低温液化能量回收动力供应系统技术方案

本发明专利技术提供了一种便于安装使用方便、占地面积小、不污染环境，能从低温热源吸热，使之全部转化为功，而不留下其他任何变化的低温液化能量回收动力供应系统。由循环液化介质热交换器、压缩机、流体能量回收换热器、透平膨胀机、闪蒸罐和连通它们之间的介质管道所组成；压缩机与闪蒸罐之间装有使它们连通的进介质管道和出介质管道，压缩机与闪蒸罐之间的出介质管道上置于减压阀，闪蒸罐与液体增压泵之间有连通它们的液化液体输出管道，该输出管道并与透平膨胀机连通；与电源线相连的控制柜通过控制线及电源线束与压缩机、闪蒸阀、液体增压泵、透平膨胀机、流体能量回收换热器连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于余热回收再利用系统；尤其涉及温能量的回收再利用系统。
技术介绍
大气、江河湖海的水中蕴含巨大的低品位热量；工业过程中会产生大量的低温废热，工业生产过程产生上述废热的同时又伴生大量二氧化碳，加剧温室效应的产生，使大气温度逐年升高。目前，为了回收这些低品位的热量，人们专利技术了风源热泵用于供暖，但是低品位能量的利用率仍很低。专利申请号为200710050627.8的专利申请中披露了一种利用多个分散余热、热源、多种余热载体介质发电的方法及装置，这种方法可以使多种余热得到部分利用，但是这种方法存在以下不足只能回收温度较高的余热，对温度在50°C左右及其以下的余热或废热无法利用；系统中所需的冷凝效果须由空冷、水冷或其他方式来辅助实现，要消耗额外的能量、浪费大量水资源等；将该技术用于回收余热时其经济性、环保性、技术的先进性等与本技术相比存在较大差距。如何开发利用这些取之不尽、用之不竭的低品位能源是当代科学家一直努力解决的问题。本专利技术人也曾在专利申请号为200810140773. 4、200820148143. 7、200820148144. 1、200820148145. 6的文献中公开了几种余热回收再利用的系统，但是余热回收再利用的研究和设备的开放仍有很大的范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种便于安装使用方便、占地面积小、不污染环境，能从低温热源吸热，使之全部转化为功，而不留下其他任何变化的低温液化能量回收动力供应系统。 本专利技术目的是通过以下技术方案实现的一种低品位能量全部回收利用的低温液化动力供应系统，由循环液化介质热交换器、压縮机、闪蒸阀、流体能量回收换热器、透平膨胀机、液体增压泵、闪蒸罐和连通它们之间的介质管道所组成；压縮机与闪蒸罐之间装有使它们连通的进介质管道和出介质管道，压縮机与闪蒸罐之间的出介质管道上置于减压阀，闪蒸罐与液体增压泵之间有连通它们的液化液体输出管道，该输出管道上连通有热交换器及流体能量回收换热器，该输出管道并与透平膨胀机连通；与透平膨胀机连通的乏汽排出介质管道与循环液化介质热交换器或进介质管道连接，并与压縮机的气体进口相连通；与电源线相连的控制柜通过控制线及电源线束与压縮机、闪蒸阀、液体增压泵、透平膨胀机、流体能量回收换热器连接。 连通液化介质闪蒸罐与液体增压泵之间的液化液体输出管道上装有增液管道，该增液管道装在液化液体增压泵的入口处的管道上。 压縮机与闪蒸罐之间的管道上装有热交换器，热交换器分别与闪蒸罐和压縮机之间的进介质管道和出介质管道相连通。 压縮机与闪蒸罐之间的管道上装有热交换器，一个热交换器的一边与闪蒸罐和压縮机之间的进介质管道连通，另一边的一端与出介质管道相连，它的另一端与装在另一个热交换器上的介质管道连通，该介质管道通过此热交换器与装有减压阀的介质管道相连通，并与闪蒸罐相连，另一个热交换器的一端与液体增压泵出口连接的进液介质管道相连，另一端与由液体增压泵出口连接的进液介质管道所连通的换热器相连通。 在透平膨胀机与闪蒸罐之间的管道上并联或串联至少两组循环液化介质换热器组。 与闪蒸罐连接的压縮机至少有两台压縮机并联，透平膨胀机与闪蒸罐之间至少两组循环液化介质换热器组并联或串联 系统中的透平膨胀机与压縮机直接组成为一个整体。 能量回收换热器为风能回收换热器或流体换热器或风能回收换热器与流体换热器的组合。 这种低温液化能量回收动力供应系统，是由循环液化介质换热器、压縮机、减压阀、闪蒸罐、液体增压泵、流体能量回收换热器、透平膨胀机和连通它们的介质管道及介质溶液补充管道所组成，整个系统结构很简单，因此便于安装，占地面积也很小，使用很方便；本专利技术中提供能量的流体进入能量回收换热器，低沸点介质经过能量回收换热器加热后进入透平膨胀机，低温液化能量回收动力供应系统的透平膨胀机排出的乏汽直接进入乏汽能量回收系统的换热器，与液体增压泵输送的液体在换热器内进行热交换，逐步变成低温气体，经过压縮机升压后进入减压阀，在闪蒸罐内一部分闪蒸为液体，另一部分被压縮机吸回压縮腔继续压縮，同时由换热器经低温液体冷却的从透平膨胀机排出的低温气体也进入压縮机，并在此被增压、压縮成为具有一定压力的低温气体而进入减压阀，进行循环闪蒸液化，不断供应低温液化液体给液体增压泵，实现从能量回收换热器中吸热汽化一进入透平膨胀机膨胀做功一进入压縮机压縮增压一闪蒸液化的不断循环，达到不断从低温环境或低温流体吸收能量，对外做功的目的。 因此该系统能将蕴含于大气、江河湖海的水中及各种工业过程产生的气、液流体中的低品位热量回收再利用，转化为有用的动能，为各种过程提供动力，如可以作为汽车动力、火车动力、轮船动力、工业生产过程的动力、驱动发电机的动力......。同时，可为各种需要供冷的空间提供冷冻水、需要冷却的设备提供冷却介质、为各种低温冷冻过程提供低温冷量......。这不仅减少了环境污染、向需冷空间及介质提供冷量，而且节省了能源，能从根本上降低能源成本、解决能源危机。 从理论分析这种系统是合理的，热力学第二定律的卡诺解释告诉我们不可能从单一热源吸热，使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。 热力学对第二类永动机也有定义从环境大气或海水里吸热不断获得机械功，这种单一热源下做功的动力机称为第二类永动机。它虽不违反热力学第一定律和能量守恒，但是违背了热力学第二定律，热力学第二定律也可以表示为第二类永动机是不存在的。只冷却一个热源的循环发动机是不成功的、自发过程是不可逆的、在不可逆绝热过程中，熵增加，但不可能减少。上述理论是正确的。因此采用低温液化技术、创造低温环境、在相对较低的环境温度下和介质温度下，通过闪蒸获得低温液体，选择的低温液体具备低温汽化的物性，通过加压泵增压后送入换热器，吸收常温或较低温度的大气及其它流体中的热量汽化为温度与压力相对较高的蒸汽，推动透平膨胀机做功；同时利用温差传热原理将低温液体蒸发产生的冷量又应用于冷凝从透平膨胀机排出的温度相对较高的低温流体，将其温度降温后送入压縮机压縮后闪蒸，循环获得低温液体。就能实现从低温热源吸热，使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。这样的系统是可行的，它没有违背热力学定律，以风能动力供应系统为例当冷却了两个热源①空气②乏汽(从透平机排出的氦气、氮气、二氧化碳气等)，而且这些过程都是强制性的。系统中选择了十分环保、低温下热力性能又较好的压縮介质氦气、氮气、二氧化碳等，能够从低温热源中取出热 通过该专利技术，可以得出系统本身如能够创造温度相对较低的环境，实现循环介质汽-液两相间相互转化，该系统就可从温度相对较高的热源中取出热量，这样的系统就可实现从低温热源吸热使之全部转化为功的热力发动机。附图说明 图1为实施例1的结构示意图； 图2为实施例1另一种结构形式的示意图； 图3为实施例2的结构示意图； 图4为实施例3的结构示意图； 图5为实施例3另一种结构形式的示意图； 图6为实施例4的结构示意图； 图7为实施例4另一种结构形式的示意图； 图8为实施例5的结构示意图； 图9为系统中的透平膨胀机和压縮机为一个整体、流体能量回收换热器采用流体换热器时的结构示意图； 图10为有多台透平膨胀机并联、多台压縮机并联，多台能量回收换热器并联的系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低品位能量全部回收利用的低温液化动力供应系统，由循环液化介质热交换器、压缩机、闪蒸阀、流体能量回收换热器、透平膨胀机、液体增压泵、闪蒸罐和连通它们之间的介质管道所组成；其特征在于：压缩机与闪蒸罐之间装有使它们连通的进介质管道和出介质管道，压缩机与闪蒸罐之间的出介质管道上置于减压阀，闪蒸罐与液体增压泵之间有连通它们的液化液体输出管道，该输出管道上连通有热交换器及流体能量回收换热器，该输出管道并与透平膨胀机连通；与透平膨胀机连通的乏汽排出介质管道与循环液化介质热交换器或进介质管道连接，并与压缩机的气体进口相连通；与电源线相连的控制柜通过控制线及电源线束与压缩机、闪蒸阀、液体增压泵、透平膨胀机、流体能量回收换热器连接。

