[实用新型]一种基于工质相变的低品位热源驱动节能泵及泵组

说明书

技术领域

本实用新型涉及水泵领域，具体涉及一种基于工质相变的低品位热源驱动节能泵及泵组。

背景技术

能源问题已经成为全球焦点，随着经济规模的扩大，能源需求急剧增加，能源的供需矛盾越来越突出，成为各国经济安全与经济发展的重要因素。为解决能源紧张问题，国家主要从供应侧“开源”和需求侧“节流”两个方面，注重新能源的开发和余热利用。

新能源储量丰富，包括太阳能、风能、地内能、生物质能等，其中我国可利用地内能资源总量庞大，据中国地调局统计，2000m以上可采热水量68.5×108m3/a，折合标煤3285×104t/a；太阳能资源分布广泛，全国2/3地区日照小时数大于2200h/a，理论储量折合标准煤达17×1011t/a，富区位于吐哈、柴达木、二连、银额盆地；风能全国可开发利用资源总量为10×108kW，其中陆上离地10m高，可开发和利用的风能储量有2.53×108kW，海上7.5×108kW。中国新能源资源丰富，发展新能源对国家能源安全、环境改善、煤炭安全生产、三农问题等都具有重要的战略意义。

我国工业余热资源丰富，余热资源占其燃料消耗总量的17%-67%，其中可回收率达60%。特别是在钢铁、有色化工、水泥、建材、石油与化工、轻工、煤炭等行业，“十二五”期间，余热余压回收利用投资工程的需求将达600亿元，节能量将达到3000万吨标准煤。我国利用率仅为33%，比发达国家低10%，至少50%的工业耗能以各种形式的余热被直接废弃。余热利用率提升空间大，节能潜力大，近年来被视为推近我国节能减排工作的重要内容。

另一方面,“十二五”期间，我国泵及真空设备制造业将保持20%左右的市场增长速度，2015年销售规模将达1587亿元左右。在城镇污水处理设备投入中，水泵类约占机械设备总投资的15%。农用水泵作为泵业的子行业，以其销售收入占泵行业销售收入14%计算，到2015年，全球农用水泵市场将超过60亿美元，可见泵业市场广阔。同时这也说明泵在城市供水、污水系统、农业、电站、化工、石油、船舶等等产业中扮演着必不可少的角色。值得关注的是，在这些水泵的应用场合常常存在着可供利用的低品位热源。

现有的低品位热源利用技术中，有如通过有机朗肯循环、结合汽轮机进行发电，有利用太阳能电池板将太阳能直接转化成电能的光伏水泵，但是前者主要针对的是较高温度的低品位热源，后者的成本比较高，且生产过程中耗能和污染较大。

另外，现在低品位热源回收利用技术适用的温区一般在100℃之上，但在100℃之下低品位热源的能量也非常多，所以开发一种适用于较低温度的低品位热源的利用技术是非常有必要的。

实用新型内容

本实用新型针对上述问题，提出了一种成本低，污染小，能够利用温度较低的低品位热源的基于工质相变的低品位热源驱动节能泵及泵组。

一种基于工质相变的低品位热源驱动节能泵，包括泵壳，还包括：

隔热膜，处在泵壳内且将泵壳内分隔为动力腔和输液腔，所述输液腔分别连通有单向进液管和单向出液管；

加热机构，用于加热动力腔；

冷凝管，处在输液腔中，该冷凝管的进出口通过泵外循环与动力腔连通。

作为优选，所述动力腔充注有工质液体，该工质液体为全氟己酮。

全氟己酮的ODP=0、GWP=1，对环境的危害非常小。

动力腔充注有低沸点的工质液体，输液腔中填充满待输液体，节能泵工作时，通过加热机构加热动力腔中的工质液体，使工质液体的温度达到沸点，发生气化，动力腔的压力逐渐升高，压力达到一定值后，气化后的工质气体推动隔热膜运动，在等压膨胀的过程中，隔热膜挤压输液腔，待输液体通过单向出液管流出，实现泵水功能，当隔热膜运动到达设定位置后，气化后的工质气体通过管路进入冷凝管，与输液腔的待输液体进行换热，冷却成液体后再流入动力腔，同时动力腔压力下降，隔热膜收缩，待输液体通过单向进液管进入输液腔，如此完成一个循环。

为了利用低品位热源，作为优选，所述加热机构为加热盘管。

作为优选，所述加热盘管位于动力腔内，加热盘管具有延伸至泵壳外的热源进出口。

为了使加热盘管更好的工作，使低品位热源注入加热管，作为优选，所述加热盘管在泵外的部分还设有用于连通真空泵的接口。

作为优选，所述接口处设有电磁阀。

真空泵将加热盘管抽真空后，低品位热源填充满加热盘管，此时关闭接口处的电磁阀，真空泵停止工作，低品位热源凭自身的冷热微循环保持流动，使加热盘管保持一定温度，持续对工质液体进行加热。