過多級加熱裝置15后被加熱到接近環(huán)境溫度，同時產(chǎn)生多份低于環(huán)境溫度的不同溫度的冷水，然后環(huán)境溫度的工作介質(zhì)又被壓縮機16壓縮，如此循環(huán)。
[0053]做功部分，以利用熱能做功端為例，其中的可變負載20為一儲能裝置，其負載可以改變大小，并且既可以推它做功也可以拉它做功，它可以讓外界對其做的功以某種方式儲存起來，比如利用氣彈簧儲存起來。熱水容器17里的熱水加熱做功氣缸19里沸點稍高于環(huán)境溫度的工作介質(zhì)，比如沸點為40度的工作介質(zhì)，使其蒸發(fā)推動活塞對可變負載20做功，在蒸發(fā)完全前，缸體里的氣體的壓力大致恒定，此時可變負載一直為最大負載狀態(tài)，當蒸發(fā)完全后，逐漸降低可變負載20，此時做功氣缸19的活塞可以繼續(xù)對可變負載做功，直到做功氣缸20內(nèi)的氣壓跟外界一致。然后多級冷卻裝置18對做功氣缸19進行多級冷卻使其溫度回到環(huán)境溫度，同時得到多份熱水，在冷卻的過程中，做功氣缸19內(nèi)的工作介質(zhì)液化體積減小，活塞拉動可變負載20對其做功，在冷卻過程中，隨著溫度的降低，做功氣缸19內(nèi)工作介質(zhì)的飽和蒸汽壓跟外界的壓強差逐漸增加，也需要改變可變負載20的負載以做盡量多的功，如此循環(huán)?？勺冐撦d的作用是儲能后再以較大的功率對外做功，讓做功裝置以一種間歇做功的方式工作，當采用多個做功裝置配合連續(xù)做功時，可以不要可變負載?？勺冐撦d主要作用是儲能，可以采用恒定負載然后儲能，犧牲一部分能量，或者使用其他方式吸收能量并儲能，也應被包括。
[0054]利用蒸發(fā)器端產(chǎn)生冷能做功過程同理，不同的是工作介質(zhì)為沸點稍高于環(huán)境溫度，水由多級冷卻到環(huán)境溫度，變?yōu)槎嗉壖訜岬江h(huán)境溫度，同時得到不同溫度的冷水。
[0055]
系統(tǒng)實施例2:參見圖3。
[0056]此方式為利用透平機做功的方式，在采用透平機做功時，系統(tǒng)管道里的工作介質(zhì)被加熱氣化產(chǎn)生正壓，被冷卻產(chǎn)生負壓，氣壓差推動透平機做功。如圖3，其工作過程如下:
熱栗部分工作過程與實施例1相同。
[0057]做功部分以利用熱水做功為例進行說明。首先，打開節(jié)流閥23，讓沸點稍高于環(huán)境溫度的工作介質(zhì)流下，熱水容器24中的熱水加熱管道內(nèi)工作介質(zhì)使其沸騰氣化，然后蒸汽推動透平機25對外做功，做功后的氣體存于儲氣罐26中，然后被多級冷卻裝置27多級冷卻到環(huán)境溫度，同時得到不同溫度的熱水，然后液態(tài)的工作介質(zhì)存儲于儲液罐28中，如此循環(huán)。當管道的容積足夠大時，儲氣罐可以省略。
[0058]利用蒸發(fā)器端產(chǎn)生冷能做功過程同理，不同的是工作介質(zhì)為沸點稍高于環(huán)境溫度，水由多級冷卻，變?yōu)槎嗉壖訜岬江h(huán)境溫度，同時得到不同溫度的冷水。
[0059]
系統(tǒng)實施例3:參見圖4，
圖4為利用做功氣缸做功的另一種實施方式。在結構上與系統(tǒng)實施例1的區(qū)別僅在于在熱栗部分增設了第一級儲氣罐31，能量回收裝置32，第一級多級加熱裝置33，第二級儲氣罐34和儲液罐38。熱栗中的工作介質(zhì)被加熱氣化產(chǎn)生正壓，被冷卻產(chǎn)生負壓。其工作過程如下:
