸汽发生器、升温系统和冷却器，所述热交换器包括回热器、第一热交换器和第二热交换器，所述第二热交换器用于增大第一热交换器高温端的高压回路和低压回路的温差，相邻变温装置通过第二热交换器串联，形成多级升温的变温系统，第一级变温装置的冷却器将高温热能传输给外部设备，其他变温装置的冷却器为对应的上一级变温装置的第二热交换器。
[0017]可选地，在最后一级变温装置中，所述回热器串联在蒸汽发生器与第一热交换器之间，第一热交换器的高温低压端与第二热交换器的低温低压端连接，第一热交换器的高温高压端与鼓风机的输出端相连，第二热交换器的高温低压端与鼓风机的输入端相连，第二热交换器的高温高压端与鼓风机的输出端相连，第二热交换器的低温高压端与上一级变温装置的第二热交换器的输入端相连，上一级变温装置的第二热交换器的输出端与最后一级热交换器回热器的高温高压端相连。
[0018]根据本专利技术的第三方面，提供一种利用上述变温装置提升低温蒸汽温度的方法，包括：
[0019]通过蒸汽发生器采集低温热能，将液态工质转化为低温蒸汽；
[0020]通过升温系统将低温蒸汽转换为高温的汽态工质，产生高温热能；
[0021]通过冷却器将高温热能传输给外部设备；
[0022]通过冷却器将汽态工质转化为液态工质返回到蒸汽发生器中，维持蒸汽发生器、升温系统和冷却器的连续循环。
[0023]可选地，包括：
[0024]将蒸汽发生器，回热器、第一热交换器和鼓风机依次串联，构建低压回路和高压回路；
[0025]通过蒸汽发生器将液态工质转化为低温蒸汽；
[0026]低温蒸汽进入第一热交换器的低压回路，升温得到高温蒸汽；
[0027]通过鼓风机对高温蒸汽进行加压，转换为高压蒸汽；
[0028]一部分高压蒸汽通过冷却器将高温热能传输给外部设备进行利用，一部分高压蒸汽通过冷却器返回高压回路，一部分高压蒸汽通过第一热交换器返回高压回路，高压回路对低压回路进行加热，实现低压回路增焓温度升高，高压回路降焓温度降低，高压蒸汽不断冷却，最后变为液体返回到蒸汽发生器中，不断循环增焓和降焓，使鼓风机进出口温度不断升高。
[0029]可选地，包括：
[0030]通过回热器、第一热交换器、第二热交换构建蒸汽发生器和鼓风机之间的低压回路和高压回路；
[0031]通过蒸汽发生器将液态工质转化为低温蒸汽；
[0032]低温蒸汽进入第一热交换器的低压回路，升温得到高温蒸汽，进入第二热交换器的低压回路，进一步升温；
[0033]通过鼓风机对高温蒸汽进行加压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变温装置，其特征在于：包括蒸汽发生器、升温系统和冷却器，所述蒸汽发生器用于采集低温热能，将液态工质转化为低温蒸汽，升温系统用于将低温蒸汽转换为高温的汽态工质，产生高温热能，冷却器用于将高温热能传输给外部设备进行利用，同时将汽态工质转化为液态工质返回到蒸汽发生器中，维持蒸汽发生器、升温系统和冷却器的连续循环。2.根据权利要求1所述的变温装置，其特征在于：所述升温系统包括热交换器和鼓风机，所述热交换器具有低压回路和高压回路，所述鼓风机连接热交换器的低压回路和高压回路，蒸汽发生器产生的低温蒸汽进入热交换器的低压回路，通过鼓风机加压升温后返回到热交换器的高压回路，热交换器的高压回路和低压回路出现温差，高压回路对低压回路进行加热，实现低压回路增焓，高压回路降焓，高温蒸汽不断冷却，最后变为液体返回到蒸汽发生器中，实现自反馈热压缩蒸汽升温；优选地，所述热交换器包括回热器和第一热交换器，所述蒸汽发生器、回热器、第一热交换器和鼓风机依次串联，所述冷却器与第一热交换器并联，冷却器降温以后的管路与回热器