[发明专利]利用环境热能对外做功的方法及环境热能做功系统

说明书

技术领域

本发明属于动力机械技术领域，具体地说，涉及一种利用环境热能对外做功的方法及用该方法的环境热能做功系统。

背景技术

因经济的发展，各国都对能源的需求很大，并且日益增加，而石油煤炭天然气等能源，总会有枯竭的一天，人类社会为了发展必须寻找新的能源，但各种取得能源的技术都有其自身的不足，成本高，有危险，会枯竭，有污染，破坏环境，即使水力风力地热等清洁能源发电，非常受环境限制，而且需要大量的设施等等，不能完美的解决能源问题。

在我们生活的环境中存在大量的能源，现有的技术只是利用了其中的风能、太阳能，而没有利用环境中的热能，传统利用太阳能、风能的方式受条件制约大，在能量转换时，所需要的设备成本较高，且受地域影响。而本发明可以在任何地方利用环境中的热能，不受地域时间等等限制，且对环境几乎无污染。

发明内容

本发明为解决现有技术的不足，提供一种利用热泵吸收环境中的热能对外做功的方法，该装置可以将环境的热能转化为动能输出，环保且使用方便。

发明采用的技术方案为：

一种利用热泵吸收环境中的热能对外做功的方法，它包含一个热泵系统，一个热做功系统，以及一个多级热交换及储能系统。

其原理为利用热泵产生高温热源和低温热源，并利用环境温度的介质作为第三个热源，一般情况下介质为水、油或者空气，高温热源和低温热源分别与第三个热源配合，驱动热做功装置做功，且热做功装置温度升高做功，温度降低也做功。同时在所有需要进行热交换的地方采用多级热交换，即用多份的介质多次热交换让某个环节逐渐降温或者升温到所需温度，同时得到不同品质的冷热介质，分别储存起来而不是排到环境中去，一般情况下介质为水或者油，相同的顺序多个热交换过程可以让介质的品质逐渐升高，从而不断得到可以利用的高品质冷热介质，充分利用冷能和热能。

一种利用环境热能对外做功的方法，利用热泵产生高温热源和低温热源，并利用环境温度的介质作为第三个热源；所述环境温度的介质为水、油或者空气；高温热源和低温热源分别与环境温度的介质配合，驱动热做功装置做功，且热做功装置温度升高做功，温度降低也做功，并在整个过程中的所有热交换环节，采用多级热交换，即用多份的环境温度的介质多次热交换让需要被加热或冷却的环节逐渐升温或者降温到所需温度，同时得到不同品质的冷热介质，分别把余热余冷储存起来而不是排到环境中去，相同的重复多个热交换过程可以让介质的品质逐渐升高，从而不断得到可以利用的高品质冷热介质，充分利用冷能和热能。

所述高温热源与所述环境温度的介质组成热机，所述低温热源也与环境温度的介质组成热机，驱动热做功装置做功，且热做功装置在被加热温度升高时做功，在被冷却温度降低时也做功。

整个过程中的所有热交换环节，采用多级热交换，将需要被加热或冷却的环节加热或冷却到一定温度，同时得到不同温度的介质并将余热储存在介质中，而不是将热能和冷能排到环境中去，重复该过程以不断获得最高品质可以利用的热介质或者冷介质。

所述热做功装置为气缸，该气缸对可变负载做功。

热泵内工质蒸发时的能量通过做功气缸或者透平机回收。

用上述的利用环境热能的对外做功方法的环境热能做功系统，所述环境热能做功系统包括热泵模块、热能做功模块及冷能做功模块；所述热泵模块包括一热水容器和一冷水容器，所述热能做功模块的一端与所述热水容器相接，所述冷能做功模块的一端与所述冷水容器相接。

所述热泵模块包括通过管道依次循环连接的热水容器、第一级多级加热装置、第一级储气罐、能量回收装置、第二级多级加热装置、第二级储气罐、压缩机、冷水容器、多级冷却装置以及储液罐。

所述热能做功模块包括做功气缸、多级冷却装置和可变负载；所述冷能做功模块包括做功气缸、多级加热装置、可变负载。

所述热能做功模块包括储液罐、透平机、储气罐及多级冷却装置；所述热水容器、透平机、储气罐、多级冷却装置及储液罐依次循环相接；所述冷能做功模块包括储液罐、多级加热装置、透平机及储气罐；所述冷水容器、储液罐、多级加热装置、透平机、储气罐依次循环相接。

所述多级热交换装置包括至少两个装有热交换介质且依次被管道穿过的热交换容器，所述热交换容器开设有阀门。

所述多级热交换装置包括多个装有热交换介质的容器和气缸，容器分别位于所述气缸的上方和下方，各容器和气缸之间设有介质通道，各容器与介质通道之间设有阀门。