[发明专利]热回收和提升方法以及用于所述方法的压缩机

说明书

本发明公开了一种热回收和提升方法，包括以下相继步骤循环：将包括液相的工作流体提供在工作流体流(11)中；将热量(20)传递至工作流体流(11)，以便将处于液相的工作流体部分蒸发，从而获得处于液相和气相的两相工作流体流(12)；压缩(30)所述两相工作流体流(12)以便增加所述工作流体的温度和压力并且使处于液相的工作流体蒸发；及借助于工作流体冷凝来传递来自所述工作流体流(13、14、15)的热量(40、60)。在第一步骤中，当热量被传递至所述工作流体时，所述工作流体优选地是处于液相的主要单相工作流体流。在第三步骤中，处于液相的工作流体优选地蒸发，使得得以维持两相工作流体流、尤其是湿气相工作流体。

发明领域

本发明涉及热回收和提升方法，所述方法包括以下相继步骤循环：将流体提供在流体流中；将热量传递至流体流以便将流体蒸发；压缩流体；以及传递来自流体的热量。

发明背景

这种方法是已知的，并且通常应用于工业热泵工艺中，其中处于相对低的温度的热量被传递至处于较高温度的热量。这通过将相对低的温度的热量传递至处于液相的工作流体以使得工作介质蒸发成气相来实现。随后，将处于气相的工作流体压缩，这会导致流体的温度和压力上升，此后热量可借助于冷凝从工作流体传递至另一介质，以便使用处于相对较高温度的该介质。现有压缩热泵系统的限制是约最大100℃的相对低的冷凝温度。

发明概述

本发明的一个目标在于提供一种热回收和提升方法，所述方法允许提供处于高温、尤其处于高于80℃或甚至100℃的温度的热量。

本发明的另一个或替代目标在于提供一种热回收和提升方法，所述方法允许提供超过150℃或甚至175℃的温度的热量。

本发明的另一个或替代目标在于提供一种热回收和提升方法，所述方法允许从具有在60℃至120℃范围内的较低温度的介质来提供处于较高温度的热量。

本发明的另一个或替代目标在于提供一种热回收和提升方法，所述方法允许回收并再使用大约100℃至大约200℃的温度的工业废热流。

本发明的另一个或替代目标在于提供一种高温范围内的有效热回收和提升方法。

本发明的另一个或替代目标在于提供一种用于热回收和提升方法的压缩机，所述压缩机以有效方式来提供处于高温的热量。

上述目标中的至少一个通过热回收和提升方法实现，所述方法包括以下相继步骤循环：

a.-将包括液相的工作流体提供在工作流体流中；

b.-将热量传递至工作流体流，以便将处于液相的工作流体蒸发，从而获得处于液相和气相的两相工作流体流；

c.-压缩两相工作流体流，以便增加工作流体的温度和压力并且使液相的工作流体蒸发；以及

d.-借助于工作流体冷凝来传递来自工作流体流的热量。

所述方法在压缩时使得工作介质温度上升，从而导致处于液相的工作流体将蒸发。蒸发限制温度上升，但是导致压力增加。压缩工作流体，以便在所需温度下产生工作流体冷凝状态，为此需要足够高的压力。仅气相工作流体的压缩将会造成气相的所谓的过度加热，从而极大降低工艺效率。本发明的方法允许在气相工作流体冷凝状态下达到高温，使得处于高温下的热量可回收并提升至高温，并随后从工作流体传递以供在另一个或相同工艺中再次使用。

优选地，步骤a包括将工作流体提供在处于液相的主要单相工作流体流中，以便实现热量至工作流体流的非常有效的传递。

在另一优选实施方式中，步骤c包括压缩工作流体以便使处于液相的工作流体蒸发，使得两相工作流体流、尤其是湿气相工作流体得以维持。使得所有液相工作流体蒸发允许最有效且准确地获得工作流体的温度和压力所需冷凝状态。如果在压缩后，仍然存在一些液相工作流体，那么这些液相工作流体会在压缩之后蒸发并且不利影响工作流体的温度和压力。