熱栗部分，工作介質(zhì)經(jīng)壓縮機35壓縮，冷凝器放出的熱量加熱熱水容器36里的水以產(chǎn)生熱水;此時熱栗里的工作介質(zhì)的溫度較高，經(jīng)過多級冷卻裝置37冷卻到環(huán)境溫度，此時的多級冷卻產(chǎn)生了多份不同溫度的水，儲存在儲液罐38中，然后環(huán)境溫度的熱栗工作介質(zhì)，經(jīng)過節(jié)流閥39后在蒸發(fā)器處蒸發(fā)冷卻冷水容器29里的水產(chǎn)生冷水，此時熱栗里的工作介質(zhì)溫度較低，經(jīng)過第一級多級加熱裝置30后被加熱到接近環(huán)境溫度并存儲在第一級儲氣罐31，同時產(chǎn)生多份低于環(huán)境溫度的不同溫度的冷水，儲氣罐31中的環(huán)境溫度的工作介質(zhì)為氣態(tài)，壓強較高，讓它推動能量回收裝置32對外做功，膨脹做功后的工作介質(zhì)溫度降低，再通過第二級多級加熱裝置33加熱回環(huán)境溫度后存儲于第二級儲氣罐34中，然后儲氣罐34中環(huán)境溫度的工作介質(zhì)又被壓縮機35壓縮，如此循環(huán)。
[0060]做功部分工作過程與實施例1相同。
[0061]
系統(tǒng)實施例4:參見圖5，
此方式為利用透平機做功的另一方式，熱栗部分結構與工作過程與實施例3相同，做功部分結構與工作過程與實施例2相同。
[0062]以上內(nèi)容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，其架構形式能夠靈活多變，可以派生系列產(chǎn)品。只是做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明由所提交的權利要求書確定的專利保護范圍。
【主權項】
1.一種利用環(huán)境熱能對外做功的方法，其特征在于:利用熱栗產(chǎn)生高溫熱源和低溫熱源，并利用環(huán)境溫度的介質(zhì)作為第三個熱源;所述環(huán)境溫度的介質(zhì)為水、油或者空氣；高溫熱源和低溫熱源分別與環(huán)境溫度的介質(zhì)配合，驅動熱做功裝置做功，且熱做功裝置溫度升高做功，溫度降低也做功，并在整個過程中的所有熱交換環(huán)節(jié)，采用多級熱交換，即用多份的環(huán)境溫度的介質(zhì)多次熱交換讓某個環(huán)節(jié)逐漸降溫或者升溫到所需溫度，同時得到不同品質(zhì)的冷熱介質(zhì)，分別把余熱余冷儲存起來而不是排到環(huán)境中去，相同的順序多個熱交換過程可以讓介質(zhì)的品質(zhì)逐漸升高，從而不斷得到可以利用的高品質(zhì)冷熱介質(zhì)，充分利用冷能和熱能。2.根據(jù)權利要求1所述的一種利用環(huán)境熱能的對外做功方法，其特征在于:所述高溫熱源與所述環(huán)境溫度的介質(zhì)組成熱機，所述低溫熱源也與環(huán)境溫度的介質(zhì)組成熱機，驅動熱做功裝置做功，且熱做功裝置在被加熱溫度升高時做功，在被冷卻溫度降低時也做功。3.根據(jù)權利要求1所述的一種利用環(huán)境熱能的對外做功方法，其特征在于:整個過程中的所有熱交換環(huán)節(jié)，采用多級熱交換，將需要被加熱或冷卻的環(huán)節(jié)加熱或冷卻到一定溫度，同時得到不同溫度的介質(zhì)并將余熱儲存在介質(zhì)中，而不是將熱能和冷能排到環(huán)境中去，重復該過程以不斷獲得最高品質(zhì)可以利用的熱介質(zhì)或者冷介質(zhì)。4.根據(jù)權利要求1所述的一種利用環(huán)境熱能的對外做功方法，其特征在于:熱栗內(nèi)工質(zhì)蒸發(fā)時的能量通過做功氣缸或者透平機回收。5.