CN102410662A - 一种高效的热能处理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高效的热能处理系统和方法，该系统包括：连接热源以从所述热源获取热量的连接器；与所述连接器连接且内部填充制冷剂的蒸汽发生器，所述制冷剂在从所述连接器传递过来的热量的作用下，产生蒸汽；入口和出口均连接于所述蒸汽发生器内的传输回路；设置于所述传输回路上且具有制热出口的冷凝器，其将传输回路中的蒸汽进行冷凝后转换为液体，该液体经传输回路传输并从出口排至所述蒸汽发生器中，冷凝过程中产生的热量从所述制热出口输出。能对现有自然界的低温热源进行利用，并且能够在工业领域中，在满足冷却需求的前提下对冷却产生的余热和废热进行收集、利用，同时，减少余热和废热直接排放而造成的环境影响。

Description

一种高效的热能处理系统和方法

技术领域

本发明涉及热能处理技术领域，更具体的说是涉及一种高效的热能处理系统和方法。

背景技术

在自然界，存在许多低温热源，例如被太阳晒热的沙砾、夏季温暖的河流及温泉等，这些热源提供的热量都没有得到利用。

而在工业领域，也有很多热量(例如在冷却设备时产生的大量热水和热风)没有被利用。具体的，如热力发电、窖炉煅烧、煤焦化、金属冶炼、发酵、合成氨等过程中，许多环节都有冷却的需求，为了达到较好的散热效果，搭建的冷却塔规模都十分可观，并且通过水的循环及风的吹动进行散热，循环的喷淋和风都需要借助外部能量(如电能)来产生，如此，一方面增加设备成本及能量成本，另一方面，冷却过程中产生的大量热能却散发到大气中，无法得到利用，并且会加剧全球变暖。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高效的热量处理系统和方法，以对自然界的低温热源进行利用，以及，在工业领域中，在满足冷却需求的前提下对冷却产生的余热和废热进行收集、利用，同时减少余热和废热直接排放而造成的环境影响。

本发明技术方案是这样实现的：

本发明的一方面，提供一种高效的热能处理系统，包括：

连接外部热源以从所述外部热源获取热量的连接器；

与所述连接器连接且内部填充有制冷剂的蒸汽发生器，所述制冷剂在从所述连接器传递过来的热量的作用下，产生蒸汽；

入口和出口均连接于所述蒸汽发生器内的传输回路；

设置于所述传输回路上且具有制热出口的冷凝器，其将传输回路中的蒸汽进行冷凝后转换为液体，该液体经传输回路传输并从出口回收至所述蒸汽发生器中，冷凝过程中产生的热量从所述制热出口输出。

优选的，上述系统还包括：

设置在所述传输回路上且位于冷凝器和所述传输回路入口之间的喷射器，该喷射器通过增加压力加快蒸汽朝所述传输回路出口方向传输。

优选的，上述系统还包括：

两端均与传输回路连通的传输支路，其入口和出口分别位于所述冷凝器和所述传输回路的出口之间及所述冷凝器和所述传输回路的入口之间；

设置于所述传输支路上且具有制冷出口的蒸发器，对从冷凝器输出并传输至蒸发器内的液体进行降压，所述液体由于压力降低产生沸腾式蒸发，与制冷出口进行冷热交换。

优选的，上述系统还包括：设置于所述传输回路和传输支路上、作为传输支路上传输的蒸汽和从所述冷凝器输出的液体之间进行部分换热场所的回热器。

优选的，上述系统中，传输回路入口至喷射器之间的回路段包括相连的第一支路和第二支路，其中第一支路上依次设置有截止阀和加压泵，第二支路上设置有截止阀；

传输回路上位于喷射器与冷凝器之间的回路段包括相连的第三支路和第四支路，其中，第三支路上依次设置有截止阀和压缩机，第四支路上设置有截止阀。

优选的，上述系统中，所述传输支路上、位于传输支路入口与所述蒸发器之间设置有截止阀，所述传输支路上、位于传输支路出口与所述蒸发器之间设置有增压器。

优选的，上述系统中，所述传输回路上设置有保证蒸汽或液体在所述传输回路内单向传输的单向阀。

优选的，上述系统中，所述外部热源为螺杆式空压机的冷却油，或者离心式空压机、窖炉出料、发电厂设备、药厂发酵设备、合成氨设备、厨房炉灶、汽车发动机或硅片厂空压机的冷却水，或者活塞式空压机排气口处的废气，或者电梯的制动电阻，或者太阳能集热器，或者地热井。

