用于将热量从低温热源传递至高温散热装置的方法和设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种方法和设备，该方法和设备在热传递流体的相变中，用于将热量从在第一温度下的热源（１６）传递至在温度较高的第二温度下的散热装置（１７）。热传递流体受到压力变化的作用，所述压力变化会改变发生相变的温度。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于提高加热温度，即用于将热量从低温热源传递至高温散热装置的方法和设备。在一种方案中，本专利技术特别涉及这样一种方法和设备，该方法和设备能够在第一压力P1下输送一种载热物质并在第二压力P2下产生第二种载热物质的蒸汽。
技术介绍
本专利技术的方法是根据在所施加的压力变化时，一种物质的熔点也会变化的原理作出的。使一组多导热性和额定压力(即，可加压)导管与加压设备相连。在这些导管内部具有能够根据所施加的压力进行相变的大量加热升温介质(HTR介质)。当HTR介质受到压力变化的作用时，允许所述介质在低温下吸收并存储热量。在HTR介质已在低温下吸收并存储了热量后，对HTR介质施加高压。压力在HTR介质上的增加会提高介质的熔点并允许介质对较高的环境温度释放出已存储的热量。因此，HTR介质能够连续地使温度从低温升高至高温。在本专利技术中使用了另一种介质，即载热介质(HCM介质)，以协助并完成从低温热源至高温散热装置提升加热温度的周期。在美国专利NO.3,354,083中披露了利用熔点转变进行咸水净化。该方法要求大量咸水和介质受到高压和低压的作用。由于这种操作的难度，该方法并不是成功的。因此，在技术上要求这样一种方法和设备，该方法和设备能够利用热传递材料熔化的潜热和/或其蒸发的潜热来传递热量而无需使大量处理流体受到高压作用。专利技术概述因此，本专利技术的一个方面在于提供这样一种方法和设备，其用于将热量从在某一温度下的热源传递至高温下的散热装置。本专利技术的另一个方面在于提供一种上述的方法和设备，该方法和设备通过利用可变化的压力以改变发生相变的温度来实现热传递介质的相变，以此完成热传递。本专利技术的另一个方面在于提供一种上述的方法和设备，该方法和设备能够使受到可变化压力作用的流体的量达到最小。与以上现有技术的方法不同，本专利技术使加热升温介质(HTR介质)保存在导管内部。通过使HTR介质受到低压和高压之间的压力波动的影响，本专利技术允许HTR介质在低温下吸收热量并在高温下释放热量。因此，HTR介质能够连续提升加热温度，即，将热量从第一温度传递至较高的第二温度，而无需使大量材料受到低压和高压操作的作用。在本专利技术中，高压区域最好是固定的且被固定在一加热升温器(HTR装置)的内部，同时热量在低温热源和高温散热装置之间的热量传递是通过以低压工作的载热介质(HCM介质)完成的。因此，无需在低压和高压操作之间运动的大量材料。本专利技术提供了一种加热升温系统，即HTR系统，其用于从一低温(TL)热源吸收热量并将热量供给至一高温(TH)散热装置。HTR系统包括一加热升温装置，即HTR装置；大量加热升温介质，即HTR介质；大量第一载热介质，即HCM-1介质；以及大量第二载热介质，即HCM-2介质。该系统被分为三个区一个被成为HTR区域的中央区，其含有HTR装置；一个热源区以及一个散热装置区。设置一个使热源区和HTR区分离的第一阀装置以及一个使散热装置区与HTR区分离的第二阀装置。HTR装置最好为一种固定式装置，即，HTR介质本身在热源和散热装置之间不被输送。HTR装置包括一组导热性压力保持导管，在HTR装置中所含的大量HTR介质以及一个加压装置，该加压装置能够对在HTR装置中所含的HTR介质进行加压和减压。所述加压装置例如可以是一种如活塞式机构这样的机械压缩机，一蒸汽源，或其它加压流体源，或能够对HTR介质充分施加流体静压力的任意其它装置。使HTR介质经受一系列周期性操作的处理，这些操作包括在分别被称为第一HTR压力和第一HTR温度的第一压力和第一温度下熔化，并在分别被称为第二HTR压力和第二HTR温度的第二压力和第二温度下固化。通过从热源接收热量使大量第一载热介质HCM-1蒸发以形成HCM-1蒸汽，且蒸汽通过第一阀装置以与HTR装置接触并熔化HTR介质。从而冷凝HCM-1蒸汽以形成大量HCM-1冷凝物。