CN103410571A - 微热聚集式引擎/发动机组（单循环系统） - Google Patents

Abstract

一种采用随处可得的空气、地表或地下水中的微热为热源的新能源机构利用其专用主热泵压缩的高温工质在聚热器中聚集并与回液融入结合都变成热源驱动汽轮发电或动力输出，通过一个辅助液化泵再经过专用于为汽轮机排气端制造冷源又巧妙回收其余热的自冷凝器经能回收能量的节流机构将工质液化后部分参与回液循环其余再通过在吸热器管道、自冷凝器夹层蒸发并回收机内余热和损耗热，吸收热源热最后回到主热泵的吸气端这样反复循环。整机采用完全闭密的单种工质系统使热效率超过目前任何热机可接近100%各单元机构都由智能控制模块控制自动控制使得整机各种操控简单可靠，还可安装辅热系统保障再低温度都可工作本发明可大型小型制造做动力引擎，电站机组。

Description

微热聚集式引擎/发动机组(单循环系统)

技术领域

本发明属于环保新能源领域，具体涉及机械制造、压缩机制冷/热制造、高新材料制造和自动化技术。

背景技术

目前人类利用热转换为机械能或电能的方式主要以1.完全利用燃料燃烧产生热源，以大气作为冷源，然后利用两热源间的温差做功产生机械能或机械能再转换成电能。如内燃机、火力发电、核电虽然这类技术设备功率与体积比高使用环境场所广全天侯之优点但其致命缺陷就是完全依赖有限的不可再生资源做燃料且热效率不高同时对环境破坏大；2.直接利用太阳能，自然界的温差环境，如太阳光聚热发电，太阳能电池板，环境温差发电、地热发电这些技术虽然相对前者对环境无害但其致命缺陷设备功率与体积比太小、热效率极低使用场地环境太受限制远不能实现替代技术1。

发明内容

本发明正是为了结合前两种背景技术的优点解决其缺点。它利用热机逆循环搬运热的能效比大于1的的原理为基础通过提供一时的启动能源后由机内的高能效热泵能持续从外置的吸热器吸收聚集自然环境微热形成热机学的高温热源（这里微热的定义：主要是指在地球上随处可得的空气热能、地表水或地下水热这类热一般是指热力学中所说的利用价值低或不可用热，其根本来源太阳但发明属于直接和间接利用方式合二为一。理论上是绝对0度以上但就目前人类掌握的相关基础技术容易实现的大致温度范围是-80℃以上至100℃）再采用背景技术1中的一些优势机构利用高温热源和带余热回收的自冷凝机构形成冷源转换为所需的机械能或电能但转热利用率是两种背景技术无法达到的。本发明只要有微热源存在再加上设计的辅助机构，从而实现应用前景、场所广阔，热源随处可得，转换的能源输出功率易受控，功率与体积比高，可大小型，可用做任何动力引擎、可建小型或超大功率发电站机组且对环境无污染。大量研发投产将大量淘汰背景技术设备，引领全新的工业革命，为人类在地球上实现可持续发展奠定基础。

具体实施解析：以本发明代表：空气热源发电机组和引擎并有原理图：附图1为主在后文做实例解析，（代表即应用前景广阔、机构较为完善可稍微改装成本发明可以应用范围内的任意用途机组） 注释说明：主要部件，机构和在图中用文字注明，图中○内的字符表示系统依次流程标记，以下会把本发明简称为：本机或整机；热能转换机械能简称：热/机;把未被做功转换成机械能或电能的热称为：余热；速度和效率简称速率：温度和压力简称温压，在说明书中括号中的内容为前面或者附近内容的进一步细化说明或诠释。

一、各主要单元部件机构基本说明

   1、QM-它由电池保障供电是整机的大脑，内部集成功能强大可靠，可由厂家更新优化控制程序、数据的处理芯片和执行电路模块于一体，通过连接线路对各单元的支配控制、反馈传感器以实现整机的启动、电池管理、运行，故障监测保护功能动力调速输出操纵简单化，并网发电输出可无人看守；并包括通过调配控制独特功能的单元机构实现整机自动适应所处不同热源环境的能力以保障系统制热能效比。

