专利名称：一种热能聚合的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及能源利用领域中的低热能聚合成高热能的方法，更具体地，本发明涉及一种热能聚合的方法和设备。
背景技术：
近些年来，我国能源业正面临着严峻的挑战。首先是人均能源利用相对不足，已探明的我国现有能源储量人均量仅为世界人均值的一半，且地理分布极不均衡。在东部经济发达地区只拥有能源储量的三分之一左右，而对能源富足的西部的开发又受到经济、技术、社会、环境等诸多因素的制约，难度较大。
此外，我国煤炭在商品能源中所占比例过大，以1998年为例，在我国商品能源消费中，煤炭占76. 1%，石油占17. 1%，天然气占2. I %，水能占4.7%，这种以煤炭为主体的能源结构，不仅导致运输紧张，能源利用效率低，而且对环境的污染也比较严重。第三，一次能源转换成电力的比例很低，目前我国一次能源转换成电力的比例还不到25 %，而工业化国家平均已达40%以上。当前，我国的经济持续发展，能源消耗直线上升，环境问题日趋严重，亟须制定中长期能源发展战略，要在厉行节能的同时，采取多能互补政策，特别要注意开发利用新能源，其中尤其是要大力开发利用可再生能源。可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力、风力、太阳能、生物能、海潮能这些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到许多国家的重视，尤其是能源短缺的国家。但可再生能源受到自然条件的影响，如需要有水力、风力、太阳能，而且最主要的，投资和维护费用高，效率低，所以发出的电成本高，现在许多科学家在积极寻找提高利用可再生能源效率的方法，相信随着地球资源的短缺，可再生能源将发挥越来越大的作用。对于光热和光电转换中，出现了诸如太阳能热水器、太阳能灶、太阳能热发电、太阳能电池板、太阳能车船等太阳能设备。而现实环境中，太阳能利用的成本高，并且受到地理环境和辐射程度的影响，利用率较低。而自然环境中所存能量最多的属于热能，热能普遍存在于空气、水中，另外多种工业用水，例如冶金、电厂中水都存在大量热量散失的问题，可以进行利用。而且，对于高温沙漠，空气的温度接近50摄氏度,也可以大力开发利用。
发明内容
为克服现有技术的缺陷，提供将普遍的低温热能转换成积聚的高温能量的方法，本发明提出一种热能聚合的方法和设备。根据本发明的一个方面，提出了一种热能聚合方法，包括将低温介质的热能转换成红外线、光或者波，将红外线、光或者波聚合，对被加热介质进行加热，形成高热能介质。其中，包括步骤1，接收低温热能介质，将低温热能介质通过能量转换设备转换成红外线、光或者波；步骤2，将红外线、光或者波进行聚合；步骤3、通过聚合后的红外线、光或者波对吸热介质进行加热，并且将吸热介质导出。根据本发明的另一方面，提出了一种热能聚合的设备，包括低温介质输入口、阀门、低温介质容器、热能转换装置、聚合装置和吸热装置；其中，低温介质输入口用于导入低温介质；阀门布置在低温介质输入口上，用于控制低温介质的导入和流量；低温介质容器和低温介质输入口连通，用于接收低温介质； 低温介质容器内置热能转换装置，低温介质可与热能转换装置紧连；热能转换装置为圆筒状、圆柱状、圆弧状或者正多边形等能进而将聚合成点、面、斑的形状，外壁接触低温介质，内壁布置转换装置或者涂层，用于将低温介质的热能转换成红外线、光或者波；聚合装置将上述各类集束积聚到位于设备中央的吸热装置，吸热装置内部有被加热介质通过。本发明将低温热能通过能量转换装置转换成红外线、光或者波，通过红外线、光、波聚合对吸热转换装置内的介质加热，使被加热介质变成高温介质，成为可利用的介质，从而使大量低热能源得到充分利用，极大降低碳排量，保护人类生存环境。本发明可以根据不同的热能转换形式，设计不同的聚合装备，聚合设备内部可以是真空也可以是常压的。本发明聚合的热能可以形成能量聚集，能量聚集后可以是点状、线状、面状或其它形状，根据工业用途不同设计不同能量聚束形状。本发明可以根据使用要求，进行多次能量聚合，从而使通过被聚合能量集束加热的介质的热含量达到设计要求。其中，利用这种方法在热电厂低温蒸汽的再利用方面，可以大大提高热电厂煤的使用效率；在冶炼、化工、食品等有热能排放的行业均有较大的市场；另外，太阳能、空气热能、海洋、湖泊、河流水温均可作为热源进行聚合使用。
图I是根据本发明的实施例的聚合方法的流程图；图2是根据本发明的实施例的聚合设备的结构图；图中，I.低温介质输入口，2.阀门，3.低温介质容器，4.低温介质容器一侧外壁，5.红外线或光波转换层，6.红外线集束，
