專利名稱：一種用于驅(qū)動馬達(dá)的工業(yè)廢熱能量回收動力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于余熱回收再利用系統(tǒng)；尤其涉及工業(yè)過程中的低溫流體中 的能量的回收再利用系統(tǒng)。 .
背景技術(shù)：
工業(yè)過程中產(chǎn)生大量的低溫余熱，如各種燃燒爐的煙道氣、工業(yè)生產(chǎn)中冷 卻水、石油開采中的伴生水、火電廠及核電廠汽輪機(jī)排出的乏汽等，其中包含 大量熱量，產(chǎn)生上述廢熱的同時(shí)又伴生大量二氧化碳，加劇溫室效應(yīng)的產(chǎn)生， 大氣溫度逐年升高。面對蘊(yùn)含量巨大的低品位熱量目前利用的手段及方法有限。 目前，為了回收這些低品位的熱量，人們實(shí)用新型了風(fēng)源熱泵用于供暖，實(shí)用 新型了傳統(tǒng)意義上的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，利用風(fēng)力進(jìn)行發(fā)電。但是低品位能量的利用 率很低。專利申請?zhí)枮?00710050627.8的專利申請中披露了一種利用多個(gè)分散 余熱、熱源、多種余熱載體介質(zhì)發(fā)電的方法及裝置，這種方法可以使多種余熱 得到利用，但是這種方法存在以下不足只能回收溫度較高的余熱，對溫度在 5(TC左右及其以下的余熱或廢熱無法利用；系統(tǒng)中所需的冷凝效果須由空冷、
水冷或其他方式來輔助實(shí)現(xiàn)，不能在環(huán)境溫度較高時(shí)實(shí)現(xiàn)有效冷卻等；將該技
術(shù)用于回收高溫余熱時(shí)其經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性、技術(shù)的先進(jìn)性等仍存在較大發(fā)展空 間。
理論研究
熱力學(xué)第二定律的卡諾解釋告訴我們不可能從單一熱源吸熱，使之全部 轉(zhuǎn)化為功而不留下其他任何變化的熱力發(fā)動機(jī)。
熱力學(xué)對第二類永動機(jī)也有定義從環(huán)境大氣或海水里吸熱不斷獲得機(jī)械 功，這種單一熱源下做功的動力機(jī)稱為第二類永動機(jī)。它雖不違反熱力學(xué)第一 定律和能量守恒，但是違背了熱力學(xué)第二定律，熱力學(xué)第二定律也可以表示為 第二類永動機(jī)是不存在的。
在大量的工業(yè)過程產(chǎn)生數(shù)額巨大的溫度低于20(TC以下的廢熱，它的開發(fā)利
用可以真正提高能源利用率。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種便于安裝、使用方便、占地面積小、不污染環(huán)境、節(jié)省能源，能夠?qū)⑻N(yùn)含于各種工業(yè)過程產(chǎn)生的氣、液流體中的低品 位熱量回收再利用后轉(zhuǎn)化為有用動能的能量回收動力供應(yīng)系統(tǒng)。
本實(shí)用新型目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的這種用于驅(qū)動馬達(dá)的工業(yè)廢 熱能量回收動力系統(tǒng)，包括馬達(dá)、熱能回收裝置、冷量回收裝置，馬達(dá)和熱能 回收裝置同時(shí)至少與一組冷量回收裝置相連通；所述的冷量回收裝置中的乏汽 冷凝器、壓縮機(jī)和冷量回收器通過介質(zhì)管道相連通，并且，在壓縮介質(zhì)熱交換 器與冷量回收器之間的介質(zhì)管道上裝有膨脹閥，膨脹閥通過毛細(xì)管與裝在乏汽 冷凝器與壓縮機(jī)之間的介質(zhì)管道上的感溫探頭連接；馬達(dá)通過乏汽管路與每組 中的乏汽冷凝器和冷量回收器相連通，通過氣體輸送管與熱能回收裝置相連通； 熱能回收裝置通過流體輸入管與增壓泵相連通，增壓泵通過液體輸送管與每組 冷量回收裝置中的乏汽冷凝器和冷量回收器相連通；與電源線相連的控制柜通 過控制線及電源線束與壓縮機(jī)、膨脹閥、馬達(dá)、冷量回收裝置、增壓泵連接。
所述的乏汽管路和液體輸送管上均裝有電動閥。
