专利名称：一种用于驱动马达的工业废热能量回收动力系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于余热回收再利用系统；尤其涉及工业过程中的低温流体中 的能量的回收再利用系统。 .
背景技术：
工业过程中产生大量的低温余热，如各种燃烧炉的烟道气、工业生产中冷 却水、石油开采中的伴生水、火电厂及核电厂汽轮机排出的乏汽等，其中包含 大量热量，产生上述废热的同时又伴生大量二氧化碳，加剧温室效应的产生， 大气温度逐年升高。面对蕴含量巨大的低品位热量目前利用的手段及方法有限。 目前，为了回收这些低品位的热量，人们实用新型了风源热泵用于供暖，实用 新型了传统意义上的风力发电机，利用风力进行发电。但是低品位能量的利用 率很低。专利申请号为200710050627.8的专利申请中披露了一种利用多个分散 余热、热源、多种余热载体介质发电的方法及装置，这种方法可以使多种余热 得到利用，但是这种方法存在以下不足只能回收温度较高的余热，对温度在 5(TC左右及其以下的余热或废热无法利用；系统中所需的冷凝效果须由空冷、
水冷或其他方式来辅助实现，不能在环境温度较高时实现有效冷却等；将该技
术用于回收高温余热时其经济性、环保性、技术的先进性等仍存在较大发展空 间。
理论研究
热力学第二定律的卡诺解释告诉我们不可能从单一热源吸热，使之全部 转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。
热力学对第二类永动机也有定义从环境大气或海水里吸热不断获得机械 功，这种单一热源下做功的动力机称为第二类永动机。它虽不违反热力学第一 定律和能量守恒，但是违背了热力学第二定律，热力学第二定律也可以表示为 第二类永动机是不存在的。
在大量的工业过程产生数额巨大的温度低于20(TC以下的废热，它的开发利
用可以真正提高能源利用率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种便于安装、使用方便、占地面积小、不污染环境、节省能源，能够将蕴含于各种工业过程产生的气、液流体中的低品 位热量回收再利用后转化为有用动能的能量回收动力供应系统。
本实用新型目的是通过以下技术方案实现的这种用于驱动马达的工业废 热能量回收动力系统，包括马达、热能回收装置、冷量回收装置，马达和热能 回收装置同时至少与一组冷量回收装置相连通；所述的冷量回收装置中的乏汽 冷凝器、压縮机和冷量回收器通过介质管道相连通，并且，在压縮介质热交换 器与冷量回收器之间的介质管道上装有膨胀阀，膨胀阀通过毛细管与装在乏汽 冷凝器与压縮机之间的介质管道上的感温探头连接；马达通过乏汽管路与每组 中的乏汽冷凝器和冷量回收器相连通，通过气体输送管与热能回收装置相连通； 热能回收装置通过流体输入管与增压泵相连通，增压泵通过液体输送管与每组 冷量回收装置中的乏汽冷凝器和冷量回收器相连通；与电源线相连的控制柜通 过控制线及电源线束与压縮机、膨胀阀、马达、冷量回收装置、增压泵连接。
所述的乏汽管路和液体输送管上均装有电动阀。
所述的液体输送管上装有补液管，补液管位于压縮介质热交换器和冷量回 收装置与液体增压泵之间。所述的热量回收装置至少包括一种流体热量换热器，流体热量换热器为列 管式换热设备、板式换热设备、或套管式换热设备中的至少一种；所述的冷量 回收器为风冷表冷器，风冷表冷器处装有风机，风机通过控制线及电源线束与 控制柜相连；所述的列管式换热设备、板式换热设备、或套管式换热设备上装 有流体进管和流体出管。
所述的风冷表冷器内有两个介质流通通路。
这种用于驱动马达的工业废热能量回收动力系统，整个系统结构简单，便 于安装，占地面积小，使用方便；本实用新型中流体进入能量回收换热器，液 态的低沸点介质经过能量回收换热器被加热后进入马达，驱动马达旋转，该系 统的马达排出的乏汽进入冷量回收装置变成冷凝液体。当空气的温度较高(如: 高于2(TC)时，乏汽冷凝器通过压縮介质管道与压縮机、膨胀阀、冷量回收器 连接，若冷量回收器为风冷表冷器，则，风在风机的驱动下进入风冷表冷器， 风冷表冷器将从空气中吸收的冷量经过乏汽冷凝器、压縮机等提升后冷却从马 达排出的乏汽；当空气的温度较低时(如:低于2(TC)时，从马达排出的乏汽直 接进入风冷表冷器，在风冷表冷器内被冷却为液体。冷却后的液体由增压泵增压后送入流体热量回收装置，在流体热量回收装置内被增温、膨胀成为具有一 定温度、压力的气体而进入马达内，驱动马达旋转。