  2、 主热泵—它是整机的核心部件，由于本机的特殊性对其本身的耐温、压，能效比与其能生产温度和压力参数都要求较高（最基本要求制热能效比在1比7以上，吸气端与排气端要能产生200℃以上温差，具体参数以应用吸热源温度范围而定）并且要求排气反压对热泵的影响尽量小；并且还要求有无极变容变排量（最好是电机和压缩机构可以结合调整）。目前应用于空调器、空气能热水器的设计温压参数虽然差距大但其机构和能效比还是可以作为本机专用泵的基础机构然后可通过选用高性能材料增加级数，但最好能分成几大级各大级之间做一些温度隔离这样让在温级使用相对便宜的材料可以降低整个泵的造价并且可以结合两种不同结构于一体（如目前漩涡式或离心式的能效比可以做到较高，螺杆式虽然能效略低但其受排气反压影响小回油简单的优点，这样可以选择前两种结构形式其一多级制造做主要压缩前级在在末级集成一定比例压缩功率的螺杆式结构。）以实现在单台泵中优势互补提高性能和能效；为了提高能效比、可靠性，减小总体积重量仍然采用现有热泵的优良制造风格即单电机驱动（电机以能效能、耐温高至上选用且可以高效无极调速）整泵紧凑集成封装。   附：采用空气热源机其使用工质可筛选目前应用于制冷设备的只要符合在整机各种工况、温/压能够保证稳定不与循环系统材料发生腐化，最好是研发新型专用于本机并不可燃、不破坏大气的，当然和主热泵一样也应有适合不同吸热源的种类之分并与热泵相匹配。润滑剂（机油）因为整机各工作段高低温温差巨大，不仅要求适应热泵还要求其化学特性能在系统循环中稳定，更重要的是润滑特性，如果用一种难以实现全温适应可以采用混合润滑剂（高温特性好的和低温特性好的冷冻机油）再加上本机中的辅助分油系统，发挥各自优点 即：整机的高温区域保证高温特性好的机油起作用，低温区域将阻止高温特性好的机油流入低温性能好的机油则能顺利流入参与润滑，便达到各机构最佳润滑效果。

3、聚热器-它的基本构造就是一条（图1的外管）连接主热泵排气端和强制回液、整机实现热转换管道气流的高温热源换能缓存的管道、混合聚集主热泵排出的超超临界高温工质并与回液管道反馈回来的液态工质融入式的超高速率的热交换即两种初始不同温度、状态的工质几乎同时都在此变成超超临界高温流体导送至汽轮机的进气端。图1中分别有内置螺纹辅热管道和外圆管一并套成之所以这样设计是为了提高整机在特低温环境下的实用性［内管采用螺纹结构是为了使经过的工质做漩涡流动提高换热速率（速度与效率），螺纹管也可以有效防止生产时弯死但考虑气流速度较高螺纹密度不得太密］才增设的，当然即使没有燃料辅热功能最好也有引导流经的工质做漩涡流动螺纹内管这样其聚热空间就是内外管的夹层；内外管都必须是耐高温高压合金材料但内管还应具有导热优良，其有聚热效容积必须精密设计与整机匹配，根据需要也可以多根同结构管道并联但要保证均流。

