本发明专利技术涉及利用环境热能的做功装置，包括热机系统和热泵系统。本发明专利技术的优点是：使用热泵系统从环境中吸热并产生高温热源与低温热源驱动热机系统做功，使用气动马达和打气机组合作为热机系统，通过气动马达的进气管路与排气管路之间进行接近完全换热，达到接近完全回收气动马达做功后排出的废热的效果，使得整个热机系统的热效率理论上接近100％，气动马达的进气管路和排气管路使用套管换热器，具有效果好成本低体积小重量低等优点，即使无限增加换热管道的长度和容积来提高回收废热的比例都不会影响气动马达做功，同时利用热泵的回气管道跟气动马达排气管道进行换热，达到提高热泵系统能效比的效果，同时也回收部分废热。同时也回收部分废热。同时也回收部分废热。
Working device utilizing environmental heat energy
【技术实现步骤摘要】
利用环境热能的做功装置
[0001]本专利技术涉及一种利用环境热能的做功装置，涉及动力机械
技术介绍
[0002]专利号为“201710077773.3”，专利技术名称为“利用环境热能对外做功的装置”，描述了一种利用环境中的热能对外做功的装置，但该方案的实例所采用的热机都不能与专利所述多级热交换系统很好的协作，采用蒸汽机的方案在原理上就无法实用，因为相变问题，它无法形成稳定的温差，很快温度梯度就会因为热管效应被破坏导致达不到预期效果，而采用斯特林发动机的原理，在冷热端之间来回移动液体或者气体工质，又会因为热交换管道很长(比如十多米甚至数十米)，导致来回移动工质的一个周期很长，难以提高功率并实用化。
技术实现思路
[0003]为克服现有技术的缺陷，本专利技术提供一种利用环境热能的做功装置，本专利技术利用热泵系统产生高温热源和低温热源，使用气动马达和打气机组合作为热机系统，并利用套管换热器及热泵的回气管道作为回收废热的手段，理论上接近完全回收废热，让热机系统热效率理论上接近100％，从而实现从环境中吸热对外做功的设备。
[0004]本专利技术使用热泵系统从环境中吸热并产生高温热源与低温热源驱动热机系统做功，采用气动马达(包括活塞式气动马达或者透平机等利用压缩气体做功的装置)和打气机(包括活塞式打气机或者透平机等)组合作为热机系统，通过气动马达的进气管路与排气管路之间进行接近完全换热，达到接近完全回收气动马达做功后排出的废热的效果，使得整个热机系统的热效率理论上接近100％，气动马达的进气管路和排气管路使用套管换热器，具有效果好成本低体积小重量低等优点，即使无限增加换热管道的长度和容积来提高回收废热的比例都不会影响做功装置做功，同时利用热泵的回气管道跟气动马达排气管道进行换热，达到提高热泵系统能效比的效果，同时也回收部分废热，本专利技术的各部分技术相当成熟，可以很容易的制造出具有很大实用价值的从环境吸热对外做工的设备，让人类不再依赖常规能源，几乎完全无排放，甚至废热都极少排放，随处可用，很好的解决了能源问题，并开启一个以环境中的热能作为能源的新时代，是以环境热能为能源的发动机从理论走向实用化的关键。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]一种利用环境热能的做功装置，包括热机系统和热泵系统。
[0007]所述的热机系统包括第一低温储气罐、第二低温储气罐、气阀、打气机、第一套管换热器、第二套管换热器、高温储气罐、气动马达、发电机和超级电容组；在所述打气机的出气口与进气口之间的循环管道上，介质依次流经第一低温储气罐、气阀、第一套管换热器、第二套管换热器、气动马达、高温储气罐、第二套管换热器、第一套管换热器和第二低温储气罐，所述的打气机与第一低温储气罐之间的管道穿过所述的低温容器；该第一套管换热
器与第二套管换热器之间的管道穿过所述的储热容器；该第二套管换热器与气动马达之间的管道穿过所述的高温容器；所述第一套管换热器与第二低温储气罐之间的管道穿过所述的低温容器，该气动马达做功带动发电机发电，发出的电储存到超级电容组，供热泵系统的压缩机使用的同时对外供电。
[0008]所述的热泵系统包括压缩机、第三套管换热器、换热器、第四套管换热器和节流阀，在所述的压缩机的出气口和进气口之间循环管道上，介质依次流经第三套管换热器、第四套管换热器、换热器和第三套管换热器，该压缩机与第三套管换热器之间的管道穿过所述的高温容器；该第四套管换热器的内管与外管之间的管道上装有节流阀并穿过所述的低温容器，该换热器与第三套管换热器之间的管道穿过所述的储热容器。