本实用新型中的系统能将蕴含于各种工业过程产生的气、液流体中的低温 热或冷量回收再利用，转化为有用的动能，为多种过程提供动力，如可以作 为工业生产过程的动力、驱动发电机的动力、……同时，可为各种需要供冷的 空间提供冷冻水、需要冷却的设备提供冷却介质……。这不仅减少了环境污染 而且节省了能源。
图1为实施例1的结构示意图； 图2为实施例2的结构示意图； 图3为实施例3的结构示意图； 图4为实施例4的结构示意图； 图5为实施例5的结构示意图6为风冷表冷器的结构示意图。
具体实施方式
实施例l: 一种用于驱动马达的工业废热能量回收动力系统由马达l、热 量回收装置和一组冷量回收装置所组成。该组冷量回收系统包括压縮介质管道
连通的乏汽冷凝器7、压縮机17和冷量回收器15;该组中，乏汽冷凝器7与冷 量回收器15之间的介质管道13上装有膨胀阀14，它通过毛细管19与装在乏汽 冷凝器7与压缩机17之间的介质管道12上的感温探头18连接；压縮机17与 冷量回收器15之间有使它们相连通的介质管道16;马达1通过装有电动阀20 的乏汽管路8与冷量回收装置中的乏汽冷凝器7及冷量回收器15相连，马达1 通过气体输送管2与热量回收装置3相连，热量回收器3通过流体输入管4与 增压泵5相连通，增压泵5通过装有电动阀20的液体输送管6与乏汽冷凝器7 和冷量回收器15相连通。在乏汽管路8上所装的电动阀20是装在乏汽冷凝器7 和冷量回收器15的进口处的管路上。液体输送管6上所装的电动阀20是装在 乏汽冷凝器7和冷量回收器15的出口处。与电源线10相连的控制柜9通过控 制线及电源线束11与压縮机17、膨胀阀14、增压泵5、马达1、电动阀20和 冷量回收器15连接。
本实施例中的热量回收装置为一种流体换热器3，它是列管式换热设备；冷
5量回收装置中的冷量回收器15为风冷表冷器，该处装有风机，风机通过控制线 及电源线束ll与控制柜相连
本实施例中的列管式换热设备也可换为板式换热设备、或套管式换热设备; 这些换热设备一端与液体输送管4相连，并与液体增压泵5相连通；另一端与 气体输送管2相连，并与马达l相连通。
实施例2:本实施例的结构与实施例1相近似，只是在液体输送管6上装有
补液管21，补液管21位于乏汽冷凝器7和冷量回收器15之后的电动阀20与 液体增压泵5之间的管道6上。其它结构与实施例l相同。
实施例3:本实施例中的热量回收换热器3包括两个流体热量换热器，流体 热量换热器一个为板式换热设备3，另一个是套管式换热设备3a，这两个换热 设备相串连， 一个换热设备3的一端与另一个换热设备3a的一端相连通，通过 液体输送管4与液体增压泵5相连通；两个换热设备的另一端也相连通，通过 气体输送管2与马达1相连通。
实施例4:本实施例中的马达1和热能回收装置同时与两组冷量回收装置相 连通。每组的冷量回收装置与实施例1中的冷量回收装置结构相同；两组冷量 回收装置相并联。
其连接方式为马达1通过装有电动阀20乏汽管路8与第一组冷量回收装 置中的乏汽冷凝器7及冷量回收器15相连，也通过装有电动阀20的乏汽管路8 与第二组冷量回收装置中的乏汽冷凝器7a及冷量回收器15a相连。马达1通过 气体输送管2与热量回收换热器3相连，热量回收器3通过流体输入管4与增 压泵5相连通，增压泵5通过装有电动阀20的液体输送管6与第一组冷量回收 装置中乏汽冷凝器7和冷量回收器15相连通；增压泵5也通过装有电动阀20 的液体输送管6与第二组冷量回收装置中乏汽冷凝器7a和冷量回收器15a相连 通。其它结构与实施例3相同。
实施例5:本实施例中，热量回收装置为两个，热量回收装置与马达l和增 压泵5的连接方式与实施例3相同，冷量回收装置也有两组，马达l与它们的 连接方式与实施例4相同。