本发明的另一方面，提供一种高效的热能处理方法，包括：

通过连接器从热源获取热量；

将所述热量输入到内部填充制冷剂的蒸汽发生器，使所述制冷剂在热量的作用下产生蒸汽；

将所述蒸汽输入冷凝器进行冷凝，转换为液体并回收至所述蒸汽发生器；

收集并输出冷凝过程中产生的热量。

优选的，上述方法还包括：

将冷凝过程中产生的部分液体输入蒸发器进行降压式蒸发，蒸发过程中吸收制冷出口的热量以实现制冷。

从上述技术方案可以看出，本发明提供的方案采集自然领域的低温热源或者工业领域的废热或余热，利用所述废热或余热做功，满足人类的一些必备需求，例如利用所述废热或余热进行制冷或制热。该方案能对现有自然界的低温热源进行利用，并且能够在工业领域中，在满足冷却需求的前提下对冷却产生的余热和废热进行收集、利用，同时，减少余热和废热直接排放而造成的环境影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种热能处理系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种热能处理系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的热能处理系统中喷射器的一种结构示意图；

图4～图10为本发明实施例提供的其他几种热能处理系统的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种热能处理方法的流程图；

图12为本发明实施例提供的另一种热能处理方法的流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种在热能处理的新方案：采集自然领域的低温热源或者工业领域的废热或余热，利用所述废热或余热做功，满足人类的一些必备需求，例如利用所述废热或余热进行制冷或制热。本方案能对现有自然界的低温热源进行利用，并且能够在工业领域中，在满足冷却需求的前提下对冷却产生的余热和废热进行收集、利用，同时，减少余热和废热直接排放而造成的环境影响。

所述自然界的低温热源指的是依靠自然条件形成的具有一定温度的物质或场所，例如地热、温泉、夏季的河流或沙漠中的沙砾等。

所述工业领域的余热或废热，指的是在工业生产过程中产生没有被利用的热量，一般直接排放于空气中。

本发明提供的方案针对现有技术中低温热源、余热和废热没有被利用的情况，提供了一种解决方案。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，为本发明实施例提供的一种热能处理系统的结构示意图，从该图中可以看出，所述热能处理系统包括：连接器11、蒸汽发生器12、传输回路13、冷凝器14和制热出口15，其中：

所述蒸汽发生器12内部填充有制冷剂，所述制冷剂遇热会转化为蒸汽。

所述连接器11连接外部热源以从所述热源获取热量。

所述传输回路13为一个封闭回路，其入口131和出口132均连接于所述蒸汽发生器12内部。

所述冷凝器14设置于所述传输回路13上，其将所述传输回路13上传输的来自所述蒸汽发生器12的蒸汽进行冷凝，转换为液体后从所述传输回路13传输往所述出口132方向。

所述制热出口15设置于所述冷凝器14上，用于输出在所述冷凝器14对蒸汽进行冷凝的过程中产生的热量。

下面介绍下本实施例提供的一种高效的热能处理系统的工作原理和工作过程：

连接器11从外部热源获取热量后传递到蒸汽发生器12内部，填充于所述蒸汽发生器12内的制冷剂吸收热量后，温度升高，并在温度高于实际沸点时发生沸腾以产生饱和蒸汽。此过程中，连接器11由于热量被吸收而温度降低，得以继续从外部热源获取热量。

制冷剂沸腾产生的蒸汽随着温度的升高，压力也随着升高并从传输回路13的入口131进入所述传输回路13，并朝着所述传输回路13的出口132传输，进入冷凝器14后，在所述冷凝器14内进行冷凝作用后转换为液体，在冷凝过程中产生热量，这部分热量经制热出口15传输至外部。