[0009]本专利技术的优点是：解决了现有方案存在的做功周期长和无法形成稳定温度梯度的问题，使利用环境热能对外做功的装置实用化。因为工质使用的是清洁的气体，没有水、水垢、积炭等，不会发生锈蚀堵塞加速磨损等问题，也不会像低沸点有机工质存在腐蚀密封圈的问题，成本低易于制造并且耐用性好，能很快投入实用。
附图说明
[0010]图1是本专利技术的主体结构示意图。
[0011]附图标记说明：
[0012]1、第一低温储气罐；2、气阀；3、第一套管换热器；4、储热容器；5、第二套管换热器；6、高温储气罐；7、气动马达；8、高温容器；9、发电机；10、超级电容组；11、压缩机；12、第三套管换热器；13、换热器；14、第四套管换热器；15、低温容器；16、节流阀；17、打气机；18、第二低温储气罐。
具体实施方式
[0013]下面结合具体实施例来进一步描述本专利技术，本专利技术的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本专利技术的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本专利技术的精神和范围下可以对本专利技术技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本专利技术的保护范围内。
[0014]参见图1，本专利技术涉及一种利用环境热能的做功装置，包括热机系统和热泵系统；所述的热机系统包括第一低温储气罐1、第二低温储气罐18、气阀2、打气机17、第一套管换热器3、第二套管换热器5、高温储气罐6、气动马达7、发电机9和超级电容组10；在所述打气机17的出气口与进气口之间的循环管道上，介质依次流经第一低温储气罐1、气阀2、第一套管换热器3、第二套管换热器5、气动马达7、高温储气罐6、第二套管换热器5、第一套管换热器3和第二低温储气罐18，所述的打气机17与第一低温储气罐1之间的管道穿过所述的低温容器15；该第一套管换热器3与第二套管换热器5之间的管道穿过所述的储热容器4；该第二套管换热器5与气动马达7之间的管道穿过所述的高温容器8；所述第一套管换热器3与第二低温储气罐5之间的管道穿过所述的低温容器15，该气动马达7做功带动发电机9发电，发出的电储存到超级电容组10，供热泵系统的压缩机11使用的同时对外供电。
[0015]所述的热泵系统包括压缩机11、第三套管换热器12、换热器13、第四套管换热器14和节流阀16，在所述的压缩机11的出气口和进气口之间循环管道上，介质依次流经第三套
管换热器12、第四套管换热器14、换热器13和第三套管换热器12，该压缩机11与第三套管换热器12之间的高温出气管道穿过所述的高温容器高温容器8；该第四套管换热器14的内管与外管之间的上装有节流阀16并穿过所述的低温容器15，该换热器13与第三套管换热器12之间的管道穿过所述的储热容器4
[0016]本专利技术的工作过程是：
[0017]做功系统部分，首先，打开第一气阀2，低温储气罐1内的低温气体经过管道流经第一套管换热器3、储热容器4、第二套管换热器5和高温容器8，升温后，推动气动马达7做功带动发电机9发电，发出的电储存到超级电容组10，供热泵系统的压缩机11使用同时对外供电，气动马达7做功后排出的高温气体排入高温储气罐6，然后经第二套管换热器5、储热容器4、第一套管换热器3和低温容器15换热后变成低温气体，被打气机17等温压入到低温储气罐1，如此反复。
[0018]对于热泵系统部分，压缩机11将工质压缩后向高本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种利用环境热能的做功装置，其特征在于，包括热机系统和热泵系统。2.根据权利要求1所述的环境热能的做功装置，其特征在于，所述的热机系统包括第一低温储气罐、第二低温储气罐、气阀、打气机、第一套管换热器、第二套管换热器、高温储气罐、气动马达、发电机和超级电容组；在所述打气机的出气口与进气口之间的循环管道上，介质依次流经第一低温储气罐、气阀、第一套管换热器、第二套管换热器、气动马达、高温储气罐、第二套管换热器、第一套管换热器和第二低温储气罐，所述的打气机与第一低温储气罐之间的管道穿过所述的低温容器；该第一套管换热器与第二套管换热器之间的管道穿过所述的储热容器；该第二套管换热器与气动马达之间的管道穿过所述的高...
【专利技术属性】
技术研发人员：余义刚，
申请(专利权)人：余义刚，
类型：发明
国别省市：
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