Термодинамическое устройство

1 Область техники, к которой относится изобретение Настоящее изобретение относится к термодинамическому устройству, содержащему компрессор, расширитель и сжимаемое рабочее тело, протекающее в замкнутом цикле. В частности, но, не ограничиваясь этим, устройство представляет собой устройство замкнутого цикла и/или непрямого сгорания. Уровень техники Известны термодинамические устройства замкнутого цикла, такие как двигатели, тепловые насосы, охладители и т.п. Эти устройства имеют ряд предпочтительных свойств, таких как следующие: внутри устройства не происходят окислительные или восстановительные процессы; в них могут использоваться топлива, которые не могут использоваться в других устройствах, такие как уголь или ядерная энергия; в качестве рабочего тела внутри устройства может использоваться инертный газ, такой как гелий; в устройстве для повышения его эффективности могут использоваться газы с более высокой теплоемкостью; для уменьшения размеров устройства может использоваться давление до 20 атм; не требуется применять фильтрацию на входе, и не происходит эрозия лопаток турбины,когда в качестве расширителя используется турбина; может быть получен равномерный удельный расход топлива при работе в режимах до вывода на полную мощность, поскольку давление на входе компрессора может быть промодулировано для сохранения отношения давления цикла и выходной температуры статора. Однако эффективность работы известных устройств с замкнутым циклом ограничена приблизительно до величины, достигаемой в газовых двигателях с открытым циклом, даже если они будут оборудованы регенератором для возврата некоторого количества тепла из выхлопных газов. С учетом необходимости использования теплообменников в устройствах с замкнутым циклом, и увеличения расходов, и работ по техническому обслуживанию, связанных с этим, в настоящее время обычно предпочтительными являются двигатели с открытым циклом. Другие термодинамические устройства,известные заявителю, включают расширитель,содержащий камеру сгорания, разработанную для определенного вида топлива. Обычно используется высокосортный вид топлива. Известные устройства поэтому не могут использоваться с альтернативным топливом или источником энергии. Следовательно, существует избыток низкосортных ресурсов, таких как низкосортный уголь, биомасса, коммунальные отходы и т.п., 002868 2 которые не используются и рассматриваются как материалы отходов. Такие материалы отходов обычно выбрасывают на открытом пространстве и обычно они считаются загрязнителями окружающей среды. Сущность изобретения Настоящее изобретение касается термодинамического устройства замкнутого цикла, которое, по меньшей мере, уменьшает один или большее количество вышеуказанных недостатков. Кроме того, настоящее изобретение касается термодинамического устройства с непрямым сгоранием, которое может быть приспособлено для использования ресурсов низкосортного топлива. В одном из вариантов выполнения настоящее изобретение представляет собой термодинамическое устройство, содержащее компрессор, расширитель и средство теплообменника, соединяющее компрессор и расширитель в замкнутый цикл, и сжимаемое рабочее тело,которое может протекать в этом замкнутом цикле. Устройство дополнительно содержит средство возврата тепла, в котором среда теплопередачи позволяет возвращать тепло, передавая, по меньшей мере, определенное количество тепла в и/или от рабочего тела. Предпочтительно средство возврата тепла сконструировано так, что температура рабочего тела находится в пределах первого заранее определенного диапазона температур на входе в компрессор и/или в пределах второго заранее определенного диапазона температур на выходе из расширителя. Устройство может содержать камеру сгорания, предназначенную для предварительного нагрева среды теплопередачи перед тем, как она передаст тепло рабочему телу. Предпочтительно средство теплообменника включает первый элемент теплообменника и второй элемент теплообменника, причем оба они включены между компрессором и расширителем. Первый элемент установлен вниз по потоку от компрессора и второй элемент установлен вниз по потоку от расширителя. Среда теплопередачи позволяет передавать тепло в одном из указанных первом и втором элементах и получать тепло от другого из первого и второго элементов. Предпочтительно поток среды теплопередачи проходит в обратном направлении по отношению к указанному рабочему телу. В одном из вариантов среда теплопередачи проходит через второй элемент для отбора тепла от рабочего тела так, что температура рабочего тела понижается до первого диапазона температур. Среда теплопередачи затем нагревается в камере сгорания так, что во втором элементе она может передавать тепло в рабочее тело для повышения температуры рабочего тела до второго диапазона температур. 