冷凝后转换形成的液体(即液态制冷剂)继续沿着传输回路13传输，最后从出口132输出至所述蒸汽发生器12。

可以看出，本实施例能够获取外部热源的热量，并巧妙地采用了制冷剂作为媒介进行传导，即：将热量通过制冷剂的气化进行携带和传输，并通过液化过程释放，利用与连接外部环境的制热出口与外部环境进行热冷交互(即传输至外部)，实现了对热源能量的获取、传输和利用。

并且，在本系统的工作过程中，所用的制冷剂通过传输回路传输后会回收至蒸汽发生器，制冷剂可以反复利用(理论上无需补充新的制冷剂)，实现了资源的有效利用。

本发明实施例提供的另外一种结构的热能处理系统，在上述实施例的基础上增加加速蒸汽在传输回路13中传输速率的器件，另外还可以增加传输支路及置于该传输支路上的蒸发器，具体结构如图2所示，在图1所示实施例的基础上，增加了喷射器16、传输支路17及蒸发器18，其中：

喷射器16设在传输回路上，位于所述冷凝器14和所述传输回路13的入口131之间，用于增大蒸汽的压力以加快蒸汽在所述传输回路13中的传输。其一种具体结构如图3所示，其内部含有喷管31、吸入室32、混合室33和扩压室34，其中：从传输回路13的入口131传输过来的饱和蒸汽进入所述喷管31，从传输支路16出口传输的蒸汽进入所述吸入室32，在所述喷管32的作用下形成高速流体，在后方的所述吸入室32形成低气压，所述高速流体进入所述喷管31前方的混合室33，并在所述扩压室34内推挤形成高气压，最后沿着传输回路13朝所述传输回路13的出口132传输。可以看出，该喷射器16利用不同部位的气压差，产生循环动力，无需耗费其它动力，简单有效。

所述传输支路17两端均与所述传输回路13相连，其一端(入口)位于所述冷凝器14和所述传输回路13的出口132之间，另一端(出口)位于所述冷凝器14和所述传输回路13的入口131之间。

所述蒸发器18置于所述传输支路17上，接收从所述传输支路17的入口进入的来自所述冷凝器14的部分液体(即液态制冷剂)，由于所述喷射器16的吸入室32的抽吸作用，不断吸走所述传输支路17及蒸发室18内的蒸汽，使得所述传输支路17(具体来说，应该是传输支路17上位于传输支路17的出口及蒸发器18之间的部分)及蒸发室18保持较低气压，从而能够对进入的液态制冷剂进行降压，使所述液体由于压力降低产生沸腾式蒸发，产生蒸汽，吸收热量，从而使得设置于所述蒸发器18上且与连接外界环境的制冷出口19温度降低，实现制冷效果。产生的蒸汽从所述传输支路17的出口进入所述传输回路13。

在某些实施例中，在所述蒸发器18和传输支路17的入口之间设置有截止阀20，在需要制冷时，开启所述截止阀20，让从所述冷凝器14流出的部分液态制冷剂从所述传输支路17的入口输入并进入所述蒸发器18内部，当不需要制冷时，可关闭所述截止阀20，以避免液态制冷剂进入(即从所述冷凝器14输出的液态制冷剂能够全部通过所述传输回路13的出口132回收至所述蒸汽发生器12中)。

为了便于对本系统的控制，在本发明实施例提供的其他结构中，还可以将传输回路上的某部分设置成相连的多个支路，如图4、图5和图6所示，下面逐个介绍。

图4所示结构中，所述传输回路13的入口131至所述喷射器16之间的回路段包括相连的第一支路133和第二支路132，其中，所述第一支路133上设置有截止阀21和加压泵22，所述第二支路134上设置有截止阀23，所述截止阀21和截止阀23用于控制所在支路的通、断，所述加压泵22用于对饱和蒸汽进行适当的加压，当饱和蒸汽的压力不足时，将压力增加到一个合适的值，当饱和蒸汽的压力足够时，停止运行。本实施例通过设置两个支路来适应饱和蒸汽的压力状况，在饱和蒸汽压力足够时，关闭截止阀21，开通截止阀23，而当饱和蒸汽压力不够时，关闭截止阀23，开通截止阀21并启动加压泵22。