7.吸热装置，8.转换器内腔，9.被加热介质。如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种热能聚合的方法和设备进行详细描述。在以下的描述中，将描述本发明的多个不同的方面，然而，对于本领域内的普通技术人员而言，可以仅仅利用本发明的一些或者全部结构或者流程来实施本发明。为了解释的明确性而言，阐述了特定的数目、配置和顺序，但是很明显，在没有这些特定细节的情况下也可以实施本发明。在其他情况下，为了不混淆本发明，对于一些众所周知的特征将不再进行详细阐述。总的来说，本发明通过能量转换和聚合的方式将普遍的、存在范围大的低温热能转换成积聚的高温热能。进一步，本发明首先将诸如空气、低温蒸汽或者低温水的低温介质转换成红外线、光或者波，然后将红外线、光或者波聚合为集束，进而对吸热介质加热，实现
言々日慶A如图I所示，在本发明的一个实施例中，提供一种热能聚合的方法，其中，该方法包括步骤1，接收低温热能介质，将低温热能介质通过能量转换设备转换成红外线、光或者波；步骤2，将红外线、光或者波进行聚合；步骤3、通过聚合后的红外线、光或者波对吸热介质进行加热，并且将吸热介质导出。具体地，进一步参考图1，在根据本发明的方法中，包括以下步骤其中，步骤1，接收低温热能介质，将低温热能介质通过热能转换设备转换成红外线、光或者波。在一个实施例中，低温介质包括但不限于低压蒸汽、空气、水、石油等各种液态和气态的物质。在另一个实施例中，接收介质的方式，包括将低温水通过管道流入，将低压蒸汽通过密闭管道导入，或者将空气通过压力差导入；其中，根据本领域普通技术人员的理解，导入的方式可以根据介质不同有多种方法。 在一个实施例中，对于低压蒸汽、空气或者水经过红外线膜层可以转换为红外线辐射出去，并且将低压蒸汽、空气和水的热量通过红外线携带出去。在另一个实施例中，对于低压蒸汽、空气或者水，通过光波激发装置，激发光波辐射出去，并且低压蒸汽、空气和水的热量通过光波携带出去。在其他实施例中，对于不同的低温介质，通过能量转换装置或者膜层，激发出红外线、光或者波的粒子，通过这些粒子将低温介质的热量携带走，低温介质温度下降，将其排除，通入新的低温介质，或者将降温的低温介质再循环后排出。其中，步骤2，将红外线、光或者波进行聚合。在一个实施例中，将红外线、光或者波通过聚合装置形成光束。在另一个实施例中，将能量装换装置构建成圆桶形或者圆柱形，转换后的红外线、光或者波直接聚合。在又一个实施例中，聚合后的红外线、光或者波的聚合点或者聚合光束集中在吸热装置外表面。其中，步骤3、通过红外线、光或者波对吸热介质进行加热，并且将吸热介质导出。在一个实施例中，聚合后的红外线、光或者波对吸热介质加热。在另一个实施例中，聚合后的红外线、光或者波通过真空射向吸热介质。在又一个实施例中，吸热介质可以是水、油或者其他易导出的液态介质，或者其他气态介质，诸如空气。将该加热后的液态或者气态介质导出，直接进行应用。总的来说，本发明提供的一种将低热能积聚成高热能的方法，使得积聚的热能可以得到广泛使用。低温热能通过载体，再经过热能转换装置将热能转换、聚合。例如，通过红外线装置将低温蒸汽的热能转换成红外线、(光、波)，将红外线、(光、波)在聚合装置内进行聚合成红外线集束(光集束、或者波集束)。热能转换装置聚合的形式可以是圆形、圆弧形、三角形、方形、平面形及其它形式，即根据聚合能的物理特征，设计相应的聚合装备。通过高速传递的载体，将低温热能聚合并传递给吸热装置，加热吸热装置内的介质。在一个实施例中，在提高吸热介质的热能后，并将吸热介质保温处理，阻止介质热能散发出去。经过反复提升提高吸热介质的热能含量，使其达到使用标准。如上所述，为了提高可聚合能的热传导速度，可将聚合装备的聚合空间内建立真空，从而可以提高热传递速度，也可以降低热传递过程中的能量损失。
在本发明的另一个实施例中，如图2所示，提供一种热能聚合的设备，其中该设备包括低温介质输入口 I、阀门2、低温介质容器3、热能转换装置5、吸热装置7。其中，低温介质输入口 I用于导入低温介质，低温介质包括但不限于低压蒸汽、空气、水、石油等各种液态和气态的物质。阀门2布置在低温介质输入口上，用于控制低温介质的导入和流量。低温介质容器3和低温介质输入口 I连通，用于接收低温介质。低温介质容器为圆筒状、圆柱状或者圆弧形，其外壁为设备的外壳，低温介质容器内包含热能转换装置5。在一个实施例中，热能转换装置5为圆筒状，外壁接触低温介质，内壁布置转换装置或者涂层，用于将低温介质的热能转换成红外线、光或者波6。由于热能转换装置5的圆形布置，转换后的红外线、光或者波6聚合于圆心处的吸热装置7的外层，对吸热装置7内部的被加热介质9进行加热。