第三类多向热力循环
阅读：98发布：2020-05-17
专利汇可以提供第三类多向热力循环专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供第三类多向热 力 循环，属于 热力学 及动力、制冷、 热 泵 技术领域。工作介质依序进行以下过程——自次低温开始的升压过程12，自高温热源吸热过程23，自高温开始的降压过程34，自低温热源吸热过程45，自低温开始的升压过程56，向中温热源放热过程67，自中温开始的降压过程78，向次低温热源放热过程81——组成闭合过程123456781，形成第三类多向 热力循环 。，下面是第三类多向热力循环专利的具体信息内容。
1.第三类多向热力循环，是工作在高温热源、中温热源、低温热源和低温冷源之间，由依序进行的八个过程——工质自次低温开始的升压过程12，自高温热源吸热过程23，自高温开始的降压过程34，自低温热源吸热过程45，自低温开始的升压过程56，向中温热源放热过程67，自中温开始的降压过程78，向低温冷源放热过程81——组成的闭合过程
123456781。
2.第三类多向热力循环，是工作在高温热源、中温热源、低温热源和低温冷源之间，由依序进行的七个过程——低温冷源介质自次低温开始的升压过程12，自高温热源吸热过程
23，自高温开始的降压过程34，自低温热源吸热过程45，自低温开始的升压过程56，向中温热源放热过程67，自中温开始的降压过程78——组成的非闭合过程12345678。
3.第三类多向热力循环，是工作在高温热源、中温热源、低温热源和低温冷源之间，由依序进行的七个过程——低温热源介质自低温开始的升压过程12，向中温热源放热过程
23，自中温开始的降压过程34，向低温冷源放热过程45，自次低温开始的升压过程56，自高温热源吸热过程67，自高温开始的降压过程78——组成的非闭合过程12345678。
4.第三类多向热力循环，是工作在高温热源、中温热源、低温热源和低温冷源之间，由依序进行的七个过程——被加热介质自中温开始的降压过程12，向低温冷源放热过程23，自次低温开始的升压过程34，自高温热源吸热过程45，自高温开始的降压过程56，自低温热源吸热过程67，自低温开始的升压过程78——组成的非闭合过程12345678。
5.第三类多向热力循环，是工作在高温热源、中温热源、低温热源和低温冷源之间，由依序进行的七个过程——高温热源介质自高温开始的降压过程12，自低温热源吸热过程
23，自低温开始的升压过程34，向中温热源放热过程45，自中温开始的降压过程56，向低温冷源放热过程67，自次低温开始的升压过程78——组成的非闭合过程12345678；其中，①取消78过程，形成非闭合第三类多向热力循环；②取消67过程和78过程，形成非闭合第三类多向热力循环。
第三类多向热力循环
技术领域：
[0002] 冷需求、热需求和动力需求，为人类生活与生产当中所常见。现实中，人们需要简单、主动、高效地利用燃料生成或其它的高温热能来实现制冷、供热或转化为动力，这需要热科学基础理论的支撑；同时，人们还需要将中温热资源转化成高温热资源以满足高温热需求，这需要简单、主动、高效地利用好中温热资源与低温冷源之间的温差。在热科学基础理论体系中，热力循环是热能利用装置的理论基础和能源利用系统的核心；热力循环的创建及发展应用将对能源利用的飞跃起到重大作用，将积极推动社会进步和生产力发展。
[0003] 从简单、主动和高效地实现温差利用的原则出发，针对需要将高温热源与中温热源(热需求)之间存在的温差和中温热源与低温冷源之间存在的温差实现同时利用的情况，并考虑兼顾动力资源利用，以及为了能够满足多种用能需求——热与动力的单供或联供，本发明提出了相应的第三类多向热力循环。发明内容：
[0004] 本发明主要目的是要提供第三类多向热力循环，具体发明内容分项阐述如下：