实施例3、 4、 5是为了增大动力供应能力或发电能力而设计的；在实施例5 中，不仅热量回收装置可以采用两个，也可采用4个或5个或更多个；它们的
连接方式可为串联，即与实施例3相同；也可为并联，并联时每个换热设备的一端汇集为液体输送管与液体增压泵5相连通；另一端汇集成气体输送管与 马达1相连通。而冷量回收装置也可以有多组，连接方式可采用如实施例4中 的并联，也可采用串联形式。
上述实施例中的冷量回收器15除可采用风冷表冷器外也可改为蒸发式冷凝
器o
流体热量换热器可为列管式换热设备、板式换热设备、或套管式换热设备 中的任一种或任两种或以上的组合。
本实用新型中的风冷冷量回收器的结构如图6所示在该回收器的表冷器
15内分布两套流体进出回路15a、 15b。其中，15a回路直接与马达和增压泵连 接，在15a的两端分别与安装有电动阀20的乏汽管路8和液体输送管6相连； 15b回路与乏汽冷凝器7连接。
本实用新型中各实施例的控制柜9可以安装于马达1旁，也可选择适当的
安装位置。介质管道内充有适量的C02或F4^或其它压缩介质。
为了整齐美观，本系统中的构件可装配在一个机箱内，形成一个整机。 本系统主要针对工业废热的回收，利用空气直接冷却，在空气的温度较高时应 用由热交换器、压縮机、电子膨胀阀和感温探头组成的风冷制冷部分冷却；因 此本实用新型既利用了废热又利用了大气中的冷量。
权利要求1、一种用于驱动马达的工业废热能量回收动力系统，包括马达、热能回收装置、冷量回收装置，其特征在于马达和热能回收装置同时至少与一组冷量回收装置相连通；所述的冷量回收装置中的乏汽冷凝器、压缩机和冷量回收器通过介质管道相连通，并且，在压缩介质热交换器与冷量回收器之间的介质管道上装有膨胀阀，膨胀阀通过毛细管与装在乏汽冷凝器与压缩机之间的介质管道上的感温探头连接；马达通过乏汽管路与每组中的乏汽冷凝器和冷量回收器相连通，通过气体输送管与热能回收装置相连通；热能回收装置通过流体输入管与增压泵相连通，增压泵通过液体输送管与每组冷量回收装置中的乏汽冷凝器和冷量回收器相连通；与电源线相连的控制柜通过控制线及电源线束与压缩机、膨胀阀、马达、冷量回收装置、增压泵连接。
2、 根据权利要求1所述的用于驱动马达的工业废热能量回收动力系统，其特征在于乏汽管路和液体输送管上均装有电动阀。
3、 根据权利要求2所述的用于驱动马达的工业废热能量回收动力系统，其特征在于所述的液体输送管上装有补液管，补液管位于压縮介质热交换器和冷量回收装置与液体增压泵之间。
4、 根据权利要求2或3所述的用于驱动马达的工业废热能量回收动力系统，其特征在于所述的热量回收装置至少包括一种流体热量换热器，流体热量换热器为列管式换热设备、板式换热设备、或套管式换热设备中的至少一种；所述的冷量回收器为风冷表冷器，风冷表冷器处装有风机，风机通过控制线及电源线束与控制柜相连；所述的列管式换热设备、板式换热设备、或套管式换热设备上装有流体进管和流体出管。
5、 根据权利要求4所述的用于驱动马达的工业废热能量回收动力系统，其特征在于所述的风冷表冷器内有两个介质流通通路。
专利摘要一种用于驱动马达的工业废热能量回收动力系统，包括马达、热能回收装置、冷量回收装置，马达和热能回收装置同时至少与一组冷量回收装置相连通；冷量回收装置中的乏汽冷凝器、压缩机和冷量回收器通过介质管道相连通，马达通过乏汽管路与每组中的乏汽冷凝器和冷量回收器相连通，通过气体输送管与热能回收装置相连通；热能回收装置通过流体输入管与增压泵相连通，增压泵通过液体输送管与每组冷量回收装置中的乏汽冷凝器和冷量回收器相连通；压缩机、膨胀阀、马达、冷量回收装置、增压泵由控制柜控制。该系统能将蕴含于各种工业过程产生的气、液流体中的低温热或冷量回收再利用，转化为有用的动能，这不仅减少了环境污染而且节省了能源。
文档编号F01K27/00GK201262104SQ20082014950
公开日2009年6月24日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日
发明者刘中敏, 华 李, 陈万仁, 魏新利 申请人:河南瑞邦能源科技开发有限公司