專利名稱：一種熱能聚合的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及能源利用領域中的低熱能聚合成高熱能的方法，更具體地，本發明涉及一種熱能聚合的方法和設備。
背景技術：
近些年來，我國能源業正面臨著嚴峻的挑戰。首先是人均能源利用相對不足，已探明的我國現有能源儲量人均量僅為世界人均值的一半，且地理分布極不均衡。在東部經濟發達地區只擁有能源儲量的三分之一左右，而對能源富足的西部的開發又受到經濟、技術、社會、環境等諸多因素的制約，難度較大。
此外，我國煤炭在商品能源中所占比例過大，以1998年為例，在我國商品能源消費中，煤炭占76. 1%，石油占17. 1%，天然氣占2. I %，水能占4.7%，這種以煤炭為主體的能源結構，不僅導致運輸緊張，能源利用效率低，而且對環境的污染也比較嚴重。第三，一次能源轉換成電力的比例很低，目前我國一次能源轉換成電力的比例還不到25 %，而工業化國家平均已達40%以上。當前，我國的經濟持續發展，能源消耗直線上升，環境問題日趨嚴重，亟須制定中長期能源發展戰略，要在厲行節能的同時，采取多能互補政策，特別要注意開發利用新能源，其中尤其是要大力開發利用可再生能源。可再生能源是指原材料可以再生的能源，如水力、風力、太陽能、生物能、海潮能這些能源。可再生能源不存在能源耗竭的可能，因此日益受到許多國家的重視，尤其是能源短缺的國家。但可再生能源受到自然條件的影響，如需要有水力、風力、太陽能，而且最主要的，投資和維護費用高，效率低，所以發出的電成本高，現在許多科學家在積極尋找提高利用可再生能源效率的方法，相信隨著地球資源的短缺，可再生能源將發揮越來越大的作用。對于光熱和光電轉換中，出現了諸如太陽能熱水器、太陽能灶、太陽能熱發電、太陽能電池板、太陽能車船等太陽能設備。而現實環境中，太陽能利用的成本高，并且受到地理環境和輻射程度的影響，利用率較低。而自然環境中所存能量最多的屬于熱能，熱能普遍存在于空氣、水中，另外多種工業用水，例如冶金、電廠中水都存在大量熱量散失的問題，可以進行利用。而且，對于高溫沙漠，空氣的溫度接近50攝氏度,也可以大力開發利用。

發明內容
為克服現有技術的缺陷，提供將普遍的低溫熱能轉換成積聚的高溫能量的方法，本發明提出一種熱能聚合的方法和設備。根據本發明的一個方面，提出了一種熱能聚合方法，包括將低溫介質的熱能轉換成紅外線、光或者波，將紅外線、光或者波聚合，對被加熱介質進行加熱，形成高熱能介質。其中，包括步驟1，接收低溫熱能介質，將低溫熱能介質通過能量轉換設備轉換成紅外線、光或者波；步驟2，將紅外線、光或者波進行聚合；步驟3、通過聚合后的紅外線、光或者波對吸熱介質進行加熱，并且將吸熱介質導出。根據本發明的另一方面，提出了一種熱能聚合的設備，包括低溫介質輸入口、閥門、低溫介質容器、熱能轉換裝置、聚合裝置和吸熱裝置；其中，低溫介質輸入口用于導入低溫介質；閥門布置在低溫介質輸入口上，用于控制低溫介質的導入和流量；低溫介質容器和低溫介質輸入口連通，用于接收低溫介質； 低溫介質容器內置熱能轉換裝置，低溫介質可與熱能轉換裝置緊連；熱能轉換裝置為圓筒狀、圓柱狀、圓弧狀或者正多邊形等能進而將聚合成點、面、斑的形狀，外壁接觸低溫介質，內壁布置轉換裝置或者涂層，用于將低溫介質的熱能轉換成紅外線、光或者波；聚合裝置將上述各類集束積聚到位于設備中央的吸熱裝置，吸熱裝置內部有被加熱介質通過。