图5所示的结构中，所述传输回路13上位于所述喷射器23与所述冷凝器14之间的回路段包括相连的第三支路135和第四支路136，其中，所述第三支路135上设置有截止阀24和压缩机25，所述第四支路136上设置有截止阀26。本实施例同样通过设置两个支路来适应饱和蒸汽的压力状况，在饱和蒸汽压力足够或者需要较大量时，关闭截止阀24和压缩机25，开通截止阀26，而当饱和蒸汽压力不够或者需要较大量时，关闭截止阀26，开通截止阀24并启动压缩机25。所述压缩机25可以采用电机驱动方式，对蒸汽进行压缩。

图6所示的结构结合上述图4和图5中的第一支路133、第二支路134、第三支路135和第四支路136，以及支路上的截止阀、加压泵或压缩机，为控制传输回路的进一步提供了方便。

在某些实施例中，为了加快传输支路16中蒸汽的传输，在传输支路16上设置增压部件，如图7所示，在所述传输支路16上设置增压器27，以加大传输支路16中的压力，这样做的目的是增大喷射器20的吸入口压力，使得喷射器20的效率更高。

在另外的一些实施例中，结构如图8所示，在系统中增设回热器28，作为传输回路13内的液态制冷剂和传输支路16上的蒸汽之间进行热量交换的场所。由于该回热器28的存在，能够进一步降低液态制冷剂的温度及提高蒸汽的温度，使得液态制冷剂在到达所述蒸发器18前能够获得更低的温度，并且使得进入所述喷射器16的气体温度和压力更高，更易于被压缩到更高的压力，提高系统的效率。

图9示出的热能处理系统中，还进一步包括循环泵29，该循环泵29设置于所述传输回路13上、位于所述传输回路13的出口132和了冷凝器14之间，用于将所述传输回路13中从冷凝器14输出的液体加压，压力大于所述蒸汽发生器12中的压力，以便再次流动到蒸汽发生器12中。

在上述各实施例中，所述传输回路13传输其中的蒸汽或液体是从入口131往出口132方向传输，也就是说，传输方式是单向传输。具体可以以设置单向阀的方向来实现，如图10，在传输回路13上邻近入口131处设置有单向阀30，在传输回路13上邻近出口132处设置有单向阀31，这两个单向阀能够保证蒸汽或液体在所述传输回路13中的单向传输。

需要说明的是，上述仅提供了几个具体结构，在其他结构中，可以在具备连接器11、蒸汽发生器12、传输回路13、冷凝器14及制热出口15的基础上，任意结合上述实施例记载的：传输回路13上各支路及各支路上的各个部件、喷射器16、循环泵29、单向阀30和单向阀31。或者，在具备连接器11、蒸汽发生器12、传输回路13、冷凝器14、制热出口15、传输支路17及该传输支路17上的蒸发器18及制冷出口19的基础上，任意结合以下各个部分中的任意一个：传输回路13上各支路及各支路上的各个部件、喷射器16、循环泵29、单向阀30、单向阀31、增压泵27及回热器28。

另外，还需要说明的是，本系统可以是复合式系统，即：在饱和蒸汽压力足够时可以无需采用普通动力设备(一般为电机驱动)，即可直接对热量进行传输和应用(如制热、制冷)，而在饱和蒸汽压力不足时，可以借助一些普通动力设备(如电机驱动的加压泵22、压缩机25或循环泵29)。因此，与单纯采用普通动力设备传输热能的方式相比，具有高效、适应面广、运行可靠的特点和优点。

各实施例中所述连接器11为传导热量的部件，具体可以是一个太阳能集热器、一根热水输送管、一根热油输送管、板式换热器或相互焊接的金属板(如钢板)。

而所述外部热源可以为：螺杆式空压机的冷却油，或者离心式空压机、窖炉出料、发电厂设备、药厂发酵设备、合成氨设备、厨房炉灶、汽车发动机或硅片厂空压机的冷却水，或者活塞式空压机排气口处的废气，或者电梯的制动电阻，或者太阳能集热器，或者地热井。