所述的液體輸送管上裝有補(bǔ)液管，補(bǔ)液管位于壓縮介質(zhì)熱交換器和冷量回 收裝置與液體增壓泵之間。所述的熱量回收裝置至少包括一種流體熱量換熱器，流體熱量換熱器為列 管式換熱設(shè)備、板式換熱設(shè)備、或套管式換熱設(shè)備中的至少一種；所述的冷量 回收器為風(fēng)冷表冷器，風(fēng)冷表冷器處裝有風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)通過控制線及電源線束與 控制柜相連；所述的列管式換熱設(shè)備、板式換熱設(shè)備、或套管式換熱設(shè)備上裝 有流體進(jìn)管和流體出管。
所述的風(fēng)冷表冷器內(nèi)有兩個(gè)介質(zhì)流通通路。
這種用于驅(qū)動馬達(dá)的工業(yè)廢熱能量回收動力系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，便 于安裝，占地面積小，使用方便；本實(shí)用新型中流體進(jìn)入能量回收換熱器，液 態(tài)的低沸點(diǎn)介質(zhì)經(jīng)過能量回收換熱器被加熱后進(jìn)入馬達(dá)，驅(qū)動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，該系 統(tǒng)的馬達(dá)排出的乏汽進(jìn)入冷量回收裝置變成冷凝液體。當(dāng)空氣的溫度較高(如: 高于2(TC)時(shí)，乏汽冷凝器通過壓縮介質(zhì)管道與壓縮機(jī)、膨脹閥、冷量回收器 連接，若冷量回收器為風(fēng)冷表冷器，則，風(fēng)在風(fēng)機(jī)的驅(qū)動下進(jìn)入風(fēng)冷表冷器， 風(fēng)冷表冷器將從空氣中吸收的冷量經(jīng)過乏汽冷凝器、壓縮機(jī)等提升后冷卻從馬 達(dá)排出的乏汽；當(dāng)空氣的溫度較低時(shí)(如:低于2(TC)時(shí)，從馬達(dá)排出的乏汽直 接進(jìn)入風(fēng)冷表冷器，在風(fēng)冷表冷器內(nèi)被冷卻為液體。冷卻后的液體由增壓泵增壓后送入流體熱量回收裝置，在流體熱量回收裝置內(nèi)被增溫、膨脹成為具有一 定溫度、壓力的氣體而進(jìn)入馬達(dá)內(nèi)，驅(qū)動馬達(dá)旋轉(zhuǎn)。
本實(shí)用新型中的系統(tǒng)能將蘊(yùn)含于各種工業(yè)過程產(chǎn)生的氣、液流體中的低溫 熱或冷量回收再利用，轉(zhuǎn)化為有用的動能，為多種過程提供動力，如可以作 為工業(yè)生產(chǎn)過程的動力、驅(qū)動發(fā)電機(jī)的動力、……同時(shí)，可為各種需要供冷的 空間提供冷凍水、需要冷卻的設(shè)備提供冷卻介質(zhì)……。這不僅減少了環(huán)境污染 而且節(jié)省了能源。


圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為實(shí)施例3的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為實(shí)施例4的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為實(shí)施例5的結(jié)構(gòu)示意圖6為風(fēng)冷表冷器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例l: 一種用于驅(qū)動馬達(dá)的工業(yè)廢熱能量回收動力系統(tǒng)由馬達(dá)l、熱 量回收裝置和一組冷量回收裝置所組成。該組冷量回收系統(tǒng)包括壓縮介質(zhì)管道
連通的乏汽冷凝器7、壓縮機(jī)17和冷量回收器15;該組中，乏汽冷凝器7與冷 量回收器15之間的介質(zhì)管道13上裝有膨脹閥14，它通過毛細(xì)管19與裝在乏汽 冷凝器7與壓縮機(jī)17之間的介質(zhì)管道12上的感溫探頭18連接；壓縮機(jī)17與 冷量回收器15之間有使它們相連通的介質(zhì)管道16;馬達(dá)1通過裝有電動閥20 的乏汽管路8與冷量回收裝置中的乏汽冷凝器7及冷量回收器15相連，馬達(dá)1 通過氣體輸送管2與熱量回收裝置3相連，熱量回收器3通過流體輸入管4與 增壓泵5相連通，增壓泵5通過裝有電動閥20的液體輸送管6與乏汽冷凝器7 和冷量回收器15相連通。在乏汽管路8上所裝的電動閥20是裝在乏汽冷凝器7 和冷量回收器15的進(jìn)口處的管路上。液體輸送管6上所裝的電動閥20是裝在 乏汽冷凝器7和冷量回收器15的出口處。與電源線10相連的控制柜9通過控 制線及電源線束11與壓縮機(jī)17、膨脹閥14、增壓泵5、馬達(dá)1、電動閥20和 冷量回收器15連接。