本發明將低溫熱能通過能量轉換裝置轉換成紅外線、光或者波，通過紅外線、光、波聚合對吸熱轉換裝置內的介質加熱，使被加熱介質變成高溫介質，成為可利用的介質，從而使大量低熱能源得到充分利用，極大降低碳排量，保護人類生存環境。本發明可以根據不同的熱能轉換形式，設計不同的聚合裝備，聚合設備內部可以是真空也可以是常壓的。本發明聚合的熱能可以形成能量聚集，能量聚集后可以是點狀、線狀、面狀或其它形狀，根據工業用途不同設計不同能量聚束形狀。本發明可以根據使用要求，進行多次能量聚合，從而使通過被聚合能量集束加熱的介質的熱含量達到設計要求。其中，利用這種方法在熱電廠低溫蒸汽的再利用方面，可以大大提高熱電廠煤的使用效率；在冶煉、化工、食品等有熱能排放的行業均有較大的市場；另外，太陽能、空氣熱能、海洋、湖泊、河流水溫均可作為熱源進行聚合使用。


圖I是根據本發明的實施例的聚合方法的流程圖；圖2是根據本發明的實施例的聚合設備的結構圖；圖中，I.低溫介質輸入口，2.閥門，3.低溫介質容器，4.低溫介質容器一側外壁，5.紅外線或光波轉換層，6.紅外線集束，
7.吸熱裝置，8.轉換器內腔，9.被加熱介質。如圖所示，為了能明確實現本發明的實施例的結構，在圖中標注了特定的結構和器件，但這僅為示意需要，并非意圖將本發明限定在該特定結構、器件和環境中，根據具體需要，本領域的普通技術人員可以將這些器件和環境進行調整或者修改，所進行的調整或者修改仍然包括在后附的權利要求的范圍中。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明提供的一種熱能聚合的方法和設備進行詳細描述。在以下的描述中，將描述本發明的多個不同的方面，然而，對于本領域內的普通技術人員而言，可以僅僅利用本發明的一些或者全部結構或者流程來實施本發明。為了解釋的明確性而言，闡述了特定的數目、配置和順序，但是很明顯，在沒有這些特定細節的情況下也可以實施本發明。在其他情況下，為了不混淆本發明，對于一些眾所周知的特征將不再進行詳細闡述。總的來說，本發明通過能量轉換和聚合的方式將普遍的、存在范圍大的低溫熱能轉換成積聚的高溫熱能。進一步，本發明首先將諸如空氣、低溫蒸汽或者低溫水的低溫介質轉換成紅外線、光或者波，然后將紅外線、光或者波聚合為集束，進而對吸熱介質加熱，實現
言々日慶A如圖I所示，在本發明的一個實施例中，提供一種熱能聚合的方法，其中，該方法包括步驟1，接收低溫熱能介質，將低溫熱能介質通過能量轉換設備轉換成紅外線、光或者波；步驟2，將紅外線、光或者波進行聚合；步驟3、通過聚合后的紅外線、光或者波對吸熱介質進行加熱，并且將吸熱介質導出。具體地，進一步參考圖1，在根據本發明的方法中，包括以下步驟其中，步驟1，接收低溫熱能介質，將低溫熱能介質通過熱能轉換設備轉換成紅外線、光或者波。在一個實施例中，低溫介質包括但不限于低壓蒸汽、空氣、水、石油等各種液態和氣態的物質。在另一個實施例中，接收介質的方式，包括將低溫水通過管道流入，將低壓蒸汽通過密閉管道導入，或者將空氣通過壓力差導入；其中，根據本領域普通技術人員的理解，導入的方式可以根據介質不同有多種方法。 在一個實施例中，對于低壓蒸汽、空氣或者水經過紅外線膜層可以轉換為紅外線輻射出去，并且將低壓蒸汽、空氣和水的熱量通過紅外線攜帶出去。在另一個實施例中，對于低壓蒸汽、空氣或者水，通過光波激發裝置，激發光波輻射出去，并且低壓蒸汽、空氣和水的熱量通過光波攜帶出去。在其他實施例中，對于不同的低溫介質，通過能量轉換裝置或者膜層，激發出紅外線、光或者波的粒子，通過這些粒子將低溫介質的熱量攜帶走，低溫介質溫度下降，將其排除，通入新的低溫介質，或者將降溫的低溫介質再循環后排出。