[0005] 1.第三类多向热力循环，是工作在高温热源、中温热源、低温热源和低温冷源之间，由依序进行的八个过程——工质自次低温开始的升压过程12，自高温热源吸热过程23，自高温开始的降压过程34，自低温热源吸热过程45，自低温开始的升压过程56，向中温热源放热过程67，自中温开始的降压过程78，向低温冷源放热过程81——组成的闭合过程123456781。
[0006] 2.第三类多向热力循环，是工作在高温热源、中温热源、低温热源和低温冷源之间，由依序进行的七个过程——低温冷源介质自次低温开始的升压过程12，自高温热源吸热过程23，自高温开始的降压过程34，自低温热源吸热过程45，自低温开始的升压过程56，向中温热源放热过程67，自中温开始的降压过程78——组成的非闭合过程12345678。
[0007] 3.第三类多向热力循环，是工作在高温热源、中温热源、低温热源和低温冷源之间，由依序进行的七个过程——低温热源介质自低温开始的升压过程12，向中温热源放热过程23，自中温开始的降压过程34，向低温冷源放热过程45，自次低温开始的升压过程56，自高温热源吸热过程67，自高温开始的降压过程78——组成的非闭合过程12345678。
[0008] 4.第三类多向热力循环，是工作在高温热源、中温热源、低温热源和低温冷源之间，由依序进行的七个过程——被加热介质自中温开始的降压过程12，向低温冷源放热过程23，自次低温开始的升压过程34，自高温热源吸热过程45，自高温开始的降压过程56，自低温热源吸热过程67，自低温开始的升压过程78——组成的非闭合过程12345678。
[0009] 5.第三类多向热力循环，是工作在高温热源、中温热源、低温热源和低温冷源之间，由依序进行的七个过程——高温热源介质自高温开始的降压过程12，自低温热源吸热过程23，自低温开始的升压过程34，向中温热源放热过程45，自中温开始的降压过程56，向低温冷源放热过程67，自次低温开始的升压过程78——组成的非闭合过程12345678；其中，①取消78过程，形成非闭合第三类多向热力循环；②取消67过程和78过程，形成非闭合第三类多向热力循环。附图说明：
[0010] 图1是依据本发明所提供的第三类多向热力循环第1组示例原则性流程图。
[0011] 图2是依据本发明所提供的第三类多向热力循环第2组示例原则性流程图。
[0012] 图3是依据本发明所提供的第三类多向热力循环第3组示例原则性流程图。
[0013] 图4是依据本发明所提供的第三类多向热力循环第4组示例原则性流程图。
[0014] 图5是依据本发明所提供的第三类多向热力循环第5组示例原则性流程图。
[0015] 图6是依据本发明所提供的第三类多向热力循环第6组示例原则性流程图。
[0016] 图7是依据本发明所提供的第三类多向热力循环第7组示例原则性流程图。
[0017] 为便于理解，给出如下说明：
[0018] (1)高温热源——提供高温驱动热负荷的物质，温度最高，简称热源介质或高温热介质；如高温燃气等。
[0019] (2)中温热源——获取热负荷的物质，温度仅低于高温热源；如被加热介质。
[0020] (3)低温热源——提供低温热负荷的物质，温度低于中温热源，又称低温热介质，如余热介质。
[0021] (4)低温冷源——带走低温热负荷的物质，如环境空气。
[0022] (5)热源物质直接作为工作介质参与到循环流程时，热源物质自身即代表上述相应热源。
[0023] (6)高温热源、中温热源、低温热源和低温冷源所对应的温度，一般相应称高温、中温、低温和次低温；其中要指出的是，次低温不一定比低温低。具体实施方式：
[0024] 下面结合附图和实例来详细描述本发明；其中，各示例工作在高温热源、中温热源、低温热源和低温冷源之间。
[0025] 图1所示T-s图中的两个第三类多向热力循环示例是这样进行的：