4、汽轮机发电机组加辅助液化泵-整机之所以选择汽轮机做热/机是因为汽轮机在目前人类应用的转换机构中其具有功率体积比、效率较高、可调速、可多级合一结构简单的优点，可以说是目前的应用热机中的优势机构。其基本要求和构造与现在的火力发电汽轮机组相似，级数和功率尽量精密设计，但因使用工质的不同也同样要求是专用型它在本机的具体结构最好要让单纯发电和用做引擎有所不同，即单用发电可将汽轮机通过变速齿轮经做好隔热和基本密封处理的轴传动给发电机，为了避免工质泄漏两者应有严密的外壳封装与一体（密封要求比火电系统更严密因为本机采用的几乎都是制冷工质造价比火电用的水高，再者泄漏出去的工质即使是环保的多少还是对环境会有影响），但发电机自身应当采用导热优良的壳体并在壳体盘绕蒸发吸热管道着重为发电机降温散热，这样的散热效果相当理想。发电机设计功率略高于维持本机机构所需加本机设计输出最大功率；用做引擎之用，引擎又叫发动机它是以机械动力输出为目的而且要尽量小体积便于安放在有限空间比如汽车引擎，发电机的设计功率就只要能略大于本机所需的最大即可，同时引擎内发电机还可以逆变成电机以备特殊情况应用，冷却方式与单纯发电机组一样；然后通过直接轴经可靠密封直接向外输出旋转动力（这样对轴封的密封性能要求高如不能很好兼顾传动、密封可采用一种新型的磁传动技术即利用磁可以隔离传导相吸或相斥的特性，具体可采用钕铁硼或电磁铁之类的强磁体做成磁传动轴盘（这里的轴盘是分别连接在传动轴和被动轴两个有效受磁力面积较大的磁体和受磁体但不一定是圆形）之间的密封隔离材料可以是高性能陶瓷这样可以彻底解决密封传动的泄漏隐患）这样的设计可以大大减小整个引擎的体重又避免了再次能量转换和损耗即再次使用电机。不管是哪种用途都在汽轮机排气端后面安装辅助液化泵都是很有必要的，它其实也是一台高能效压缩机其功率远小于主热泵在整机系统中的作用是以小的耗能来提高热/动的管道气流效应、效率即为汽轮机的排气增强负压，二次提升排出工质的温压，辅助工质在下个机构更易液化，具体见后文。由于此泵的吸气端是较高温度的汽轮机排气如果使用主热泵的设计把电机封装在泵内电机的散热肯定不理想分装又会增大总体积降低效率和密封可靠性为了解决这些矛盾本机采用图1所示的汽轮机通过变速再经直轴（轴外由管道密封）传动给辅助液化泵的方式，虽然这样对汽轮机调速会有影响但影响甚微，密封也不难毕竟是属于一个循环系统。目前的火电发电系统也有必要在汽轮机排气端安装此功能泵提高气流效率和余热利用价值它的作用等效于后级有高能效空调系统降温的火电系统但更节省材料。