其中，步驟2，將紅外線、光或者波進行聚合。在一個實施例中，將紅外線、光或者波通過聚合裝置形成光束。在另一個實施例中，將能量裝換裝置構建成圓桶形或者圓柱形，轉換后的紅外線、光或者波直接聚合。在又一個實施例中，聚合后的紅外線、光或者波的聚合點或者聚合光束集中在吸熱裝置外表面。其中，步驟3、通過紅外線、光或者波對吸熱介質進行加熱，并且將吸熱介質導出。在一個實施例中，聚合后的紅外線、光或者波對吸熱介質加熱。在另一個實施例中，聚合后的紅外線、光或者波通過真空射向吸熱介質。在又一個實施例中，吸熱介質可以是水、油或者其他易導出的液態介質，或者其他氣態介質，諸如空氣。將該加熱后的液態或者氣態介質導出，直接進行應用。總的來說，本發明提供的一種將低熱能積聚成高熱能的方法，使得積聚的熱能可以得到廣泛使用。低溫熱能通過載體，再經過熱能轉換裝置將熱能轉換、聚合。例如，通過紅外線裝置將低溫蒸汽的熱能轉換成紅外線、(光、波)，將紅外線、(光、波)在聚合裝置內進行聚合成紅外線集束(光集束、或者波集束)。熱能轉換裝置聚合的形式可以是圓形、圓弧形、三角形、方形、平面形及其它形式，即根據聚合能的物理特征，設計相應的聚合裝備。通過高速傳遞的載體，將低溫熱能聚合并傳遞給吸熱裝置，加熱吸熱裝置內的介質。在一個實施例中，在提高吸熱介質的熱能后，并將吸熱介質保溫處理，阻止介質熱能散發出去。經過反復提升提高吸熱介質的熱能含量，使其達到使用標準。如上所述，為了提高可聚合能的熱傳導速度，可將聚合裝備的聚合空間內建立真空，從而可以提高熱傳遞速度，也可以降低熱傳遞過程中的能量損失。
在本發明的另一個實施例中，如圖2所示，提供一種熱能聚合的設備，其中該設備包括低溫介質輸入口 I、閥門2、低溫介質容器3、熱能轉換裝置5、吸熱裝置7。其中，低溫介質輸入口 I用于導入低溫介質，低溫介質包括但不限于低壓蒸汽、空氣、水、石油等各種液態和氣態的物質。閥門2布置在低溫介質輸入口上，用于控制低溫介質的導入和流量。低溫介質容器3和低溫介質輸入口 I連通，用于接收低溫介質。低溫介質容器為圓筒狀、圓柱狀或者圓弧形，其外壁為設備的外殼，低溫介質容器內包含熱能轉換裝置5。在一個實施例中，熱能轉換裝置5為圓筒狀，外壁接觸低溫介質，內壁布置轉換裝置或者涂層，用于將低溫介質的熱能轉換成紅外線、光或者波6。由于熱能轉換裝置5的圓形布置，轉換后的紅外線、光或者波6聚合于圓心處的吸熱裝置7的外層，對吸熱裝置7內部的被加熱介質9進行加熱。被加熱介質9盛放于吸熱裝置7的內腔8中。其中，可在轉換器內腔8建立真空。被加熱介質9可以是水、空氣、油或其它儲熱載體，也可以是受熱急速變成高溫氣體的各類物質。吸熱裝置7內被加熱介質9的熱能可以在吸熱裝置7中多次反復被聚合的紅外線(光、波)6加熱，從而使被加熱介質9熱能 含量達到使用標準。具體地，將低溫水或低溫蒸汽或熱空氣通過低溫介質輸入口 I從閥門2進入轉換裝置的低溫介質容器3內，在轉換裝置的低溫介質容器3靠近能量聚合一側的外壁4安裝紅外線光波轉換裝置5或涂層，將低溫熱能轉換成紅外線、光、波6。紅外線、光、波可被聚合于圓心處的吸熱裝置7外層，形成高能量紅外線光波束6。被加熱介質9通過波束6在吸熱裝置7內被熱能載體加熱，熱能含量達到使用標準。最后應說明的是，以上實施例僅用以描述本發明的技術方案而不是對本技術方法進行限制，本發明在應用上可以延伸為其他的修改、變化、應用和實施例，并且因此認為所有這樣的修改、變化、應用、實施例都在本發明的精神和教導范圍內。