3 Обычно камера сгорания содержит горелку для нагрева камеры и устройство содержит средство предварительно нагрева топлива,предназначенное для предварительного нагрева топлива для горелки. Предпочтительно средство предварительного нагрева выполнено в форме элемента теплообменника топлива, через который проходят среда теплопередачи и топливо так, что между ними передается тепло. Любой из элементов теплообменника может иметь канал первого потока для рабочего тела и канал второго потока для среды теплопередачи. Предпочтительно первый и второй каналы потоков выполнены в виде трубок, установленных в теплообменнике или теплообменниках. Более предпочтительно трубки первого и второго каналов потока установлены параллельно друг другу и имеют общую стенку. Устройство в соответствии с настоящим изобретением поэтому имеет более высокую тепловую эффективность, чем устройства замкнутого цикла известного уровня техники, поскольку оно возвращает в цикл тепловую энергию, которая в противном случае была бы потеряна. Теоретически устройство в соответствии с настоящим изобретением может преобразовывать до 100% тепловой энергии в механическую энергию. Это создает прыжок в эффективности,и по сравнению с парогенераторной турбиной с возвратом тепла известного уровня техники, для которой теоретически максимальная эффективность составляет только 60%. Кроме того, поскольку циклы сгорания и рабочего тела выполнены отдельно, топливо в камере сгорания находится достаточно долго для обеспечения полного его сгорания. Этого невозможно достичь в обычных турбинах. Источники топлива для устройства могут выбираться из природного газа, нефти, источников ядерной энергии и угля. Среда теплопередачи может представлять собой воздух, вентиляционные газы угольной шахты, воду и любые другие подходящие текучие среды. Поэтому в другом варианте выполнения настоящее изобретение представляет собой термодинамическое устройство, содержащее компрессор, установленный так, что он сжимает сжимаемую рабочую среду, расширитель для расширения рабочей среды, средство теплообмена, соединяющее указанный компрессор и указанный расширитель для нагрева рабочей среды, и средство нагрева, установленное так,что оно нагревает среду теплопередачи и передает нагретую среду в средство теплообменника для косвенного нагрева рабочей среды в указанном средстве теплообмена. Термодинамическое устройство в этом дополнительном аспекте изобретения может быть выполнено с открытым циклом или замкнутым циклом. Предпочтительно оно выполнено с замкнутым циклом, как описано выше. 4 Предпочтительно средство нагрева представляет собой камеру сгорания для сжигания низкосортного топлива, включая низкосортный уголь, биомассу или коммунальные отходы,передающую тепло от указанного топлива в среду теплопередачи. В качестве альтернативы средство нагрева может быть выполнено в виде солнечного элемента, через который проходит трубопровод, по которому пропускается среда теплопередачи, и может содержать один или большее количество солнечных элементов для сбора солнечной энергии. Один или большее количество солнечных элементов сконструированы так, что они передают тепло в среду теплопередачи. В одном из вариантов воплощения в качестве камеры сгорания используется печь, в которой производится сжигание указанного топлива для передачи тепла в среду теплопередачи. Обычно такая печь выполнена в виде барабанной печи. Предпочтительно указанное топливо представляет собой низкосортный уголь, и печь позволяет преобразовывать указанный уголь в топочный газ, который представляет собой форму указанной среды теплопередачи, и зола которого может формироваться как побочный продукт, такой как сферические гранулы с закрытой или открытой ячейкой, используемые для производства легких строительных материалов. Для преобразования наличной двуокиси серы в сульфат кальция может добавляться известняк. Такой подход должен, по меньшей мере, уменьшить количество низкосортного угля,использование которого создает проблемы для защиты окружающей среды. Если требуется, для сжигания в печь также можетвводиться газообразный метан. Это особенно предпочтительно, поскольку метан с очень низкой концентрацией, подаваемый из шахты, может найти хорошее применение при одновременном удалении его из шахты. Нагретая среда теплопередачи, выходящая из указанного средства теплообменника, может подаваться в компрессор для использования в качестве рабочей среды или добавки к рабочей среде. Рабочая среда из указанного расширителя также может подаваться в камеру сгорания, где она соединяется с указанной средой теплопередачи. Предпочтительно устройство дополнительно содержит средство накопления тепла,предназначенное для накопления тепла, переданного от указанной среды теплопередачи, и для управляемого высвобождения тепла, которое должно передаваться в рабочую среду. Средство накопления тепла, таким образом,служит, по существу, для управления температурой рабочей среды и также может использоваться для выравнивания изменений температу 5 ры, вызванных изменениями подачи топлива по теплоте сгорания