5、自冷凝器、节流机构、吸热器

自冷凝器作用是用整机系统的一定比例制冷量回收逆转换（热/动）的余热同时又可以吸取外界热源的热。它是采用一种专为本机工作特点而巧妙设计的其基本结构相似于带辅热功能的聚热器也是由内螺纹管和外圆管，然后由多根同结构并联构成在此内管空间是系统的冷凝器，内管与外管的中间夹层空间为蒸发器，这样形成了蒸发低温工质对内可回收余热对外可吸取源热，将在此机构的热交换速率和材料的利用率发挥至极。在应用当中它可以附装其他导热金属如像空调热交换器那样附装铝片和导风设备以提高向外吸热速率，根据这些特点自冷凝器在本机也可以叫内外吸热器。节流机构是本机采用的是一种全新的可直接回收整机一定比例节流损耗能量的技术装置如图2为该机构的原理图，再结合图1分析：冷凝管道的高压气态工质（实际工质在此已经开始液化，便于分析也视为气态）经干燥过滤器过滤器（吸收工质中的水分和阻挡小颗粒杂质通过）再流入该机构的进气端进气端直接就是其内部的前汽轮机（该汽轮机连接一台发电机，之间还有连接活塞机构的传动轴，再由QM控制该发电机的输出阻抗来影响节流量，当然在其进气端和出液端要有温压传感器连接至QM）的进气端再经节流基本液化的工质排出后又进入一个过滤器，此过滤器的作用是分离机油即阻挡降温节流后低温流动性差的成分通过回液泵（回液泵其实是一台气液均可用的增压泵，其排气压力要能超过主热泵的极限工作压力）连同部分工质一起抽走，而机油中的低温流动性好的成分也会连同部分工质顺利通过该过滤器流入活塞机（活塞机最好使用4缸，2乘以2冲程机构，主要是为了确保节流均匀缸的数量采用双数即以4缸机构为例每个活塞只有吸气做工和排气两冲程，两冲程太少会使能量的回收效率不高所以本机采用前两个曲轴对角活塞缸为前一组，第一组的进气端经控制阀门流入来自干燥过滤器的高压工质经吸气做工后经阀门排至下一组，第二组完成终极节流并完全液化工质最后在排入蒸发管道继续循环。注：此机构采用前后两个互补节流结构是为了提高回收效率，因为活塞机在较低运行速度时效率高于汽轮机，但前面的汽轮机可以启动后面的活塞机。为了实用简单也可只采用一台多级汽轮机这样虽然效率略低但简洁更便于应用于任何制冷/热系统。吸热器实则是蒸发器图1中其结构类似于空调换热器还可在其前方安装引风导风设备，不同在于为了保证较低温吸热条件下的工作还安装了辅助除霜管道，集中安装在最易结霜处；图1中两个电磁阀则是为了在提高系统的适应能力当阀1打开阀2关闭工质则从阀1直接旁路吸热器不能吸热，两阀反向则本吸热器管道全部处于最大容积管道吸热。图1是为了简便分析而绘制的基础机构，在本机实际应用时可有一个吸热器两段以上图1吸热器结构相串联，也可以采用一些合理的多段并联结构（并联分段：比如一个吸热器是只有两条长度、口径相等的吸热管道并联将其中一根用电磁阀堵住其吸热容积和面积就只有两管全部开通的一半这种分段方式更简洁、适用，为了使结构不要太复杂段数也不要过多）每段分别有单独电磁阀控制本段是否参与蒸发吸热从而改变整机有效吸热容积以保障整机系统在环境温度较大反差仍保持最佳整机热需求量。其实吸热器还包括分布安装的一些吸收整机耗散热（损耗热）的蒸发管道（单纯发电机组可盘绕至需要冷却的单元机构，引擎可盘绕在最需要冷却的单元机构的基础上还应当分布于引擎外壳。）这种巧妙设计不仅解决了单元机构散热问题，还最大程度的回收利用热。附注：不管是自冷凝器还是吸热器在没有特殊要求情况下都以减短循环行程为最佳方案即尽量并联缩短工质在整机循环管道的长度以提高整机制热能效比但管道并联一定要注意均流设计。

6、 辅热和辅助化霜系统主要是由QM控制依靠该机构中从自然和燃料箱中输送的空气和任何液体或气体燃料分别有两个专用增压泵压送至聚热器中辅热管道成分燃烧产生高压高温再由F2至F3在至辅助化霜管道待热被充分利用后再由F4排出。注：F2与聚热器内螺纹管出聚热处连接F2之前处应有节流接头以保证在聚热器内段螺纹管道的高温高压明显高于F2以后的除霜管道，最好安装可进行节流和全通控制的转换阀。

