[發明專利]一種無冷源熱能梯級轉換系統及方法

在審

• 申請號: 201811556998.8
• 申請日: 2018-12-19
• 公開（公告）號: CN109404080A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 阮開軍
• 申請（專利權）人: 阮開軍
• 主分類號: F01K25/10
• 分類號: F01K25/10;F01K19/10;F01K13/00
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 李龍

1.一種無冷源熱能梯級轉換方法，其特征在于：該方法將在膨脹機A(1)內第一次做功后的氣態工質經管路引入換熱器A(3)的放熱部分放熱，形成一級熱能轉換，放熱后的氣態工質經管路引出再進入膨脹機B(2)內第二次做功，做功后的氣態工質再經管路引入換熱器B(4)的放熱部分內放熱，形成二級熱能轉換，氣態工質在換熱器B(4)的放熱部分內放熱后降溫成液態，液態工質經管路引出并依次經工質泵(5)和節流閥(6)后，又先后進入換熱器B(4)的吸熱部分、換熱器A(3)的吸熱部分內吸熱后再次進入膨脹機A(1)內做功，節流閥(6)下游與膨脹機A(1)之間的管路上還設置有吸熱器(7)和壓縮機(8)，吸熱器(7)用于為工質補償損耗的熱量，通過壓縮機(8)為節流閥(6)與壓縮機(8)之間管路內的工質抽相對負壓，促使工質汽化、升溫，汽化、升溫的過程中通過換熱器B(4)的吸熱部分、換熱器A(3)的吸熱部分從換熱器B(4)的放熱部分和換熱器A(3)的放熱部分吸收熱量，使換熱器A(3)的放熱部分、換熱器B(4)的放熱部分內氣態工質降溫、液化，汽化、升溫后的工質經壓縮機(8)抽取、壓縮后再次進入膨脹機A(1)內做功，如此往復循環，使膨脹機A(1)和膨脹機B(2)向外界輸出動能。

2.根據權利要求1所述一種無冷源熱能轉換方法，其特征在于：所述膨脹機A(1)、換熱器A(3)放熱部分組成一級熱能轉換系統，膨脹機B(2)、換熱器B(4)放熱部分組成二級熱能轉換系統，工質泵(5)進口端管路上串聯設置至少兩個熱能轉換系統。

3.一種無冷源熱能梯級轉換系統，其特征在于：包括膨脹機A(1)、膨脹機B(2)、換熱器A(3)、換熱器B(4)、工質泵(5)、節流閥(6)、吸熱器(7)和壓縮機(8)，膨脹機A(1)的工質出口經第一管路(9)與換熱器A(3)的放熱流體入口相連通，換熱器A(3)的放熱流體出口經第二管路(10)與換熱器B(4)的放熱流體入口相連，所述膨脹機B(2)設置于第二管路(10)上，換熱器B(4)的放熱流體出口經第三管路(11)與換熱器B(4)的吸熱流體入口相連，工質泵(5)和節流閥(6)在第三管路(11)上沿換熱器B(4)的放熱流體出口至換熱器B(4)的吸熱流體入口的方向依次設置，換熱器B(4)的吸熱流體出口經第四管路(12)與換熱器A(3)的吸熱流體入口相連，換熱器A(3)的吸熱流體出口經第五管路(13)與膨脹機A(1)的工質入口相連，所述壓縮機(8)設置于第五管路(13)上，用于為管路內工質補償損耗的熱能的吸熱器(7)設置于第三管路(11)或第四管路(12)或第五管路(13)上，或第三管路(11)上、第四管路(12)上、第五管路(13)上同時設置有吸熱器(7)。

4.根據權利要求3所述一種無冷源熱能梯級轉換系統，其特征在于：所述壓縮機(8)設置于換熱器A(3)吸熱部分與膨脹機A(1)之間的管路上。

5.根據權利要求3所述一種無冷源熱能梯級轉換系統，其特征在于：所述膨脹機為內置渦輪機葉輪的管路，且膨脹機A(1)和膨脹機B(2)內的渦輪機葉輪同軸傳動連接。

6.根據權利要求3所述一種無冷源熱能梯級轉換系統，其特征在于:所述壓縮機(8)替換為氣泵。