[0026] 示例(1)，工作介质依序进行——可逆绝热升压过程12，定温吸热过程23，可逆绝热降压过程34，定温吸热过程45，可逆绝热升压过程56，定温放热过程67，可逆绝热降压过程78，定温放热过程81——共8个过程，形成第三类多向热力循环123456781。
[0027] 示例(2)，工作介质依序进行——不可逆绝热升压过程12，定温吸热过程23，不可逆绝热降压过程34，定温吸热过程45，不可逆绝热升压过程56，定温放热过程67，不可逆绝热降压过程78，定温放热过程81——共8个过程，形成第三类多向热力循环123456781。
[0028] 上述两示例中，工作介质进行23过程获取高温热源热负荷，工作介质进行45过程获取低温热源热负荷，工作介质进行81过程向低温冷源释放热负荷，工作介质进行67过程向中温热源释放热负荷；当循环净功等于零时，高温热源和低温热源提供的热负荷之和等于中温热源和低温冷源获取的热负荷之和；当循环净功大于零时，循环净功对外输出，高温热源和低温热源提供的热负荷之和等于中温热源获取的热负荷、低温冷源获取的热负荷与对外输出功之和；当循环净功小于零时，外部输入循环净功，外部输入功加上高温热源和低温热源提供的热负荷之和等于中温热源和低温冷源获取的热负荷之和。
[0029] 图2所示T-s图中的两个第三类多向热力循环示例是这样进行的：
[0030] 示例(1)，工作介质依序进行——可逆绝热升压过程12，定压吸热过程23，可逆绝热降压过程34，定压吸热过程45，可逆绝热升压过程56，定压放热过程67，可逆绝热降压过程78，定压放热过程81——共8个过程，形成第三类多向热力循环123456781。
[0031] 示例(2)，工作介质依序进行——不可逆绝热升压过程12，定压吸热过程23，不可逆绝热降压过程34，定压吸热过程45，不可逆绝热升压过程56，定压放热过程67，不可逆绝热降压过程78，定压放热过程81——共8个过程，形成第三类多向热力循环123456781。
[0032] 上述两示例中，工作介质进行23过程获取高温热源热负荷，工作介质进行45过程获取低温热源热负荷，工作介质进行81过程向低温冷源释放热负荷，工作介质进行67过程向中温热源释放热负荷；当循环净功等于零时，高温热源和低温热源提供的热负荷之和等于中温热源和低温冷源获取的热负荷之和；当循环净功大于零时，循环净功对外输出，高温热源和低温热源提供的热负荷之和等于中温热源获取的热负荷、低温冷源获取的热负荷与对外输出功之和；当循环净功小于零时，外部输入循环净功，外部输入功加上高温热源和低温热源提供的热负荷之和等于中温热源和低温冷源获取的热负荷之和。
[0033] 图3所示T-s图中的两个第三类多向热力循环示例是这样进行的：
[0034] 示例(1)，工作介质依序进行——可逆绝热升压过程12，定压吸热过程23，可逆绝热降压过程34，定压(定温)吸热过程45，可逆绝热升压过程56，定压放热过程67，可逆绝热降压过程78，定压(定温)放热过程81——共8个过程，形成第三类多向热力循环123456781。
[0035] 示例(2)，工作介质依序进行——不可逆绝热升压过程12，定压吸热过程23，不可逆绝热降压过程34，定压(定温)吸热过程45，不可逆绝热升压过程56，定压放热过程67，不可逆绝热降压过程78，定压(定温)放热过程81——共8个过程，形成第三类多向热力循环123456781。
[0036] 上述两示例中，工作介质进行23过程获取高温热源热负荷，工作介质进行45过程获取低温热源热负荷，工作介质进行81过程向低温冷源释放热负荷，工作介质进行67过程向中温热源释放热负荷；当循环净功等于零时，高温热源和低温热源提供的热负荷之和等于中温热源和低温冷源获取的热负荷之和；当循环净功大于零时，循环净功对外输出，高温热源和低温热源提供的热负荷之和等于中温热源获取的热负荷、低温冷源获取的热负荷与对外输出功之和；当循环净功小于零时，外部输入循环净功，外部输入功加上高温热源和低温热源提供的热负荷之和等于中温热源和低温冷源获取的热负荷之和。其中，定压过程23中的升温阶段可由其它热源提供部分或全部热负荷，以减小传热不可逆损失。