二、整机循环流程及原理解析

从图1可以看到本机整体看起来像一个制热系统，但它与传统设备如空调制冷/热系统或空气能热水器本质上的不同，传统的系统是利用热泵消耗少量的电能搬运大大超出本身消耗更多的热达到节能之目的，而本机巧妙利用这一原理通过给热泵提供启动电能再利用采集到的热经汽轮发电机构逆转换成机械能和电能，逆转换产生的能量不仅可以维持热泵持续运行采热还能向外输出能量。值得注意的是由于在热/机转换过程中不管任何结构形式的热机并非是有足够的热量就可以获得接近热量的机械能实际上两热源的温差直接影响热/机效率即最容易实现的是尽量提高热源的温度由此要求本机热泵不仅能搬运一定比例的总热量还要求以更小的容积比的冷凝器容积同理即实现热能高度聚集，这就是为什么要提高本机的主热泵温/压参数的原因，就目前技术也不难实现，而且由于本机主热泵排气温度高于外界很多这样会提高聚集的热放热速率又比传统泵级数多这些方面对提高能效比都是有利的，理论上在工质化学特性稳定条件允许下应尽量提高聚热温度但由于工质在过高温度焓值的不确定变化可能对热泵及其整机的聚热总能效比的不利因素（这里说的焓值变化负面影响主要是指工质在超临界温度以上时可能会出现温度没有明显上升压力却急剧上升的物理现象，这样会对热泵在继续压缩增温过程中功耗会增加较大）为了克服这一矛盾首先整机设计为单工质在单系统循环即只用一种工质实现主热泵高温超超临界排气工质与来自回液管道的同类不同状态的工质在系统的聚热器融入式的高速率热交换（只有使用一个循环系统一种工质才可以实现融入式的热交换且可视为无损无温差，这好比一杯冷水倒入一杯热水中并在不断的搅拌，更准确的说这种热交换方式是热的交合）马上都变成高温超超临界工质流体直接驱动汽轮机运转这样即使热泵排气增温受焓值变化负面影响也能直接从汽轮机转换得到的能量中得到弥补，因为汽轮机本身的效率主要是由进气和排气的气压差决定的。如果在整机中采用任何其它有两个独立系统分别有独自适用的工质无论用再好的热交换方式，即：用一种工质系统用于聚集热再经过相互独立封闭的传导式的热交换给另一种热/机转换的工质系统方式可以肯定这样是难以能实现整机有能量输出目的的，因为再好的导热材料构成的热交换器都要有较大温差才能实现快速热交换这样对热泵的性能要求将更加苛刻，热泵聚热系统能效比本来就有限再由于这种不佳工作方式的影响，热泵的本身也难以达到设计的能效比，损耗将无法估量。虽然单系统的设计能抵消热泵的损耗，不过具体排气聚热温度值的范围要控制在制热和热/机两个相逆机构的最佳能效平衡，也要考虑避开工质焓值急剧变化的影响，最终以整机的总效率最高为目的。另外由于本机与传统设备的本质不同，对其实用可靠性也有要求尤其是制热的能效比，因为它不像传统设备有足够能源供应就算设备自身不稳定或环境的小变化在某时能效比低于设计值很多即便是是这样最多也就是导致能耗增加效果下降这些现象一直存在只不过并非明显故障又能自然正常使用者也感觉不出，导致这一问题存在的因素很多，而如果本机在设计上不考虑这些因素的影响导致不稳定必定造成整机实用性下降假设在某个时刻能效比突然下降至不仅不能保障本机运行这样将直接导致停机带来的影响就太大啦。所以本机的在设计上还采用了QM调配控制一些增添的单元设备来保障只要本机没有故障不过载，热源在能正常应用范围整机就可一直按操控运行即要动则动要停则停。  现以（图1）整机系统工作流程和设参数来进一步讲解：当控制人员向本机发出启动命令QM立刻执行命令，QM先进行整机快速自检确定无故障、工质量基本正常后立刻用电池存储的电能通过电源线向需要外启动能源的设备（主热泵为主）提合适的供启动电能，并将其他机构控制在启动状态，待各监测传感器反馈至QM综合参数符合可以运行条件时，QM会马上把需要供电的机构的电源供应切换成汽轮发电机构的发电机，并由电池管理程序决定是否为电池充电，到此本机完成启动为运行状态，运行过程中标准沸点大约为零下45℃工质由主热泵压缩变成约450℃的高温超超临界状态由排气端1（图中用圈圈起的数字循环点）喷至聚热器并与回液系统从H5强制压入的液态工质（虽然回液系统的循环流程属于在此之后的但为了简便分析现视为并行流程）与1点排出的高温工质在聚热器进行融入式热交换即本机的聚热过程其实也可以把在聚热器中的热交换视为制冷系统的冷凝过程即回液低温液态工质急速吸收热泵搬运的高温工质的热再合为一体转变成超超临界的气流也使热泵保持在设计参数内能连续搬运热在聚热器中放给液态工质等效于制冷中的冷凝器在散热或是空气能热水器中搬运的热给内胆的水吸收了。