为了方便本领域技术人员理解，下面结合几个具体应用例，对本发明提供的热能处理系统的应用场景予以补充说明。

应用例一

本系统可应用于螺杆式空压机的冷却方面，螺杆式空压机在使用过程中，其冷却油温度较高，可达100多度，含有较多的热量，这部分热量以往都被直接排放至外部环境而没有被有效利用，并且其冷却过程中还需要耗费能量。采用本系统，从连接器11(可以是热油输送管的一部分)处流过，冷却油的热量被传递给蒸汽发生器12，蒸汽发生器12中的制冷剂预热产生饱和蒸汽，沿着传输回路13进行传输，在经过冷凝器14时转换出热量通过制热出口15(具体形式可以是制热出口15为水管的一部分，冷凝过程中产生的热量对水管中的水进行加热)输出，并且冷凝过程转换得到的液态制冷剂在经过传输支路17上的蒸发器18时产生沸腾式蒸发，此过程中吸收制冷出口19的热量(制冷出口19具体形式可以是水管的一部分，水管中的水被吸收热量后温度降低)。在饱和蒸汽不足时，可以进行加压或压缩。

上述制热过程中由制热出口15处产生的热水可以供浴室和食堂使用，上述制冷过程中由制冷出口19处产生的冷水可以供应办公室或者空压机房降温使用，也可以用于空压机进气口的预冷和输出气体的冷却，而所述输出气体部分可以不再使用冷干机。

采用本系统，一方面能够对冷却油的热量进行有效利用，产生的热水可供食堂或浴室使用，产生的冷水可供降温，并且可用于对输出气体的冷却，而无需采用冷干机，节省设备成本，另一方面，由于冷却油的热量被采集，而非直接排放外界环境，因此无需采用冷却风扇，降低了耗电量，并且还可以降低外界环境(具体是空压机所在环境)的气温。

应用例二

本系统可应用于离心式空压机的冷却方面，离心式空压机的冷却水出水温度约为29度左右，冷却水经过连接器11(所述连接器11可以是热水输送管的一部分)，将热量传递给蒸汽发生器12，连接器11处的冷却水温度将为20度左右，蒸汽发生器12中的制冷剂吸收热量后产生饱和蒸汽。饱和蒸汽经过加压泵22的加压、喷射器16的喷射和压缩机25的压缩后，获得足够的动力，并分别在冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷。制出的热气或热水温度可达58度以上，可用于冬季时的采暖，也可以供应浴室和食堂使用。制出的冷水可为车间提供冷气，也可以用于空压机进气口的预冷和输出气体的冷却，输出气体可以不用使用冷干机。并且，可以使得离心式空压机的冷却更加充分，从而提高压缩效率，节省能源(实验表明，能够节省10％左右)，同时，本系统能够使冷却温度更加稳定，进一步减小离心式空压机发生喘振的概率下面做简单说明：

喘振在夏季发生较多，其原因就是入口气体温度较高，变得更加稀薄，使得吸入的空气量减少，压缩不充分，并且夏季压缩后的气体也更热，而排气后温度骤降，使得排气时的压力下降幅度大，助长了气压的波动，诱发喘振。

采用本系统能够比普通的冷却塔式的冷却更能降低冷却水温度，相当于是对冷却水进行制冷，因此冷却水能温度能低到20度甚至更低，这样空压机吸入的空气就变得凉爽，压缩后的温度也和秋冬季时的没有两样，排气口处的压力波动幅度减小，从而避免了夏季容易发生喘振的问题。

应用例三

本系统可用于活塞式空压机的冷却方面，活塞式空压机的排气口温度较高，将该排气口的高温气体传输给连接器11，由连接器11传输给蒸汽发生器12，蒸汽发生器12内部的制冷剂遇热后产生饱和蒸汽，该饱和蒸汽经过加压、喷射和压缩后，于冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷，制出的热水可供浴室和食堂使用，制出的冷水可供应办公室或者空压机房降温使用，也可以用于空压机进气口的预冷、空压机压缩机的冷却及输出气体的冷却，输出气体部分可以不再使用冷干机。