和第一热交换器之间的高压回路相连，利用冷却器剩余热能对低温蒸汽进行加热，同时利用低温蒸汽对高压回路蒸汽进行冷却液化，进一步优选地，所述鼓风机和第一热交换器设置有保温层；优选地，所述热交换器包括回热器、第一热交换器和第二热交换器，所述第二热交换器用于增大第一热交换器高温端的高压回路和低压回路的温差，进一步优选地，所述鼓风机、第一热交换器和第二热交换器设置有保温层；优选地，所述第一热交换器为等焓热交换器，使得低压回路等压增焓，高压回路等压降焓；优选地，所述升温系统还包括温度调节阀，温度调节阀被配置于升温系统的高压回路中，用于控制鼓风机输出的高温高压蒸汽在冷却器和第一热交换器之间的流量分配，从而控制冷却器输出的高温蒸汽温度范围。3.根据权利要求2所述的变温装置，其特征在于：所述回热器串联在蒸汽发生器与第一热交换器之间，第一热交换器的高温低压端与第二热交换器的低温低压端连接，第一热交换器的高温高压端与鼓风机的输出端相连，第二热交换器的高温低压端与鼓风机的输入端相连，第二热交换器的高温高压端与鼓风机的输出端相连，第二热交换器的低温高压端与冷却器的进气端相连，冷却器的第一出气端与回热器的高温高压端相连，冷却器的第二出气端与外部设备相连。4.根据权利要求2所述的变温装置，其特征在于：所述回热器串联在蒸汽发生器与第一热交换器之间，所述第一热交换器的高温低压端与鼓风机的输入端相连，鼓风机的输出端与第二热交换器的高温高压端相连，第二热交换器的低温高压端与冷却器的进气端相连，冷却器的第一出气端与回热器的高温高压端相连，冷却器的第二出气端与外部设备相连，第二热交换器的低压回路引入外部高温热能来产生温差。5.一种变温系统，其特征在于：包括多个权利要求1
‑
4中任一所述的变温装置，多个所述变温装置串联连接；优选地，包括多个权利要求4所述的变温装置，相邻变温装置通过第二热交换器串联，形成多级升温的变温系统，第一级变温装置的冷却器将高温热能传输给外部设备，其他变温装置的冷却器为对应的上一级变温装置的第二热交换器；
进一步优选地，最后一级的变温装置为权利要求3所述的变温装置，所述变温装置的冷却器为上一级变温装置的第二热交换器。6.一种利用权利要求1
‑
4中任一所述的变温装置提升低温蒸汽温度的方法，其特征在于：包括：通过蒸汽发生器采集低温热能，将液态工质转化为低温蒸汽；通过升温系统将低温蒸汽转换为高温的汽态工质，产生高温热能；通过冷却器将高温热能传输给外部设备；通过冷却器将汽态工质转化为液态工质返回到蒸汽发生器中，维持蒸汽发生器、升温系统和冷却器的连续循环。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：包括：将蒸汽发生器，回热器、第一热交换器和鼓风机依次串联，构建低压回路和高压回路；通过蒸汽发生器将液态工质转化为低温蒸汽；低温蒸汽进入第一热交换器的低压回路，升温得到高温蒸汽；通过鼓风机对高温蒸汽进行加压，转换为高压蒸汽；一部分高压蒸汽通过冷却器将高温热能传输给外部设备进行利用，一部分高压蒸汽通过冷却器返回高压回路，一部分高压蒸汽通过第一热交换器返回高压回路，高压回路对低压回路进行加热，实现低压回路增焓温度升高，高压回路降焓温度降低，高压蒸汽不断冷却，最后变为液体返回到蒸汽发生器中，不断循环增焓和降焓，使鼓风机进出口温度不断升高；优选地，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴加林，
申请(专利权)人：成都佳灵绿色能源有限责任公司，
类型：发明
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