工质经聚热后从2输入到汽轮发动机构进气端驱动汽轮转动再带动发电机发电反馈至QM、由传动轴向外输出动力，在此完成转换做工后的工质从汽轮机排气端3排出虽然此处工质的温度比2的温度低很多，但是在3点温压有个矛盾问题：高了对汽轮机效率不利，低了又不利于工质液化，为了解决这些矛盾特地在3点后增加了辅助液化泵，该泵抽取3点的工质经压缩由4排出，该泵工作虽然会消耗一定功率能量但直接产生效果就是大大减低了3点的温压提高了流经汽轮机的气流效率，提升了工质至冷凝管道的平均温压即增大下一流程机构自冷凝器的换热温差提高热交换速率、优化的冷凝液化环境，工质经辅助液化泵二次增压即进入自冷凝器的内管5点（自冷凝原理：首先在启动前整个自冷凝器都处于环境温度并且绝对是使用工质的临界以内的温度值，随着整机的启动热泵制冷系统不管是冷凝管道还是蒸发管道的相应温度都是随着热泵启动几乎同时产生的，再加上本机系统工质在进入自冷凝器前热工质的热已被转换部分这样更加确保实现自冷凝即用本机的蒸发制冷内外管夹层回收冷凝内管冷凝余热使降至最合适的冷凝温度确保6点内部工质的温度等同环境温度甚至可以还低些，目前空调风冷冷凝是无法做到的，这样整个制热系统的能效比也会优于全风冷空调），经过自冷凝降温后的工质流到6已接近液化再经过一个干燥过滤器吸收水分阻挡杂质后进入本机独特设计的节流机构彻底淘汰采用膨胀阀和毛细管节流方式，在该机构不但可以调控节流，还可以回收一定比例的能量，经节流完全液化的工质由7排出进入吸热器首先吸热蒸发，将首先蒸发点设计在吸热器而不是自冷凝器原因是因为两机构的热源温度有差别 。再有：蒸发管道离节流机构越近温度越低，离热泵吸气端越近则相反，按此规则吸热器较低温度的蒸发工质进入自冷凝器也可与图1中的进出端相反；在吸热器安装电磁阀进行分段控制改变吸热器有效容积及吸热面积（以空气为热源实际应用时还会对结合对通过吸热器的空气流量加以控制），确保在使用温度范围热源环境工作都能使整机稳定并精确调控在整机所需的吸热量，其实分段吸热器属于QM对本机控制的能效比保障执行单元机构。例如整机处于热源温度上限时，只需要最小的吸热就可以满足整机所需热量，此时QM会对各关键点传感器反馈数据处理分析并控制吸热器电磁阀2关闭，工质则由阀1直通至自冷凝器的吸热夹层因为当前热源环境通过自冷凝器对内回收加对外吸收的热量已经足够满足需要了，此时吸热器处于无效，如果不这样调控整机会因吸热过量而不能工作；处于下限热源温度（还不需要燃料辅热的情况）则会让全部的吸热管道有效吸热尽可能的满足整机所需热量。工质通流经吸热器和自冷凝器中间夹层管道同时还会有流经一些单元机构的冷却管道具体用什么低温段的管道应以具体机构对工作温度的要求为准并不一定按图1那样用尾蒸发回气为汽轮发电机构内的发电机冷却，也可以使用8点和9点端旁绕在发电机上为其降温。流经了（7、8、9，10、11点）所有的蒸发管道的低温工质最终回到12点至此整机完成一次循环，再被主热泵吸气端吸入再压缩至1点如此反复循环。本机只采用一种工质在一个系统经过各机构的循环就实现了吸热聚热（制热）、热/机、回收余热自制冷源，里面很多单元机构都是一机多用的这样的紧凑设计使本发明单位功率体积最小化成本最低化，应用前景广阔。本机调速不单是改变主热泵的排量、汽轮机喷嘴几乎会牵扯所有单元机构，看起来会有些复杂，但有了QM的智能调控，对本机将变得非常简单，这样本机的调速实际上只需要（如：模拟油门）对QM发出相关控制指令便会操控自如。关于本机的效率下面例举一些保守的理论数据（保守理论数据意思是根据人类目前对相关学科的理论研究实践经验加以统计给出能较易达到的数值）进一步来体现本机的原理、产生的效益（功率和效率）：设主热泵采用一台额定功率100KW排气高温可达470℃制热能效比为1：7，设热/机总效率为30%（包括节流机构回收约5%的电能再减去种种消耗和损耗即为总效率）。为了方便计算本机所有能量单位全部用W表示，则本机能输出功率=100KW×7×30%—100KW=110KW，准确的说30%只是指本机热/机的转换率而并非本机总的热利用效率，事实上因本机采用了独有的自冷凝技术加上用蒸发管道为本机冷却回收各机构的耗散热都采用低温包围高温的设计原则几乎不对外放热所以本机的总热效率能接近100%，对外输出功率≈对热源的吸热功率 。                    