權利要求
1.一種熱能聚合方法，包括將低溫介質的熱能轉換成紅外線、光或者波，將紅外線、光或者波聚合，對被加熱介質進行加熱，形成高熱能介質。
2.根據權利要求I所述的方法，包括 步驟1，接收低溫熱能介質，將低溫熱能介質通過能量轉換設備轉換成紅外線、光或者波； 步驟2，將紅外線、光或者波進行聚合； 步驟3，通過聚合后的紅外線、光或者波對吸熱介質進行加熱，并且將吸熱介質導出。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，步驟I中，低溫介質包括但不限于低壓蒸汽、空氣、水、石油等各種液態和氣態的物質。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，步驟I中，接收低溫介質的方式包括將低溫水通過管道流入，將低壓蒸汽通過密閉管道導入，或者將空氣通過壓力差導入。
5.根據權利要求2所述的方法，其中，步驟I中，對于低壓蒸汽、空氣或者水經過紅外線膜層轉換為紅外線輻射出去，并且將低壓蒸汽、空氣和水的熱量通過紅外線攜帶出去；或者通過光波激發裝置，激發光波輻射出去，并且低壓蒸汽、空氣和水的熱量通過光波攜帶出去。
6.根據權利要求2所述的方法，其中，步驟2中，將能量裝換裝置構建成諸如圓桶形、圓柱狀、圓弧形或者正多邊形的能將紅外線、光或者波形成聚合的形狀，轉換后的紅外線、光或者波直接聚合，聚合后的紅外線、光或者波的聚合點或者聚合光束集中。
7.根據權利要求2所述的方法，其中，步驟3中，聚合后的紅外線、光或者波通過真空射向吸熱介質；吸熱介質是水、油或者其他易導出的液態介質，或者氣態介質。
8.根據權利要求2所述的方法，其中，步驟3中，將吸熱介質保溫處理，阻止介質熱能散發出去，反復提升介質的熱能的含量。
9.一種熱能聚合的設備，包括低溫介質輸入口、閥門、低溫介質容器、熱能轉換裝置、聚合裝置和吸熱裝置；其中，低溫介質輸入口用于導入低溫介質；閥門布置在低溫介質輸入口上，用于控制低溫介質的導入和流量；低溫介質容器和低溫介質輸入口連通，用于接收低溫介質；低溫介質容器內置熱能轉換裝置，低溫介質和熱能轉換裝置緊連；熱能轉換裝置為圓柱狀、圓桶形或者圓弧形，外壁接觸低溫介質，內壁布置轉換器或者涂層，用于將低溫介質的熱能轉換成紅外線、光或者波；聚合裝置將聚合的紅外線、光或者波積聚到位于設備中央的吸熱裝置，吸熱裝置內部盛放被加熱介質。
10.根據權利要求9所述的設備，其中，熱能轉換裝置為圓形布置，轉換后的紅外線、光或者波的集束聚合于圓心處的吸熱裝置的外層。
11.根據權利要求9所述的設備，其中，低溫介質包括但不限于低壓蒸汽、空氣、水、石油等各種液態和氣態的物質；低溫介質容器為圓筒狀，其外壁為設備的外殼；被加熱介質是水、空氣、油或其它儲熱載體，或者是受熱急速變成高溫氣體的各類物質。
12.根據權利要求9所述的設備，其中，在熱能轉換裝置和吸熱裝置之間布置真空；熱能轉換裝置形式是圓、弧形、三角形、方形、平面形及其它形式。
全文摘要
本發明提供一種熱能聚合方法和設備，將低溫介質的熱能轉換成紅外線、光或者波，將紅外線、光或者波聚合，對被加熱介質進行加熱，形成高熱能介質。
文檔編號F24J3/00GK102865688SQ201110188620
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月6日 優先權日2011年7月6日
發明者崔保安 申請人:崔保安