本发明专利技术涉及热机技术领域，具体涉及一种低温热能转换机械能装置，包括氨气换热单元和将所述氨气换热单元交换热能转换为机械能的气动装置；所述氨气换热单元包括若干个串联的热能单元、容纳器；热能单元为回热器，回热器内设置有氨水换热管和热源换热管，相邻的两个所述回热器的热源出口和热源入口连通；相邻的两个所述回热器内的所述氨水换热管出液口和氨水换热管入液口连通；本发明专利技术设置若干个热能单元串联组合，每个热能单元包含回热器、热源换热管，氨水换热管，热源换热管将热流体热能传递给热能单元；若干个热能单元串联与气动装置通过容纳器连接，满足大功率的设备运行需求，结构简单，后期维护方便。后期维护方便。后期维护方便。
【技术实现步骤摘要】
一种低温热能转换机械能装置及其使用方法
[0001]本专利技术涉及热机
，具体涉及一种低温热能转换机械能装置及其使用方法。
技术介绍
[0002]目前低温热能是指品位相对较低的热能，一般温度低于200℃，这些能源种类繁多，包括太阳热能、各种工业废热、地热、海洋温差等可再生能源；总量巨大，以工业废热为例，有统计指出，人类所利用的热能中有50％最终以低品位废热的形式直接排放；利用和回收这部分能源对于节能减排有着不可忽视的影响。
[0003]传统一般使用有机循环实现热能向机械能转换，但是在有机工质液化环节需要带走大量的热能，因此整体效率不高；
[0004]因此，提供一种新的低温热能转换机械能装置。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种低温热能转换机械能装置。
[0006]一种低温热能转换机械能装置，其特征在于，包括氨气换热单元和将所述氨气换热单元交换热能转换为机械能的气动装置；所述氨气换热单元包括若干个串联的热能单元、容纳器；
[0007]所述热能单元为回热器，
[0008]所述回热器内设置有氨水换热管和热源换热管，
[0009]相邻的两个所述回热器的热源出口和热源入口连通；
[0010]相邻的两个所述回热器内的所述氨水换热管出液口和氨水换热管入液口连通；
[0011]所述容纳器包括第一容纳器和第二容纳器；
[0012]所述第一容纳器和第二容纳器用于存储氨水/氨气，所述回热器内装有蓄热液；r/>[0013]所述第一容纳器和第二容纳器的上端出气口分别与气动装置通过氨气管道连通，所述第一容纳器的进出液口与串联的热能单元中的首端回热器的氨水换热管入液口通过第一管路连通，所述第二容纳器的进出液口与串联的热能单元中的末端回热器的氨水换热管出液口通过第二管路连通；
[0014]所述第二管路上设置有增压装置连通；
[0015]进一步，所述增压装置为增压循环泵；
[0016]进一步，所述第一容纳器和第二容纳器的顶端出气口分别通过第一连接管道与氨气管道连通，所述第一连接管道上固定安装有第一阀门；
[0017]所述第一连接管道内均设置有疏水过滤器；
[0018]进一步，所述第一容纳器和第二容纳器靠近顶部的侧壁上均开有回流口，所述回流口与所述进出液口通过第三分支管连通，所述第三分支管上安装有第二阀门；
[0019]进一步，相邻的两个所述回热器内的所述氨水换热管出液口和氨水换热管入液口
相互连通的管路上安装有气液分离器；
[0020]所述气液分离器包括与所述管路固定密封连接的壳体，所述壳体内设置有若干片疏水滤膜和网状固定支架，所述疏水滤膜位于所述网状固定支架内，所述管路位于所述壳体内的管壁上开有若干贯穿槽，所述网状固定支架固定安装在所述贯穿槽处，
[0021]所述壳体内部与所述氨气管道通过氨气管道连通；
[0022]所述氨气管道上安装有第三阀门；
[0023]进一步，相邻两个回热器中的一个回热器上安装有温度传感器；
[0024]进一步，所述气动装置为第一气动装置，所述一个串联热能单元两端分别与第一容纳器和第二容纳器一侧连接，第一容纳器和第二容纳器上端与第一气动装置连接；所述第一气动装置内部设置有气缸，所述气缸通过连杆与惯性飞轮连接，其中，所述连杆的两端分别与所述惯性飞轮和所述气缸铰接；
[0025]进一步，所述氨气换热单元设置有两组，所述气动装置为气轮机；
[0026]所述两个串联热能单元之间设置有并联的第三管路和第四管路，所述第三管路和第四管路上分别安装所述汽轮机，两个所述汽轮机的安装方向相反，且两个汽轮机两侧均设置有单向阀，单向阀均安装在所述第三管路和第四管路上；且安装在所述第三管路和第四管路上的单向阀气体流向相反；
[0027]一种低温热能转换机械能装置的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：
[0028]步骤1：根据热源温度和预设废热排放温度，将热能单元进行预热或者降温，使各个热能单元的回热器产生从高到低温度的温度梯度，并使废热出口所在回热器温度低于废热预设排放温度；该温度梯度产生，可由热源流体依次流经各回热器温度逐级下降，并在靠近第二容纳器的回热器接入外源冷却水，使该末端回热器维持在较低的温度，温度梯度因此产生；
[0029]步骤2：通过热源入口注入热流体，同时循环泵将氨水从第二容纳器向第一容纳器转移；注入的热流体加热回热器和氨水，氨水从第二容纳器开始转移到第一容纳器；此过程氨水受热后温度升高产生氨气，氨气推动气动装置做功；
[0030]步骤3：热源流体停止注入，增压循环泵停止工作；低热源流体继续向回热器传递热能，温度持续降低；热源流体最终从废热出口排出，气动装置在惯性作用下保持原来运动状态，压力降低，氨水持续释放氨气，氨水中氨含量到达最小值，释放的氨气量到达最大值；