本系统能够将空压机的温度降低，并且能够降低空压机的压缩能耗(大概下降15％)，并且使得空压机的使用环境得到改善。

应用例四

本系统可用于玻璃厂、水泥厂、焦化厂、陶瓷厂等具有窖炉和出料冷却的场合。窖炉本身需要冷却，并且从窖炉中烧好的出料也需要冷却，本系统的连接器11包括安装于出料部位的换热器(当然也可以是连接换热器的导热器)及冷却水管的一部分，出料产生的热量及冷却水提供的热量分别从换热器和冷却水管传输至蒸汽发生器12内部，所述蒸汽发生器内部的制冷剂遇热后产生饱和蒸汽，饱和蒸汽经过加压、喷射和压缩后，分别于冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷，所制冷水可供办公室、车间空调之用，所制的热水可供冬季采暖和浴室、食堂使用，多余部分还可以供居民区使用。使用形式可以是有偿使用，由此，采用本系统后，窖炉和出料的冷却得以保证，并且，原本废弃的热量也得以被有效利用，另外还可以获得经济利益。

应用例五

本系统可用于发电厂、药厂发酵设备、合成氨设备及化工厂设备(如合成氨设备)。上述设备的冷却过程中产生的冷却水携带有大量低温热量，这些热量经过连接器11传递给蒸汽发生器12，蒸汽发生器12内部的制冷剂遇热蒸发，产生饱和蒸汽，所述饱和蒸汽经过加压、喷射和压缩后，分别于冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷。制出的热水可供浴室和食堂使用，多余部分可以销售给居民区，如此，大量的废热得到合理利用，同时原有的冷却循环系统基本不需要再运行，节约了大量的能源，并能够获得额外的经济利益。

应用例六

本系统可用于酒店，酒店的厨房炉灶具有一定的废热，同时，酒店的客房需要空调调节温度以外，还需要大量的沐浴热水。通过连接器11获取酒店炉灶的废热，并传递至蒸汽发生器12内部，所述蒸汽发生器12内部的制冷剂预热蒸发，产生蒸汽，当废热不足时，可采用加压泵22、喷射器16和压缩器25分别进行加压、喷射和压缩，并分别于冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷。所制出的冷水用于客房空调，所制出的热水用于客房淋浴，于是能够同时满足制冷和制热要求，效率比较高：所制的热量大部分来自制冷所搬运的热量，收集到的废热也有助于制冷。因此，酒店的能耗被大幅降低，获得经济利益。

应用例七

本系统还可以应用于太阳能制冷制热方面。

利用连接器(太阳能集热器)直接暴晒或者通过暴晒的沙砾获取热量，传递给蒸汽发生器12，所述蒸汽发生器12内部的制冷剂遇热蒸发，产生饱和蒸汽，这些饱和蒸汽经过传输回路运输过程中，经过加压、喷射和/或压缩后，分别于冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷。所制出的冷水用于房间空调使用，所制热水用于厨房和浴室。采用本系统进行热量收集的优势在于：耗电量较低，仅有普通空调和热水器的10％左右。并且，热量被收集且有效利用本身就对地球的生态具有保护作用。

应用例八

本系统可用于汽车冷却方面。

汽车在使用中，冷却水一般在90度左右，其中有大量的热量需要散发，本系统中的连接器(冷却水管的一部分)11将这些热量传递给蒸汽发生器12，蒸汽发生器12内部的制冷剂遇热蒸发，产生饱和蒸汽，所述饱和蒸汽经加压、喷射和/或压缩后，分别于冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷。所制出的冷水可供汽车内部空调，以节省汽车原空调使用所耗费的电能，变废为宝：用内燃机的废热实现制冷，减少耗油量，能够节约成本约20％，并且保护地球生态。

应用例九

本系统可用于电梯废热制冷。

电梯在使用中，普遍存在制动电阻发热的问题，制动电阻的表面温度可达100度以上，如此高的表面温度致使机房温度上升10度以上，现有技术一般使用风扇对制动电阻进行散热，再通过空调对电梯机房进行散热，需要花费风扇的电能及机房空调的电能。而采用本系统，将连接器11连接于电梯的制动电阻上，制动电阻产生的热量被连接器11传递至蒸汽发生器12，蒸汽发生器12内部的制冷剂。

制冷剂遇热蒸发，产生饱和蒸汽，该饱和蒸汽进入所述传输回路13，依次进行加压、喷射和/或压缩后，分别于冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷。如此，利用制动电阻产生的热进行制冷，既解决了冷却的问题，又改善环境，并且在此期间，降低(甚至避免)风扇的耗电量，大概能节约40％的能量。

