[發明專利]一種低溫熱能回收利用機組及方法

有效

• 申請號: 201610135182.2
• 申請日: 2016-03-10
• 公開（公告）號: CN105545388B
• 公開（公告）日: 2017-02-22
• 發明（設計）人: 鐘學斌
• 申請（專利權）人: 鐘學斌
• 主分類號: F01K11/02
• 分類號: F01K11/02;F01K27/00
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所43205
• 代理人: 黃純能,寧星耀

技術領域

本發明涉及一種熱能回收利用機組及方法，特別是涉及一種低溫熱能回收利用機組及方法。

背景技術

目前，低溫熱能回收利用都是用低沸點有機工質低沸點物理特性，通過換熱器吸收廢熱（余熱）源熱能，液態工質吸熱蒸發產生高壓蒸氣，推動氣輪機，帶動發電機組發電或直接輸出機械能，做功后的蒸氣通過冷卻裝置（冷卻塔或生活熱水換熱器+冷卻塔）冷凝成液態后，通過溶液泵輸送到蒸發器內，循環蒸發，連續產生蒸氣，推動氣輪機。其存在以下不足：

1、熱能利用率低（冷凝過程損失熱量，冷凝設備自身耗能）；

2、對熱源溫度要求高（高于60攝氏度）；

3、設備投資大，無法小型、微型化；

4、對熱源熱量要求上規模，小量、微量的熱源無法進行回收利用；

5、熱回收應用受限嚴重。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種熱能回收利用率高，對熱源溫度要求低（可低至室溫），設備投資小，可廣泛回收小量、微量的熱源熱量進行利用的低溫熱能回收利用機組及方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

技術方案一：本發明之低溫熱能回收利用機組，包括儲氣器、壓縮機、儲液器、蒸發換熱器Ⅰ、氣動機器、電磁閥Ⅰ、電磁閥Ⅱ、電動閥Ⅰ、壓力開關Ⅰ、液位器Ⅰ、單向閥Ⅰ和控制系統，所述儲氣器通過管路與壓縮機的吸氣端相連，所述壓縮機的排氣端通過管路與儲液器的中下部相連，所述儲液器的底部通過設有電磁閥Ⅰ的管路與蒸發換熱器Ⅰ相連，所述蒸發換熱器Ⅰ分別通過設有電磁閥Ⅱ的管路與壓縮機的吸氣端相連、通過設有單向閥Ⅰ的管路與氣動機器的進氣端相連，所述氣動機器的排氣端通過管路與儲氣器相連，所述儲液器內設有液位開關，所述壓力開關Ⅰ、液位器Ⅰ安裝在蒸發換熱器Ⅰ內，所述電動閥Ⅰ與蒸發換熱器Ⅰ相連（控制熱源的進入，蒸發換熱器Ⅰ沒有發生蒸發時關閉熱源進入），所述控制系統分別與壓縮機、液位器Ⅰ、液位開關、電磁閥Ⅰ、電磁閥Ⅱ、電動閥Ⅰ、壓力開關Ⅰ相連。

利用上述機組進行低溫熱能回收利用的方法：

控制系統檢測儲液器、蒸發換熱器Ⅰ的液位，開啟壓縮機，壓縮系統內有機低沸點工質，當儲液器液位達到0A，蒸發換熱器Ⅰ的液位為1C時，儲液器的液位開關和蒸發換熱器Ⅰ內液位器Ⅰ的觸點1303接通（或斷開），控制系統接收到信號，控制系統輸出控制信號打開電磁閥Ⅱ，蒸發換熱器Ⅰ內部壓力快速下降，當壓力下降到壓力開關Ⅰ觸發值時，壓力開關Ⅰ接通（或斷開），控制系統接收到信號，控制系統輸出控制信號關閉電磁閥Ⅱ、打開電磁閥Ⅰ，儲液器內中溫中壓的液態有機低沸點工質經電磁閥Ⅰ流入蒸發換熱器Ⅰ內，當流入的液態有機低沸點工質量達到設定值1A，液位器Ⅰ的觸點1301接通（或斷開），控制系統檢測到信號后輸出控制信號關閉電磁閥Ⅰ，打開電動閥Ⅰ；蒸發換熱器Ⅰ內的液態有機低沸點工質吸收流經蒸發換熱器Ⅰ（廢熱、余熱、低品位熱源）介質的熱能進行蒸發，以保持蒸發換熱器Ⅰ內的液態有機低沸點工質持續快速蒸發形成高溫高壓氣體，所得高溫高壓氣體通過設有單向閥Ⅰ的管道進入氣動機器的進氣端，氣動機器將蒸氣能轉換為機械能，做功后的有機低沸點工質為中溫氣態，從氣動機器的排氣端通過管路直接排入儲氣器內，儲氣器中的有機低沸點工質被壓縮機吸入，壓縮成液態儲存到儲液器內，這樣有機低沸點工質就進行了一次完整的由氣態到液態、液態到氣態的工作流程；

蒸發換熱器Ⅰ內液態有機低沸點工質進行蒸發過程，液態工質不斷減少，當減少到設定值1C時，液位器Ⅰ的觸點1303接通（或斷開），控制系統檢測到信號后輸出控制信號打開電磁閥Ⅱ，關閉電動閥Ⅰ；蒸發換熱器Ⅰ內部壓力快速下降，當壓力下降到壓力開關Ⅰ觸發值時，壓力開關Ⅰ觸點接通（或斷開），控制系統檢測到信號后輸出控制信號關閉電磁閥Ⅱ、打開電磁閥Ⅰ，儲液器內中溫中壓的液態有機低沸點工質經電磁閥Ⅰ流入蒸發換熱器Ⅰ內，當流入的液態有機低沸點工質量達到設定值1A，液位器Ⅰ的觸點1301接通（或斷開），控制系統檢測到信號后輸出控制信號關閉電磁閥Ⅰ、打開電動閥Ⅰ；蒸發換熱器Ⅰ內的液態有機低沸點工質吸收流經蒸發換熱器Ⅰ（廢熱、余熱、低溫品位熱源）介質的熱能進行蒸發，以保持蒸發換熱器Ⅰ內的液態有機低沸點工質持續快速蒸發形成高溫高壓氣體，所得高溫高壓氣體經設有單向閥Ⅰ的管道進入氣動機器進氣端，氣動機器將蒸氣能轉換為機械能，做功后的有機低沸點工質為中溫氣態，從氣動機器的排氣端通過管路直接排入儲氣器內，儲氣器中的有機低沸點工質被壓縮機吸入，壓縮成液態儲存到儲液器內，進行循環工作；