本机特殊附属机构系统功能解析：1、回液及其自动系统工质循环量匹配系统：之所以把回液系统列入这里来讲解不是回液系统特殊是因为它有新增独特的连带功能即自动工质量匹配系统见图1中标注有圈内H加数字的流程为整个回液系统流程标记，回液系统实际上包括了4个作用为聚热器强制供应液态工质、回收最高温余热并为整个系统进行不同温度特性机油分离和工质量匹配。回液油流程是：由H1抽人工质和高温特性好的润滑油经回液泵增压再经回液管道盘绕吸收辅助液化泵的排气连接自冷凝器段管道的系统最高温度余热，实际上工质流经此处吸热后会开始气化但仍然可视作是回液，开始气化的工质最终由H5端进入聚热器单次流程完成，再由H1至H5反复强制回液循环。再来注意图中回液泵排出端还有一个H2点的三通管其岔管H3处安装有一个电控阀门还连接了一个内有液量检测传感器并与QM连接的储液罐最后还连接了一根管道在H4点同样装有电控阀门由这些设备就构成了本机的自动工质量匹配系统其实这也归属本机的QM自动控制能效比保障执行机构。我们知道制冷系统对能效比影响最大的就是工质量说的更准确就是参与系统循环的工质量传统的制冷系统都采用常态工况标准在系统中加入标准的固定量的工质，这样只能保障系统在使用环境的大部分时间平均最佳能效比，忽略了随时的环境变化工质量不变对能效比造成影响，尤其是变容制冷系统，再者对维修工质注入量要求严格。图中回液泵增压液态工质输送高压低温回液同时高压液态工质也便于储存，本机巧妙的利用这一特点：当QM检测到整机工质循环量需要减少时将立即打开H2点进入阀门，此时H3点的排出阀处于关闭，液态工质被压人储液罐直到合适为止，再立即关闭进入阀门；当循环工质量缺少时则相反但工质排出端不应是图1那样，应该直接连接主热泵的吸气端这样更符合分油目的。储液罐的容量尽可能的大于变化量以提高匹配调节适应宽度。有了这一系统本机充注工质将非常容易掌握，再者QM通综合各种参数和储液罐的液量分析对比可以判断系统是否有漏，有时也可以作应急微漏补充。  2燃料辅热系统及其辅助化霜功能：本机对热源温度是有要求的当热源温度低至本机把所有吸热容积都利用上都无法满足系统所需热量，主要原因是热源温度直接会导致吸热器内的工质蒸发温度过低过低的蒸发温度将降低整机的吸热能力就算可以用更低沸点的工质解决，暂且不管使用更低沸点工质对整机的负面影响，更致命的是吸热器表面结霜会大大降低吸热器的有效吸热面积，当然温度不是特别低时可以采用一些化霜方法，注意图1中的燃料辅热系统首先的功能就是辅助化霜功能在平均气温不是太低时QM不会轻易启动供应燃料的增压泵，而是启动空气增压泵将辅热螺纹管道传导聚热器部分热由（此时F2前端安装的控制阀应该全通）流动的空气吹出至F3之后的辅助化霜管道集中为吸热器最易结霜处化霜，但这种方法不可持续工作且在化霜时整机不能输出较大功率，如果这样的化霜方法作用不大时QM才会启动燃料（燃料可以是任何便携带液态燃料）供应增压泵和空气增压泵一起输送燃料和空气在聚热管道混合燃烧（此时F2前端的阀门应该切换至节流状态）保障F2以后的化霜管道温度明显低于聚热器以内的温度，即只是用燃烧废热去化霜管道并保证化霜管道的最终排气口F4的温度略低于环境温度使热最大程度利用，这些方法主要是被引擎或移动发电机组采用：如果是固定发电机站化霜方法可以更多更灵活，如可在较低气温时用有地热的地下水为吸热器化霜或直接用作热源。当然整机的改进方向是功率/单位体积高，使用燃料辅热和辅助化霜功能温度低。即使是完全需要燃料辅热也可以做到完全环保因为全球至少70%的区域和时节平均气温都在15℃以上况且建设微热能发电站可以选择全年气温都较高的地方或方便采用地热的地方，这样可以在有充足热源的时节即发电旺季轻松满足电网供电的同时可以用部分电能电解水生产氢气和氧气作为副产品并可储备到自然热源温度过低氢气可以作电站机组辅热燃料。本发明独特增添辅热系统虽然还需要消耗一些其他能源包括可再生和不可再生的，但这样能让本发明应用不受任何环境的限制即便是完全依赖燃料产生热，由于整机几乎不对外散热的特性对燃烧热能利用效率是目前任何设备、机组无法达到的，本发明的引擎除升限高的飞机，可以适用于任何引擎动力不受环境限制随时发动工作；电站机组可以像目前的火电站一样全年随时可以运行。有了这些辅助系让让本发明的应用前景更加广阔。