本實(shí)施例中的熱量回收裝置為一種流體換熱器3，它是列管式換熱設(shè)備；冷
5量回收裝置中的冷量回收器15為風(fēng)冷表冷器，該處裝有風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)通過控制線 及電源線束ll與控制柜相連
本實(shí)施例中的列管式換熱設(shè)備也可換為板式換熱設(shè)備、或套管式換熱設(shè)備; 這些換熱設(shè)備一端與液體輸送管4相連，并與液體增壓泵5相連通；另一端與 氣體輸送管2相連，并與馬達(dá)l相連通。
實(shí)施例2:本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相近似，只是在液體輸送管6上裝有
補(bǔ)液管21，補(bǔ)液管21位于乏汽冷凝器7和冷量回收器15之后的電動閥20與 液體增壓泵5之間的管道6上。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例l相同。
實(shí)施例3:本實(shí)施例中的熱量回收換熱器3包括兩個(gè)流體熱量換熱器，流體 熱量換熱器一個(gè)為板式換熱設(shè)備3，另一個(gè)是套管式換熱設(shè)備3a，這兩個(gè)換熱 設(shè)備相串連， 一個(gè)換熱設(shè)備3的一端與另一個(gè)換熱設(shè)備3a的一端相連通，通過 液體輸送管4與液體增壓泵5相連通；兩個(gè)換熱設(shè)備的另一端也相連通，通過 氣體輸送管2與馬達(dá)1相連通。
實(shí)施例4:本實(shí)施例中的馬達(dá)1和熱能回收裝置同時(shí)與兩組冷量回收裝置相 連通。每組的冷量回收裝置與實(shí)施例1中的冷量回收裝置結(jié)構(gòu)相同；兩組冷量 回收裝置相并聯(lián)。
其連接方式為馬達(dá)1通過裝有電動閥20乏汽管路8與第一組冷量回收裝 置中的乏汽冷凝器7及冷量回收器15相連，也通過裝有電動閥20的乏汽管路8 與第二組冷量回收裝置中的乏汽冷凝器7a及冷量回收器15a相連。馬達(dá)1通過 氣體輸送管2與熱量回收換熱器3相連，熱量回收器3通過流體輸入管4與增 壓泵5相連通，增壓泵5通過裝有電動閥20的液體輸送管6與第一組冷量回收 裝置中乏汽冷凝器7和冷量回收器15相連通；增壓泵5也通過裝有電動閥20 的液體輸送管6與第二組冷量回收裝置中乏汽冷凝器7a和冷量回收器15a相連 通。其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例3相同。
實(shí)施例5:本實(shí)施例中，熱量回收裝置為兩個(gè)，熱量回收裝置與馬達(dá)l和增 壓泵5的連接方式與實(shí)施例3相同，冷量回收裝置也有兩組，馬達(dá)l與它們的 連接方式與實(shí)施例4相同。
實(shí)施例3、 4、 5是為了增大動力供應(yīng)能力或發(fā)電能力而設(shè)計(jì)的；在實(shí)施例5 中，不僅熱量回收裝置可以采用兩個(gè)，也可采用4個(gè)或5個(gè)或更多個(gè)；它們的
連接方式可為串聯(lián)，即與實(shí)施例3相同；也可為并聯(lián)，并聯(lián)時(shí)每個(gè)換熱設(shè)備的一端匯集為液體輸送管與液體增壓泵5相連通；另一端匯集成氣體輸送管與 馬達(dá)1相連通。而冷量回收裝置也可以有多組，連接方式可采用如實(shí)施例4中 的并聯(lián)，也可采用串聯(lián)形式。
上述實(shí)施例中的冷量回收器15除可采用風(fēng)冷表冷器外也可改為蒸發(fā)式冷凝
器o
流體熱量換熱器可為列管式換熱設(shè)備、板式換熱設(shè)備、或套管式換熱設(shè)備 中的任一種或任兩種或以上的組合。
本實(shí)用新型中的風(fēng)冷冷量回收器的結(jié)構(gòu)如圖6所示在該回收器的表冷器
15內(nèi)分布兩套流體進(jìn)出回路15a、 15b。其中，15a回路直接與馬達(dá)和增壓泵連 接，在15a的兩端分別與安裝有電動閥20的乏汽管路8和液體輸送管6相連； 15b回路與乏汽冷凝器7連接。
本實(shí)用新型中各實(shí)施例的控制柜9可以安裝于馬達(dá)1旁，也可選擇適當(dāng)?shù)?br> 安裝位置。介質(zhì)管道內(nèi)充有適量的C02或F4^或其它壓縮介質(zhì)。