—種用權利要求1所述的利用環(huán)境熱能的對外做功方法的環(huán)境熱能做功系統(tǒng)，其特征在于:所述環(huán)境熱能做功系統(tǒng)包括熱栗模塊、熱能做功模塊及冷能做功模塊;所述熱栗模塊包括一熱水容器和一冷水容器，所述熱能做功模塊的一端與所述熱水容器相接，所述冷能做功模塊的一端與所述冷水容器相接。6.如權利要求5所述的環(huán)境熱能做功系統(tǒng)，其特征在于:所述熱栗模塊包括通過管道依次循環(huán)連接的熱水容器、第一級多級加熱裝置、第一級儲氣罐、能量回收裝置、第二級多級加熱裝置、第二級儲氣罐、壓縮機、冷水容器、多級冷卻裝置以及儲液罐。7.如權利要求5所述的環(huán)境熱能做功系統(tǒng)，其特征在于:所述熱能做功模塊包括做功氣缸、多級冷卻裝置和可變負載;所述冷能做功模塊包括做功氣缸、多級加熱裝置、可變負載。8.如權利要求5所述的環(huán)境熱能做功系統(tǒng)，其特征在于:所述熱能做功模塊包括儲液罐、透平機、儲氣罐及多級冷卻裝置;所述熱水容器、透平機、儲氣罐、多級冷卻裝置及儲液罐依次循環(huán)相接;所述冷能做功模塊包括儲液罐、多級加熱裝置、透平機及儲氣罐;所述冷水容器、儲液罐、多級加熱裝置、透平機、儲氣罐依次循環(huán)相接。9.如權利要求5所述的環(huán)境熱能做功系統(tǒng)，其特征在于:所述多級熱交換裝置包括至少兩個裝有熱交換介質(zhì)且依次被管道穿過的熱交換容器，所述熱交換容器開設有閥門。10.如權利要求5述的環(huán)境熱能做功系統(tǒng)，其特征在于:所述多級熱交換裝置包括多個裝有熱交換介質(zhì)的容器和氣缸，容器分別位于所述氣缸的上方和下方，各容器和氣缸之間設有介質(zhì)通道，各容器與介質(zhì)通道之間設有閥門。11.如權利要求5所述的環(huán)境熱能做功系統(tǒng)，其特征在于:所述多級熱交換裝置包括至少兩個裝有冷熱介質(zhì)的熱交換容器，所述熱能氣缸或者冷能氣缸的缸體外部設有介質(zhì)通道，所述介質(zhì)通道的輸入端與所述各熱交換容器的輸出端相接，所述介質(zhì)通道的輸入端與所述熱交換容器的輸出端之間設有輸出閥門，所述介質(zhì)通道的輸出端與所述熱交換容器的輸入端相接，所述介質(zhì)通道的輸出端與所述熱交換容器的輸入端之間設有輸入閥門，所述輸入閥門與所述介質(zhì)通道的輸出端之間設有水栗，所述各容器設有排水閥。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用環(huán)境熱能對外做功的方法及用該方法的環(huán)境熱能做功系統(tǒng)。其方法利用熱泵產(chǎn)生的熱能和冷能，被介質(zhì)吸收后作為熱源和冷源，然后熱源和冷源分別與環(huán)境溫度的介質(zhì)配合，驅動熱做功裝置對外做功，且熱做功裝置溫度升高做功，溫度降低也做功，在整個過程中的所有環(huán)節(jié)，采用多級熱交換，即用多份的介質(zhì)多次熱交換讓某個環(huán)節(jié)逐漸降溫或者升溫到所需溫度，同時得到不同品質(zhì)的冷熱介質(zhì)，分別儲存起來，相同的順序多個熱交換過程可以讓介質(zhì)的品質(zhì)逐漸升高，從而不斷得到可以利用的高品質(zhì)冷熱介質(zhì)，充分利用冷能和熱能。
【IPC分類】F01K27/00
【公開號】CN105569754
【申請?zhí)枴緾N201510521304
【發(fā)明人】余義剛
【申請人】余義剛
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年8月24日
【公告號】WO2016045494A1