Claims (6)

1.一种采用聚集微热能可用做动力引擎和发电的整体系统机构其主要单元机构是、主热泵、聚热器和燃料辅热、辅助化霜管道、汽轮发电机组、辅助液化泵、自冷凝器、节流机构、吸热器通过相关的基本连接方法或改进方案中的方法相连接只用一种工质构成的整机整体单循环系统并包括特殊功能附属系统回液系统，燃料辅热、辅助化霜系统最终产生动力和电能输出。

2.对各单元机构制造的基本功能作用、参数、材料和结构的要求和改进方案具体包括智能控制模块、主热泵、聚热器和燃料辅热、辅助化霜管道、汽轮发电机组、辅助液化泵、自冷凝器、节流机构、吸热器。

3.根据权利要求2所述的其特征是对专用于本机的汽轮发电机组机根据用途采用又有不同优化专用设计方案。

4.根据权利要求2所述的其特征是聚热器和自冷凝器外管和内螺纹管构造, 突破性的节流机构可回收能量可调节节流量其结构可由汽轮机和活塞机组合或单独由汽轮机构成。

5.本机辅助液化泵的双效作用以及在其它可在火电循环设备中的适用性，回液系统机构在本机具有的一个机构多个功能作用。

6.本机的可应用范围和为扩大适用范围的改变或改进方法，适用范围包括其所有用途和能正常工作的热源范围。