[0031]步骤4：热源流体继续保存停止注入状态，氨水从第一容纳器全部转移到第二容纳器，氨水温度降低，吸收氨气，氨气反向回流，最终氨水中氨含量到达最大值；
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：
[0033](1)本专利技术通过设置若干个热能单元串联组合，每个热能单元包含回热器、热源换热管，氨水换热管，热源换热管将热流体热能传递给热能单元，热能单元内回热器、氨水温度升高，氨水吸热后温度升高释放出氨气，氨气体积增大经气动装置转换为机械运动；热源经换热后温度降低，连续经过若干个热能单元后，热源温度逐级降到最低，最终经废热口排出；与此同时，第二容纳器内的氨水在循环泵作用下向第一容纳器转移，氨水逐级经过热能单元，吸收回热器内的热量温度逐级升高，氨水温度升高，释放氨气，经氨水换热管同上一过程产生的氨气一并进入气动装置实现热能转换为机械能；使得热源流体热能最大化被利
用，提高了能源的利用效率；同时通过若干个热能单元串联组合，一组热能单元产生的氨气经气轮机做功后被另一组吸收，可提高设备的功率体积比，满足大功率的设备运行需求；
[0034](2)本专利技术由于通过热源直接注入到热能单元的回热器，热源和冷源在热交换时换热面积和温差大，因此低温热源换热效果佳；热源流体逐级降温，最终以最低温度排放出去。
附图说明
[0035]以下附图仅对本专利技术作示意性的说明和解释，并不用于限定本专利技术的范围，其中：
[0036]图1：本专利技术低温热能转换机械能装置第一种实施例结构示意图；
[0037]图2：为本专利技术低温热能转换机械能装置第一种实施例进一步结构示意图；
[0038]图3：为本专利技术低温热能转换机械能装置的气液分离器结构示意图；
[0039]图4：为本专利技术低温热能转换机械能装置的气液分离器连接示意图；
[0040]图5：为本专利技术低温热能转换机械能装置第二种实施例结构示意图；
[0041]图中：1
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回热器，2
‑
氨水本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种低温热能转换机械能装置，其特征在于，包括氨气换热单元和将所述氨气换热单元交换热能转换为机械能的气动装置；所述氨气换热单元包括若干个串联的热能单元、容纳器；所述热能单元为回热器(1)，所述回热器(1)内设置有氨水换热管(2)和热源换热管(3)，相邻的两个所述回热器(1)的热源出口(3
‑
2)和热源入口(3
‑
1)连通；相邻的两个所述回热器(1)内的所述氨水换热管出液口(2
‑
2)和氨水换热管入液口(2
‑
1)连通；所述容纳器包括第一容纳器(4
‑
1)和第二容纳器(4
‑
2)；所述第一容纳器(4
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1)和第二容纳器(4
‑
2)用于存储氨水/氨气，所述回热器(1)内装有蓄热液；所述第一容纳器(4
‑
1)和第二容纳器(4
‑
2)的上端出气口分别与气动装置通过氨气管道(8)连通，所述第一容纳器(4
‑
1)的进出液口与串联的热能单元中的首端回热器的氨水换热管入液口(2
‑
1)通过第一管路连通，所述第二容纳器(4
‑
2)的进出液口与串联的热能单元中的末端回热器的氨水换热管出液口(2
‑
2)通过第二管路连通；所述第二管路上设置有增压装置连通。2.根据权利要求1所述的一种低温热能转换机械能装置，其特征在于，所述增压装置为增压循环泵(5)。3.根据权利要求1所述的一种低温热能转换机械能装置，其特征在于，所述第一容纳器(4
‑
1)和第二容纳器(4
‑
2)的顶端出气口分别通过第一连接管道(7)与氨气管道(8)连通，所述第一连接管道(7)上固定安装有第一阀门(11)；所述第一连接管道(7)内均设置有疏水过滤器(15)。4.根据权利要求1所述的一种低温热能转换机械能装置，其特征在于，所述第一容纳器(4
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1)和第二容纳器(4
‑
2)靠近顶部的侧壁上均开有回流口，所述回流口与所述进出液口通过第三分支管(4
‑1‑
3)连通，所述第三分支管(4
‑1‑
3)上安装有第二阀门(12)。5.根据权利要求1所述的一种低温热能转换机械能装置，其特征在于，相邻的两个所述回热器(1)内的所述氨水换热管出液口(2
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2)和氨水换热管入液口(2
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1)相互连通的管路上安装有气液分离器(6)；所述气液分离器(6)包括与所述管路固定密封连接的壳体(6
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1)，所述壳体内设...
【专利技术属性】
技术研发人员：区春雄，
申请(专利权)人：陕西奥宝实验仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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