[发明专利]一种自然界热量利用的系统和方法

摘要

本发明属于能源利用领域，涉及自然界的热量利用的方法，特别涉及一种自然界热量利用的系统和方法。包括压缩机、第一膨胀机、第二膨胀机、换热器、液体储罐。所述压缩机、第一膨胀机、第二膨胀机共同组成驱动机组，向驱动机械输出机械能。本发明不仅适用于对自然界空气、海水或地热等介质的热量利用，同时也适用于工厂低温废热的回收利用。

主权项

一种自然界热量利用的方法，所述方法包括自然界热量利用系统，系统包括压缩机（J1）， 所述压缩机（J1）与第一压力控制阀（F1）连通，所述第一压力控制阀（F1）与第一换热器（E1）连通，所述第一换热器（E1）通过第一管路与第二换热器（E2）连通，所述第二换热器（E2）与第二膨胀机（J3）连通，所述第二膨胀机（J3）与第二压力控制阀（F2）连通，所述第二压力控制阀（F2）分别与第三换热器（E3）、第四换热器（E4）连通；所述第三换热器（E3）与第一流量控制阀（F3）连通；所述第三换热器（E3）与第一流量控制阀（F3）连通的线路与第四换热器（E4）并联连通，所述并联连通的总线路与压缩机（J1）连通，所述并联连通的总线路上还设有第三管路，所述第三管路上设有第四压力控制阀（F6）；所述第三换热器（E3）与液体储罐（V）连通，所述液体储罐（V）与液体输送泵（P）连通，所述液体输送泵（P）与第二流量控制阀（F4）连通，所述第二流量控制阀（F4）与第二换热器（E2）连通，所述第二换热器（E2）通过第二管路与第一换热器（E1）连通，所述第一换热器（E1）与第三压力控制阀（F5）连通，所述第三压力控制阀（F5）与第一膨胀机（J2）连通，所述第一膨胀机（J2）与第三换热器（E3）连通；所述压缩机（J1）、第一膨胀机（J2）、第二膨胀机（J3）共同组成驱动机组，向驱动机械（E）输出机械能；所述系统进行自然界热量利用的方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：步骤1：第一工质的气体（01）由压缩机（J1）压缩得到压缩机出口的压缩后的第一工质的气体（02），通过第一压力控制阀（F1）控制所述压缩机出口的压缩后的第一工质的气体（02）的压力、从而控制所述压缩机出口的压缩后第一工质的气体（02）的温度满足第三方工质的液体（13）的气化和过热过程的热量的需要；步骤2：所述步骤1压缩机出口的压缩的后第一工质的气体（02）通过第一压力控制阀（F1）得到经过第一压力控制阀后的第一工质的气体（03），所述经过第一压力控制阀后的第一工质的气体（03）经过第一换热器（E1）、第二换热器（E2）降温，形成经过换热器降温的第一工质的气体（05）；第三方工质的液体（13）经过第二换热器（E2）加热气化为第三方工质的饱和气体（14），第三方工质的饱和气体（14）经过第一换热器（E1）加热为第三方工质的过热气体（15），由第三压力控制阀（F5）控制第三方工质的过热气体（15）的压力、由第二流量控制阀（F4）控制第三方工质的液体（13）的流量从而控制第三方工质的过热气体（15）温度；步骤3：所述步骤2经过换热器降温的第一工质的气体（05）进入第二膨胀机（J3）膨胀做功得到第二膨胀机出口的低温的第一工质（06），由第二压力控制阀（F2）控制所述第二膨胀机出口的低温的第一工质 （06）的压力，压力降低的同时温度相应降低；通过第二压力控制阀（F2）控制所述第二膨胀机出口的低温的第一工质 （06）的压力，从而控制所述第二膨胀机出口的低温的第一工质 （06）的温度低于选取的自然界热源物质的温度；步骤4：所述步骤3第二膨胀机出口的低温的第一工质 （06）的分为两路，第二膨胀机出口的低温的第一工质的一路（08）通过第四换热器（E4）由选取的自然界热源物质加热，吸收热量，得到一路加热的第一工质的气体（10）；步骤5：所述步骤3第二膨胀机出口的低温的第一工质的另一路（07）由第一流量控制阀（F3）控制流量、通过第三换热器（E3）由第一膨胀机（J2）出口的第三方工质（17）加热，吸收热量，得到另一路加热的第一工质的气体（09）；所述步骤3第二膨胀机出口的低温的第一工质 （06）经过第三换热器（E3）、第四换热器（E4）加热汇合为汇合后的第一工质的气体（11）；步骤6：所述步骤5的汇合后的第一工质的气体（11）由第四压力控制阀（F6）补充或排放完成压力控制，得到第一工质的气体（01）进入压缩机（J1）完成工质的循环；步骤7：所述步骤2中，第三方工质的过热气体（15）经过第三压力控制阀（F5）得到经过第三压力控制阀（F5）的第三方工质的过热气体（16）后，再进入第一膨胀机（J2）膨胀做功；由第三压力控制阀（F5）控制第三方工质的过热气体（15）的压力、由第二流量控制阀（F4）控制第三方工质的液体（13）的流量从而控制第三方工质的过热气体（15）的温度，从而控制第一膨胀机（J2）出口第三方工质 （17） 接近临界的亚临界状态；步骤8：所述步骤5中第一膨胀机（J2）出口的第三方工质 （17）经过第三换热器（E3）换热冷凝，得到冷凝的第三方工质的液体（18）；第二膨胀机出口的低温的第一工质的另一路 （07）由第一流量控制阀（F3）控制流量，从而控制冷量，满足第一膨胀机（J2）出口的第三方工质（17）换热冷凝为液体；步骤9：所述步骤8中冷凝的第三方工质的液体（18）进入液体储罐（V），所述的液体储罐（V）出口的第三方工质的液体（19）经过液体输送泵（P）的提压变为第三方工质的液体（13）、经过第二流量控制阀（F4）控制进入第二换热器（E2），完成第三方工质的循环；步骤10：压缩机（J1）、第一膨胀机（J2）、第二膨胀机（J3）共同组成驱动机组，输出机械能，驱动机械（E）运转；第四换热器（E4）吸收自然界热源物质的热量。