应用例十

本系统可用于太阳能冷库、制冰厂。

以往，冷库用电进行制冷以提供冷冻储存服务，制冰厂用电进行制冷生产冰作为产品，经营成本大部分是电费。采用本糸统，通过连接器11(太阳能集热器)获取太阳能热量，传递给蒸汽发生器12，蒸汽发生器12内部的制冷剂遇热蒸发，产生饱和蒸汽，沿传输回路13传输，依次进行加压、喷射和/或压缩后，分别于冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷。本系统可使用太阳能的热量实现制冷，可将耗电量减少为原来的15％，并且系统由于运动部件少，运行稳定、可靠。

应用例十一

本系统可用于地热制冷的冷库、制冰厂。

以往，冷库用电进行制冷提供冷冻储存服务，制冰厂用电进行制冷生产冰作为产品，它们的生产经营过程中耗费较多电力资源。采用本系统，通过连接器11从地热井获取热量，并传递给蒸汽发生器12，蒸汽发生器12内部的制冷剂遇热蒸发，产生饱和蒸汽经传输回路传输，饱和蒸汽经过加压、喷射及压缩后，分别于冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷。本系统可使用地热井的热量实现制冷，可将耗电量削减至原来的15％左右。并且系统由于运动部件少，运行稳定、可靠。

应用例十二

本系统可用于硅片厂的节能使用。

硅片厂的车间属于封闭式，内部需要无尘化处理，供应给车间的空气是由空压机供应且经过净化、制冷和制热处理，以便达到合适的正压及温度。采用本系统，连接器11获取空压机的热量传递给蒸汽发生器12(相当于对空压机散热)，蒸汽发生器12内部的制冷剂遇热蒸发，产生饱和蒸汽经传输回路传输，饱和蒸汽经过加压、喷射及压缩后，分别于冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷，调节空气的温度，同时实现了空压机的冷却、空气的制冷和制热，无需使用其它的冷却和制冷机组，基本不消耗能源，实现最大程度的节能。

应用例十三

本系统可用于螺杆空压机的新型冷干机。

螺杆空压机的新型冷干机，用在螺杆空压机上，因为螺杆空压机的排气温度一般较高，需要另外设置冷干机来对排气进行冷却和干燥。采用本系统，利用连接器11从螺杆空压机的冷却油上直接取热，传递给蒸汽发生器12，蒸汽发生器12内部的制冷剂遇热蒸发，产生饱和蒸汽经传输回路传输，饱和蒸汽经过加压、喷射及压缩后，分别于冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷。制出的冷气或冷水能够将排气冷却，无需再耗费多余的电能。

应用例十四

本系统可用于船舶制冷。

在船舶航行过程中，发动机不断发热(废热)，以往直接排放，采用本系统，通过连接器11获取发动机产生的热量，传递给蒸汽发生器12，蒸汽发生器12内部的制冷剂遇热蒸发，产生饱和蒸汽经传输回路传输，饱和蒸汽经过加压、喷射及压缩后，分别于冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷。制出的热水可供淋浴、厨房使用，制出的冷水可供船上的冷冻、空调之用，变废为宝，节约资源，同时保护环境。

应用例十五

本系统可用于液压站废热制冷。

在工厂液压站和注塑机液压站内，一般液压油由于大量运转，其温度较高，可达75度以上，以往，这种热量一般被浪费。采用本系统，通过连接器获取液压油的热量，传递给蒸汽发生器12，蒸汽发生器12内部的制冷剂遇热蒸发，产生饱和蒸汽经传输回路传输，饱和蒸汽经过加压、喷射及压缩后，分别于冷凝器14和蒸发器18处进行制热和制冷。

针对上述热能处理系统，本发明同时还提供了一种高效的热能处理方法，其基本流程如图11所示，包括以下步骤：

步骤S111、通过连接器从外部热源获取热量。

所述连接器为导热连接器，传导热量的部件，具体可以是一个太阳能集热器、一根热水输送管、一根热油输送管、板式换热器或相互焊接的金属板(如钢板)。

而所述外部热源可以为：螺杆式空压机的冷却油，或者离心式空压机、窖炉出料、发电厂设备、药厂发酵设备、合成氨设备、厨房炉灶、汽车发动机或硅片厂空压机的冷却水，或者活塞式空压机排气口处的废气，或者电梯的制动电阻，或者太阳能集热器，或者地热井。