[0037] 图4所示T-s图中的两个第三类多向热力循环示例是这样进行的：
[0038] 示例(1)，低温冷源介质依序进行——可逆绝热升压过程12，定温吸热过程23，可逆绝热降压过程34，定温吸热过程45，可逆绝热升压过程56，定温放热过程67，可逆绝热降压过程78——共7个过程，形成非闭合第三类多向热力循环12345678。
[0039] 示例(2)，低温冷源介质依序进行——不可逆绝热升压过程12，定温吸热过程23，不可逆绝热降压过程34，定温吸热过程45，不可逆绝热升压过程56，定温放热过程67，不可逆绝热降压过程78——共7个过程，形成非闭合第三类多向热力循环12345678。
[0040] 上述两示例中，低温冷源介质进行23过程获取高温热源热负荷，低温冷源介质进行45过程获取低温热源热负荷，低温冷源介质完成非闭合热力循环12345678获取次低温热负荷，低温冷源介质进行67过程向中温热源释放热负荷；当循环净功等于零时，高温热源和低温热源提供的热负荷之和等于中温热源和低温冷源介质获取的热负荷之和；当循环净功大于零时，循环净功对外输出，高温热源和低温热源提供的热负荷之和等于中温热源获取的热负荷、低温冷源获取的热负荷与对外输出功之和；当循环净功小于零时，外部输入循环净功，外部输入功加上高温热源和低温热源提供的热负荷之和等于中温热源和低温冷源介质获取的热负荷之和。
[0041] 图5所示T-s图中的两个第三类多向热力循环示例是这样进行的：
[0042] 示例(1)，低温热源介质依序进行——可逆绝热升压过程12，定压放热过程23，可逆绝热降压过程34，定压放热过程45，可逆绝热升压过程56，定压吸热过程67，可逆绝热降压过程78——共7个过程，形成非闭合第三类多向热力循环12345678。
[0043] 示例(2)，低温热源介质依序进行——不可逆绝热升压过程12，定压放热过程23，不可逆绝热降压过程34，定压放热过程45，不可逆绝热升压过程56，定压吸热过程67，不可逆绝热降压过程78——共7个过程，形成非闭合第三类多向热力循环12345678。
[0044] 上述两示例中，低温热源介质完成非闭合热力循环12345678提供低温热负荷，低温热源介质进行67过程获取高温热负荷，低温热源介质进行23过程向中温热源提供热负荷，低温热源介质进行45过程向低温冷源提供热负荷；当低温热源介质进行34、78过程时通过设备输出的功等于进行12、56过程需要设备提供的功时，低温热源介质提供的热负荷与高温热源提供的热负荷之和等于中温热源获取的热负荷与低温冷源获取的热负荷之和；当工质进行34、78过程时通过设备输出的功大于进行12、56过程需要设备提供的功时，有循环净功对外输出，低温热源介质提供的热负荷与高温热源提供的热负荷之和等于中温热源获取的热负荷、低温冷源获取的热负荷与对外输出功之和；当工质进行34、78过程时通过设备输出的功小于进行12、56过程需要设备提供的功时，外部输入循环净功，外部输入功、低温热源介质提供的热负荷与高温热源提供的热负荷之和等于中温热源获取的热负荷与低温冷源获取的热负荷之和。
[0045] 图6所示T-s图中的两个第三类多向热力循环示例是这样进行的：
[0046] 示例(1)，被加热介质依序进行——可逆绝热降压过程12，定压放热过程23，可逆绝热升压过程34，定压吸热过程45，可逆绝热降压过程56，定压吸热过程67，可逆绝热升压过程78——共7个过程，形成非闭合第三类多向热力循环12345678。
[0047] 示例(2)，被加热介质依序进行——不可逆绝热降压过程12，定压放热过程23，不可逆绝热升压过程34，定压吸热过程45，不可逆绝热降压过程56，定压吸热过程67，不可逆绝热升压过程78——共7个过程，形成非闭合第三类多向热力循环12345678。