【技术特征摘要】
一种低品位能量全部回收利用的低温液化动力供应系统，由循环液化介质热交换器、压缩机、闪蒸阀、流体能量回收换热器、透平膨胀机、液体增压泵、闪蒸罐和连通它们之间的介质管道所组成；其特征在于压缩机与闪蒸罐之间装有使它们连通的进介质管道和出介质管道，压缩机与闪蒸罐之间的出介质管道上置于减压阀，闪蒸罐与液体增压泵之间有连通它们的液化液体输出管道，该输出管道上连通有热交换器及流体能量回收换热器，该输出管道并与透平膨胀机连通；与透平膨胀机连通的乏汽排出介质管道与循环液化介质热交换器或进介质管道连接，并与压缩机的气体进口相连通；与电源线相连的控制柜通过控制线及电源线束与压缩机、闪蒸阀、液体增压泵、透平膨胀机、流体能量回收换热器连接。2. 根据权利要求1所述的低温液化动力供应系统，其特征在于连通液化介质闪蒸罐与液体增压泵之间的液化液体输出管道上装有增液管道，该增液管道装在液化液体增压泵的入口处的管道上。3. 根据权利要求1所述的低温液化动力供应系统，其特征在于压縮机与闪蒸罐之间的管道上装有热交换器，热交换器分别与闪蒸罐和压縮机之间的进介质管道和出介质管道相连通。4....

【专利技术属性】
技术研发人员：陈万仁，
申请(专利权)人：陈万仁，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]