被加热介质9盛放于吸热装置7的内腔8中。其中，可在转换器内腔8建立真空。被加热介质9可以是水、空气、油或其它储热载体，也可以是受热急速变成高温气体的各类物质。吸热装置7内被加热介质9的热能可以在吸热装置7中多次反复被聚合的红外线(光、波)6加热，从而使被加热介质9热能 含量达到使用标准。具体地，将低温水或低温蒸汽或热空气通过低温介质输入口 I从阀门2进入转换装置的低温介质容器3内，在转换装置的低温介质容器3靠近能量聚合一侧的外壁4安装红外线光波转换装置5或涂层，将低温热能转换成红外线、光、波6。红外线、光、波可被聚合于圆心处的吸热装置7外层，形成高能量红外线光波束6。被加热介质9通过波束6在吸热装置7内被热能载体加热，热能含量达到使用标准。最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。
权利要求
1.一种热能聚合方法，包括将低温介质的热能转换成红外线、光或者波，将红外线、光或者波聚合，对被加热介质进行加热，形成高热能介质。
2.根据权利要求I所述的方法，包括 步骤1，接收低温热能介质，将低温热能介质通过能量转换设备转换成红外线、光或者波； 步骤2，将红外线、光或者波进行聚合； 步骤3，通过聚合后的红外线、光或者波对吸热介质进行加热，并且将吸热介质导出。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤I中，低温介质包括但不限于低压蒸汽、空气、水、石油等各种液态和气态的物质。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤I中，接收低温介质的方式包括将低温水通过管道流入，将低压蒸汽通过密闭管道导入，或者将空气通过压力差导入。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤I中，对于低压蒸汽、空气或者水经过红外线膜层转换为红外线辐射出去，并且将低压蒸汽、空气和水的热量通过红外线携带出去；或者通过光波激发装置，激发光波辐射出去，并且低压蒸汽、空气和水的热量通过光波携带出去。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤2中，将能量装换装置构建成诸如圆桶形、圆柱状、圆弧形或者正多边形的能将红外线、光或者波形成聚合的形状，转换后的红外线、光或者波直接聚合，聚合后的红外线、光或者波的聚合点或者聚合光束集中。
7.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤3中，聚合后的红外线、光或者波通过真空射向吸热介质；吸热介质是水、油或者其他易导出的液态介质，或者气态介质。
8.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤3中，将吸热介质保温处理，阻止介质热能散发出去，反复提升介质的热能的含量。
9.一种热能聚合的设备，包括低温介质输入口、阀门、低温介质容器、热能转换装置、聚合装置和吸热装置；其中，低温介质输入口用于导入低温介质；阀门布置在低温介质输入口上，用于控制低温介质的导入和流量；低温介质容器和低温介质输入口连通，用于接收低温介质；低温介质容器内置热能转换装置，低温介质和热能转换装置紧连；热能转换装置为圆柱状、圆桶形或者圆弧形，外壁接触低温介质，内壁布置转换器或者涂层，用于将低温介质的热能转换成红外线、光或者波；聚合装置将聚合的红外线、光或者波积聚到位于设备中央的吸热装置，吸热装置内部盛放被加热介质。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，热能转换装置为圆形布置，转换后的红外线、光或者波的集束聚合于圆心处的吸热装置的外层。
11.根据权利要求9所述的设备，其中，低温介质包括但不限于低压蒸汽、空气、水、石油等各种液态和气态的物质；低温介质容器为圆筒状，其外壁为设备的外壳；被加热介质是水、空气、油或其它储热载体，或者是受热急速变成高温气体的各类物质。
12.根据权利要求9所述的设备，其中，在热能转换装置和吸热装置之间布置真空；热能转换装置形式是圆、弧形、三角形、方形、平面形及其它形式。
全文摘要
本发明提供一种热能聚合方法和设备，将低温介质的热能转换成红外线、光或者波，将红外线、光或者波聚合，对被加热介质进行加热，形成高热能介质。
文档编号F24J3/00GK102865688SQ201110188620
公开日2013年1月9日 申请日期2011年7月6日 优先权日2011年7月6日
发明者崔保安 申请人:崔保安