随后，使大量第二载热介质HCM-2与HTR介质接触，从而在第二HTR压力和温度下固化HTR介质并形成第二载热介质的蒸汽流，其被称为HCM-2蒸汽。HCM-2蒸汽通过第二阀装置并将热量释放至散热装置，从而冷凝以形成HCM-2介质的冷凝物。将所述冷凝物回收至所述的蒸发操作。应强调的是，由于最好使HTR介质容纳在一固定式HTR装置内，因此应使第一和第二HCM介质与热源和散热装置进行热交换。HCM-1和HCM-2使用相同的介质也应落入本专利技术的范围内。在这种选择方案中，在高温蒸发操作中可使用在低温冷凝操作中形成的HCM-1冷凝物，而在低温蒸发操作中可使用在高温冷凝操作中形成的HCM-2冷凝物。HTR系统可用于提供冷水和空调并用于真空冷冻工艺，冰的制造工艺，冰的保存工艺，蒸馏冷冻工艺和多效应蒸发工艺。附图简述为了全面地理解本专利技术，结合附图进行下面的详细描述，附图中附图说明图1为对本专利技术HTR系统的一个实施例的示意性说明；图2说明了本专利技术HTR装置的一个实施例；图2A说明了本专利技术HTR装置的另一个实施例；图2B说明了本专利技术中一种纵向肋片附件的一个实施例的结构；图2C为含有图2B中肋片附件的HTR装置的局部剖面图；图3A为本专利技术中一种多根连接在一起的导管组件的一个实施例的剖面图；图3B为3A中多导管组件的剖面图，所述多导管组件装配有纵向肋片附件；图4A为本专利技术中一种多导管组件的另一实施例的剖面图；图4B为图4A的导管组件的剖面图，所述导管组件装配有纵向肋片附件；图5A为本专利技术中多孔金属块装置的一个实施例的剖面图；图5B为图5A中多孔金属块装置的剖面图，所述金属块装配有纵向肋片附件；图6A说明了本专利技术中一种HTR系统的一个实施例，其能够从第一载热介质进行热传递；图6B说明了图6A的HTR系统，其对第二载热介质进行热传递；图7A说明了本专利技术中一种HTR系统的另一个实施例，其能够从第一载热介质进行热传递；图7B说明了图7A的HTR系统，其对第二载热介质进行热传递；图8A说明了本专利技术中一种HTR系统的一个实施例，其适用于通过从第一载热介质进行热传递而进行真空冷冻；图8B说明了在对第二载热介质进行热传递状态下的图8A的HTR系统；图9A说明了本专利技术中一种HTR系统的另一个实施例，其适用于通过从第一载热介质进行热传递而进行真空冷冻； 图9B说明了在对第二载热介质进行热传递状态下的图9A的HTR系统；图10A说明了本专利技术中HTR系统的另一个实施例，其适用于通过从第一载热介质进行热传递而进行水溶液和非水溶液混合物的真空结晶；图10B说明了在对第二载热介质进行热传递状态下的图10A的HTR系统；图11A说明了本专利技术的装有HTR装置并在第一周期中工作的多效应蒸发系统的一个实施例；图11B说明了在第二周期中工作的图11A的多效应蒸发系统；图12A说明了一种与图11A中系统相似的多效应蒸发系统，且其使用了用以形成降膜式蒸发器的波纹金属壁且在第一周期中工作；图12B说明了在第二周期中工作的图12A的多效应蒸发系统；图13说明了本专利技术的一种自动阀系统；及图13A说明了本专利技术的单阀。优选实施例详述本专利技术的加热升温系统(HTR系统)利用了一种能够进行周期性固化和熔化操作的加热升温介质(HTR介质)和一种或多种能够进行蒸发和冷凝操作的载热介质(HCM介质)。利用一HTR系统在低温热源吸收热量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于使热量从第一温度下的一个热源传递至高于第一温度的第二温度下的散热装置的方法，其包括以下步骤：（ａ）在第一温度下、经第一载热介质将热量从一热源传送至一种加热升温介质，所述加热升温介质包括一种能够根据所作用的压力进行从液体至固体的可 逆式相变的流体，所述热传递是在第一温度和压力下发生的；（ｂ）将被施加至所述加热温度升高介质的压力从所述第一压力改变至第二压力；（ｃ）借助一种第二载热介质，将热量通过熔化的潜热从所述加热升温介质传递至在高于所述热源中所述第一温度的第二 温度下的一散热装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑兴旺，郑翔仁，
申请(专利权)人：郑兴旺，郑翔仁，
类型：发明
国别省市：US[美国]