為了整齊美觀，本系統(tǒng)中的構(gòu)件可裝配在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，形成一個(gè)整機(jī)。 本系統(tǒng)主要針對工業(yè)廢熱的回收，利用空氣直接冷卻，在空氣的溫度較高時(shí)應(yīng) 用由熱交換器、壓縮機(jī)、電子膨脹閥和感溫探頭組成的風(fēng)冷制冷部分冷卻；因 此本實(shí)用新型既利用了廢熱又利用了大氣中的冷量。
權(quán)利要求1、一種用于驅(qū)動馬達(dá)的工業(yè)廢熱能量回收動力系統(tǒng)，包括馬達(dá)、熱能回收裝置、冷量回收裝置，其特征在于馬達(dá)和熱能回收裝置同時(shí)至少與一組冷量回收裝置相連通；所述的冷量回收裝置中的乏汽冷凝器、壓縮機(jī)和冷量回收器通過介質(zhì)管道相連通，并且，在壓縮介質(zhì)熱交換器與冷量回收器之間的介質(zhì)管道上裝有膨脹閥，膨脹閥通過毛細(xì)管與裝在乏汽冷凝器與壓縮機(jī)之間的介質(zhì)管道上的感溫探頭連接；馬達(dá)通過乏汽管路與每組中的乏汽冷凝器和冷量回收器相連通，通過氣體輸送管與熱能回收裝置相連通；熱能回收裝置通過流體輸入管與增壓泵相連通，增壓泵通過液體輸送管與每組冷量回收裝置中的乏汽冷凝器和冷量回收器相連通；與電源線相連的控制柜通過控制線及電源線束與壓縮機(jī)、膨脹閥、馬達(dá)、冷量回收裝置、增壓泵連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于驅(qū)動馬達(dá)的工業(yè)廢熱能量回收動力系統(tǒng)，其特征在于乏汽管路和液體輸送管上均裝有電動閥。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于驅(qū)動馬達(dá)的工業(yè)廢熱能量回收動力系統(tǒng)，其特征在于所述的液體輸送管上裝有補(bǔ)液管，補(bǔ)液管位于壓縮介質(zhì)熱交換器和冷量回收裝置與液體增壓泵之間。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的用于驅(qū)動馬達(dá)的工業(yè)廢熱能量回收動力系統(tǒng)，其特征在于所述的熱量回收裝置至少包括一種流體熱量換熱器，流體熱量換熱器為列管式換熱設(shè)備、板式換熱設(shè)備、或套管式換熱設(shè)備中的至少一種；所述的冷量回收器為風(fēng)冷表冷器，風(fēng)冷表冷器處裝有風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)通過控制線及電源線束與控制柜相連；所述的列管式換熱設(shè)備、板式換熱設(shè)備、或套管式換熱設(shè)備上裝有流體進(jìn)管和流體出管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于驅(qū)動馬達(dá)的工業(yè)廢熱能量回收動力系統(tǒng)，其特征在于所述的風(fēng)冷表冷器內(nèi)有兩個(gè)介質(zhì)流通通路。
專利摘要一種用于驅(qū)動馬達(dá)的工業(yè)廢熱能量回收動力系統(tǒng)，包括馬達(dá)、熱能回收裝置、冷量回收裝置，馬達(dá)和熱能回收裝置同時(shí)至少與一組冷量回收裝置相連通；冷量回收裝置中的乏汽冷凝器、壓縮機(jī)和冷量回收器通過介質(zhì)管道相連通，馬達(dá)通過乏汽管路與每組中的乏汽冷凝器和冷量回收器相連通，通過氣體輸送管與熱能回收裝置相連通；熱能回收裝置通過流體輸入管與增壓泵相連通，增壓泵通過液體輸送管與每組冷量回收裝置中的乏汽冷凝器和冷量回收器相連通；壓縮機(jī)、膨脹閥、馬達(dá)、冷量回收裝置、增壓泵由控制柜控制。該系統(tǒng)能將蘊(yùn)含于各種工業(yè)過程產(chǎn)生的氣、液流體中的低溫?zé)峄蚶淞炕厥赵倮?，轉(zhuǎn)化為有用的動能，這不僅減少了環(huán)境污染而且節(jié)省了能源。
文檔編號F01K27/00GK201262104SQ20082014950
公開日2009年6月24日 申請日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者劉中敏, 華 李, 陳萬仁, 魏新利 申請人:河南瑞邦能源科技開發(fā)有限公司