и количеству. Указанное средство накопления тепла может включать материал с изменяемой фазой,который остается, по меньшей мере, частично расплавленным при рабочих температурах устройства. Средство накопления может содержать резервуар накопления, содержащий другую среду передачи тепла, который позволяет передавать тепло в указанный материал с изменяемой фазой. Обычно указанный материал с изменяемой фазой представляет собой NaCl. Указанная другая среда теплопередачи может представлять собой эвтектический сплав Pb/Sn. В одном из вариантов средство теплообмена включает первый теплообменник, установленный так, что в него поступает среда теплопередачи от указанного средства нагрева, и второй теплообменник, установленный так, что он передает тепло в указанную рабочую среду, и средство накопления тепла соединено с указанным первым и вторым теплообменниками. В устройстве может быть установлен насос для циркуляции указанной другой среды теплообмена через средство теплообмена и средство накопления тепла. Устройство предпочтительно включает первое средство предварительного нагрева для предварительного нагрева топлива перед вводом его в камеру сгорания. Устройство также может включать второе средство предварительного нагрева воздуха и/или другого источника топлива перед вводом его в камеру сгорания. Также может быть установлено средство предварительной подготовки для предварительного охлаждения рабочей жидкости перед вводом ее в компрессор. Предпочтительно, чтобы, по меньшей мере, одно из указанных первого и второго средств предварительного нагрева содержало теплообменник, который установлен так, чтобы указанная среда теплопередачи или рабочая среда находилась в состоянии теплопередачи с указанным топливом или воздухом и/или другим источником топлива. Указанное средство предварительной подготовки также может содержать теплообменник,установленный так, чтобы указанная рабочая среда передавала тепло указанной среде теплопередачи. Для контроля над давлением указанной рабочей среды может быть установлено устройство контроля давления. Перечень фигур чертежей Для лучшего понимания настоящего изобретения и получения эффекта на практике рассмотрим прилагаемые чертежи, где фиг. 1 изображает блок-схему термодинамического устройства замкнутого цикла в соот 002868 6 ветствии с настоящим изобретением, которое приспособлено для работы с турбиной; фиг. 2 схематически изображает устройство, изображенное на фиг. 1; фиг. 3 изображает блок-схему одного из вариантов воплощения термодинамического устройства с непрямым сгоранием в соответствии с настоящим изобретением; фиг. 4 изображает конкретную форму устройства, изображенного на фиг. 3, которое приспособлено для использования низкосортного угля и отходящего метана в качестве источников топлива; фиг. 5 изображает блок-схему другого варианта воплощения термодинамического устройства с непрямым сгоранием в соответствии с настоящим изобретением, содержащего средство накопления тепла; фиг. 6 схематически изображает одну из форм средства накопления тепла, изображенного на фиг. 4 и 5; фиг. 7 схематически изображает еще один вариант воплощения термодинамического устройства с непрямым сгоранием в соответствии с настоящим изобретением с коллектором солнечного излучения, используемым в качестве средства нагрева; фиг. 8 изображает блок-схему варианта воплощения, изображенного на фиг. 3, в котором размещена установка для возврата тепла; фиг. 9 изображает другой вариант средства передачи накопленного тепла, изображенного на фиг. 5 и 6. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения Рассмотрим вначале фиг. 1, на которой изображена блок-схема термодинамического устройства 10 с замкнутым циклом в соответствии с настоящим изобретением. В этом варианте воплощения устройство 10 предназначено для снабжения энергией турбодвигателя. Устройство 10 содержит компрессор 12,который предназначен для сжатия рабочего тела, которое в данном случае представляет собой азот с исходной температурой Т 1=50 С и который подается из резервуара 14. Температура азота при сжатии повышается. На выходе из компрессора 12 сжатый азот имеет температуру Т 2, которая составляет приблизительно 280 С. Он затем расширяется в расширителе 16, вращая вал (не показан) турбодвигателя. Таким образом, от азота отбирается механическая работа. Устройство 10 имеет первый теплообменник 18 и второй теплообменник 20, соединенные с компрессором 12 и расширителем 16 в виде замкнутого цикла. То есть рабочее тело в устройстве 10 полностью закрыто внутри устройства 10. Оно также содержит камеру сгорания 22 и третий теплообменник 24, которые будут описаны ниже. 7 Воздух в качестве среды теплопередачи при температуре Т 5 окружающей среды вводят во второй теплообменник 20 для охлаждения азота путем отбора от него тепла. Температура азота снижается от приблизительно Т 4=470 С до приблизительно Т 1=50 С перед вводом в компрессор 12 для повторения цикла. Воздух,который