[发明专利]一种热能聚合的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及能源利用领域中的低热能聚合成高热能的方法，更具体地，本发明涉及一种热能聚合的方法和设备。

背景技术

近些年来，我国能源业正面临着严峻的挑战。首先是人均能源利用相对不足，已探明的我国现有能源储量人均量仅为世界人均值的一半，且地理分布极不均衡。在东部经济发达地区只拥有能源储量的三分之一左右，而对能源富足的西部的开发又受到经济、技术、社会、环境等诸多因素的制约，难度较大。

此外，我国煤炭在商品能源中所占比例过大，以1998年为例，在我国商品能源消费中，煤炭占76.1％，石油占17.1％，天然气占2.1％，水能占4.7％，这种以煤炭为主体的能源结构，不仅导致运输紧张，能源利用效率低，而且对环境的污染也比较严重。第三，一次能源转换成电力的比例很低，目前我国一次能源转换成电力的比例还不到25％，而工业化国家平均已达40％以上。

当前，我国的经济持续发展，能源消耗直线上升，环境问题日趋严重，亟须制定中长期能源发展战略，要在厉行节能的同时，采取多能互补政策，特别要注意开发利用新能源，其中尤其是要大力开发利用可再生能源。

可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力、风力、太阳能、生物能、海潮能这些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家。但可再生能源受到自然条件的影响，如需要有水力、风力、太阳能，而且最主要的，投资和维护费用高，效率低，所以发出的电成本高，现在许多科学家在积极寻找提高利用可再生能源效率的方法，相信随着地球资源的短缺，可再生能源将发挥越来越大的作用。对于光热和光电转换中，出现了诸如太阳能热水器、太阳能灶、太阳能热发电、太阳能电池板、太阳能车船等太阳能设备。

而现实环境中，太阳能利用的成本高，并且受到地理环境和辐射程度的影响，利用率较低。而自然环境中所存能量最多的属于热能，热能普遍存在于空气、水中，另外多种工业用水，例如冶金、电厂中水都存在大量热量散失的问题，可以进行利用。而且，对于高温沙漠，空气的温度接近50摄氏度，也可以大力开发利用。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，提供将普遍的低温热能转换成积聚的高温能量的方法，本发明提出一种热能聚合的方法和设备。

根据本发明的一个方面，提出了一种热能聚合方法，包括：将低温介质的热能转换成红外线、光或者波，将红外线、光或者波聚合，对被加热介质进行加热，形成高热能介质。其中，包括：步骤1，接收低温热能介质，将低温热能介质通过能量转换设备转换成红外线、光或者波；步骤2，将红外线、光或者波进行聚合；步骤3、通过聚合后的红外线、光或者波对吸热介质进行加热，并且将吸热介质导出。

根据本发明的另一方面，提出了一种热能聚合的设备，包括：低温介质输入口、阀门、低温介质容器、热能转换装置、聚合装置和吸热装置；其中，低温介质输入口用于导入低温介质；阀门布置在低温介质输入口上，用于控制低温介质的导入和流量；低温介质容器和低温介质输入口连通，用于接收低温介质；低温介质容器内置热能转换装置，低温介质可与热能转换装置紧连；热能转换装置为圆筒状、圆柱状、圆弧状或者正多边形等能进而将聚合成点、面、斑的形状，外壁接触低温介质，内壁布置转换装置或者涂层，用于将低温介质的热能转换成红外线、光或者波；聚合装置将上述各类集束积聚到位于设备中央的吸热装置，吸热装置内部有被加热介质通过。

本发明将低温热能通过能量转换装置转换成红外线、光或者波，通过红外线、光、波聚合对吸热转换装置内的介质加热，使被加热介质变成高温介质，成为可利用的介质，从而使大量低热能源得到充分利用，极大降低碳排量，保护人类生存环境。

本发明可以根据不同的热能转换形式，设计不同的聚合装备，聚合设备内部可以是真空也可以是常压的。本发明聚合的热能可以形成能量聚集，能量聚集后可以是点状、线状、面状或其它形状，根据工业用途不同设计不同能量聚束形状。

本发明可以根据使用要求，进行多次能量聚合，从而使通过被聚合能量集束加热的介质的热含量达到设计要求。其中，利用这种方法在热电厂低温蒸汽的再利用方面，可以大大提高热电厂煤的使用效率；在冶炼、化工、食品等有热能排放的行业均有较大的市场；另外，太阳能、空气热能、海洋、湖泊、河流水温均可作为热源进行聚合使用。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的聚合方法的流程图；