[0048] 上述两示例中，被加热介质完成非闭合热力循环12345678获取中温热负荷，被加热介质进行23过程向低温冷源释放低温热负荷，被加热介质进行45过程自高温热源获取高温热负荷，被加热介质进行67过程自低温热源获取低温热负荷；当被加热介质进行12、56过程时通过设备输出的功等于进行34、78过程需要设备提供的功时，低温热源提供的热负荷与高温热源提供的热负荷之和等于低温冷源获取的热负荷与被加热介质获取的热负荷之和；当工质进行12、56过程时通过设备输出的功大于进行34、78过程需要设备提供的功时，有循环净功对外输出，低温热源提供的热负荷与高温热源提供的热负荷之和等于低温冷源获取的热负荷、被加热介质获取的热负荷与对外输出功之和；当工质进行12、56过程时通过设备输出的功小于进行34、78过程需要设备提供的功时，外部输入循环净功，外部输入功、低温热源提供的热负荷与高温热源提供的热负荷之和等于低温冷源获取的热负荷与被加热介质获取的热负荷之和。
[0049] 图7所示T-s图中的两个第三类多向热力循环示例是这样进行的：
[0050] 示例(1)，高温热源介质依序进行——可逆绝热降压过程12，定压吸热过程23，可逆绝热升压过程34，定压放热过程45，可逆绝热降压过程56，定压放热过程67，可逆绝热升压过程78——共7个过程，形成非闭合第三类多向热力循环12345678。
[0051] 示例(2)，高温热源介质依序进行——不可逆绝热降压过程12，定压吸热过程23，不可逆绝热升压过程34，定压放热过程45，不可逆绝热降压过程56，定压放热过程67，不可逆绝热升压过程78——共7个过程，形成非闭合第三类多向热力循环12345678。
[0052] 上述两示例中，高温热源介质完成非闭合热力循环12345678提供高温热负荷，高温热源介质进行67过程向低温冷源释放低温热负荷，高温热源介质进行23过程自低温热源获取低温热负荷，高温热源介质进行45过程向中温热源提供中温热负荷；当高温热源介质进行12、56过程时通过设备输出的功等于进行34、78过程需要设备提供的功时，低温热源提供的热负荷与高温热源介质提供的热负荷之和等于低温冷源获取的热负荷与中温热源获取的热负荷之和；当高温热源介质进行12、56过程时通过设备输出的功大于进行34、78过程需要设备提供的功时，有循环净功对外输出，低温热源提供的热负荷与高温热源介质提供的热负荷之和等于低温冷源获取的热负荷、中温热源获取的热负荷与对外输出功之和；当高温热源介质进行12、56过程时通过设备输出的功小于进行34、78过程需要设备提供的功时，外部输入循环净功，外部输入功、低温热源提供的热负荷与高温热源介质提供的热负荷之和等于低温冷源获取的热负荷与中温热源获取的热负荷之和。
[0053] 本发明技术可以实现的效果——本发明所提出的第三类多向热力循环，具有如下效果和优势：
[0054] (1)创建热能(温差)利用基础理论。
[0055] (2)针对存在高温热源、中温热需求、低温热源和低温冷源以及多种用能需求，将高温热源与中温热需求之间的温差和中温热源与低温冷源之间的温差同时加以有效利用。
[0056] (3)方法简单，流程合理，是实现温差有效利用的共性技术，适用性好。
[0057] (4)热能(温差)驱动，实现热能温度提升，或可选择同时对外提供动力。
[0058] (5)流程合理，能够实现温差的充分和高效利用。
[0059] (6)必要时，借助外部动力实现中温热能温度提升，方式灵活，适应性好。
[0060] (7)工质适用范围广，能够很好地适应供能需求，工质与工作参数之间匹配灵活。
[0061] (8)扩展了实现温差利用的热力循环范围，有利于更好地实现热能的高效利用。
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