步骤S112、将所述热量输入到内部填充制冷剂的蒸汽发生器，使所述制冷剂在热量的作用下产生蒸汽。

步骤S113、将所述蒸汽输入冷凝器进行冷凝，转换为液体并回收至所述蒸汽发生器。

步骤S114、收集并输出冷凝过程中产生的热量。

在另外一些实施例提供的热能处理方法中还进一步包括制冷过程，图12示出了该方法的流程，包括以下步骤：

步骤S121、将部分液体输入蒸发器进行降压式蒸发，蒸发过程中吸收制冷出口的热量以实现制冷。

需要说明的是，对于实施例公开的方法而言，由于其与实施例公开的装置相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见装置部分说明即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高效的热能处理系统，其特征在于，包括：

连接外部热源以从所述外部热源获取热量的连接器；

与所述连接器连接且内部填充有制冷剂的蒸汽发生器，所述制冷剂在从所述连接器传递过来的热量的作用下，产生蒸汽；

入口和出口均连接于所述蒸汽发生器内的传输回路；

设置于所述传输回路上且具有制热出口的冷凝器，其将传输回路中的蒸汽进行冷凝后转换为液体，该液体经传输回路传输并从出口回收至所述蒸汽发生器中，冷凝过程中产生的热量从所述制热出口输出。

2.根据权利要求1所述的热能处理系统，其特征在于，还包括：

设置在所述传输回路上且位于冷凝器和所述传输回路入口之间的喷射器，该喷射器通过增加压力加快蒸汽朝所述传输回路出口方向传输。

3.根据权利要求2所述的热能处理系统，其特征在于，还包括：

两端均与传输回路连通的传输支路，其入口和出口分别位于所述冷凝器和所述传输回路的出口之间及所述冷凝器和所述传输回路的入口之间；

设置于所述传输支路上且具有制冷出口的蒸发器，对从冷凝器输出并传输至蒸发器内的液体进行降压，所述液体由于压力降低产生沸腾式蒸发，与制冷出口进行冷热交换。

4.根据权利要求3所述的热能处理系统，其特征在于，还包括：设置于所述传输回路和传输支路上、作为传输支路上传输的蒸汽和从所述冷凝器输出的液体之间进行部分换热场所的回热器。

5.根据权利要求3所述的热能处理系统，其特征在于，传输回路入口至喷射器之间的回路段包括相连的第一支路和第二支路，其中第一支路上依次设置有截止阀和加压泵，第二支路上设置有截止阀；

传输回路上位于喷射器与冷凝器之间的回路段包括相连的第三支路和第四支路，其中，第三支路上依次设置有截止阀和压缩机，第四支路上设置有截止阀。

6.根据权利要求3所述的热能处理系统，其特征在于，所述传输支路上、位于传输支路入口与所述蒸发器之间设置有截止阀，所述传输支路上、位于传输支路出口与所述蒸发器之间设置有增压器。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的热能处理系统，其特征在于，所述传输回路上设置有保证蒸汽或液体在所述传输回路内单向传输的单向阀。

8.根据权利要求1-6任意一项所述的热能处理系统，其特征在于，所述外部热源为螺杆式空压机的冷却油，或者离心式空压机、窖炉出料、发电厂设备、药厂发酵设备、合成氨设备、厨房炉灶、汽车发动机或硅片厂空压机的冷却水，或者活塞式空压机排气口处的废气，或者电梯的制动电阻，或者太阳能集热器，或者地热井。

9.一种高效的热能处理方法，其特征在于，包括：

通过连接器从热源获取热量；

将所述热量输入到内部填充制冷剂的蒸汽发生器，使所述制冷剂在热量的作用下产生蒸汽；

将所述蒸汽输入冷凝器进行冷凝，转换为液体并回收至所述蒸汽发生器；

收集并输出冷凝过程中产生的热量。

10.根据从权利要求9所述的热能处理方法，其特征在于，还包括：

将冷凝过程中产生的部分液体输入蒸发器进行降压式蒸发，蒸发过程中吸收制冷出口的热量以实现制冷。

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