теперь имеет более высокую температуру, приблизительно Т 6=440 С, подают в камеру сгорания 22, где он смешивается с топливом, которое в данном случае представляет собой сжиженный нефтяной газ, для формирования газа сгорания, температура которого повышается еще больше до приблизительно Т 7=1250 С и который передается в первый теплообменник 18 для нагрева азота при постоянном давлении. Таким образом, температура азота повышается до приблизительно Т 3=1200 С на входе в расширитель 16, и последующее расширение для преобразования в механическую энергию снижает его температуру до приблизительно Т 4=470 С. Сжиженный нефтяной газ для горелки 22 в исходном состоянии имеет температуру Т 5 окружающей среды, и его предварительно нагревают в третьем теплообменнике 24 топочным газом, получаемым при сгорании. Топочный газ имеет приблизительно температуру Т 8=330 С на входе в третий теплообменник 24 и производит предварительный нагрев или передачу тепла в сжиженный нефтяной газ до температуры приблизительно Т 10=315 С. Устройство 10, таким образом, возвращает тепло во всех теплообменниках 18, 20 и 24. Это снижает необходимое количество топлива для нагрева воздуха для сгорания. Тепло, возвращаемое в теплообменниках 20 и 24, заменяет топливо, необходимое для нагрева воздуха для теплообменника 18, что позволяет получить высокую тепловую эффективность. Низкая эффективность сжатия и расширения сама по себе проявляется в виде тепла и,следовательно, также восстанавливается с помощью устройства 10 в соответствии с настоящим изобретением. В общем, единственные потери в системе представляют собой разность между выходной температурой топочного газа и окружающей температурой. Используя стандартное определение цикла Карно, максимальная теоретическая эффективность выражается следующей формулой: Благодаря возврату тепла, Т 4, по существу,представляет собой температуру отвода тепла и Т 1 представляет температуру окружающей среды. Поэтому эффективность равна 98%. На фиг. 2 схематически показан привод от устройства 10 в соответствии с настоящим изобретением для турбовинтового воздушно 002868 8 реактивного двигателя типа Allison 250B. Азот в качестве рабочей среды вначале сжимают с помощью осевого и центробежного компрессора 12, затем в азот при постоянном давлении добавляют тепло в первом теплообменнике 18. Нагретый азот расширяется через двухкаскадную осевую турбину 16, приводя во вращение вал, и, таким образом, из азота выделяют механическую энергию. Расширенный азот возвращается в компрессор 12 после охлаждения приблизительно до его исходной температуры во втором теплообменнике 20. Свежий воздух при температуре окружающей среды вводят во второй теплообменник 20 для охлаждения выхлопных газов от турбины или расширителя 16. Второй теплообменник 20 представляет собой сварной пластинчатый теплообменник с эффективностью приблизительно 95%. Воздух, протекающий через второй теплообменник 20, затем вводят в камеру сгорания 22, где добавляют топливо, такое как сжиженный нефтяной газ, для повышения температуры до уровня приблизительно 1250 С. Горячие продукты сгорания топлива протекают через третий теплообменник 24,который выполнен в форме пластинчатого теплообменника, сваренного плазмой, для передачи тепла азоту. Газы сгорания выходят из него при температуре приблизительно 330 С. Это избыточное тепло возвращают в цикл при предварительном нагреве топлива в третьем теплообменнике 24, который представляет собой обычный пластинчатый теплообменник. Топливо нагревается от температуры окружающей среды до приблизительно 315 С и уносит это тепло в камеру сгорания. Тепло, возвращенное в теплообменниках предварительного нагрева топлива и воздуха,снижает количество топлива, необходимого для нагрева воздуха для теплообменника камеры сгорания, что позволяет получить высокую тепловую эффективность. Если требуется, во всех компонентах используется теплоизоляция для минимизации тепловых потерь. В общем, единственная потеря тепла из устройства 10 составляет разность между температурой выпускаемого топочного газа и температурой окружающей среды. Равномерная характеристика удельного потребления топлива при неполном генерировании энергии может быть получена путем регулировки входного давления компрессора из резервуара 14 рабочего тела для сохранения отношения давления цикла и выходной температуры камеры сгорания. Рассмотрим теперь фиг. 3, на которой схематически изображен вариант воплощения термодинамического устройства 100 с непрямым сгоранием в соответствии с настоящим изобретением. Устройство 100 содержит компрессор 112 для сжатия рабочей среды, которая в данном случае представляет собой воздух, и передает сжатый воздух в расширитель 114, который 9 представляет собой в данном случае газовую турбину. Газовая турбина 114 может представлять собой модифицированную турбину 250KWAllison 250-C18. Модификация включает удаление штатного узла камеры сгорания и подключение турбины 114 к средству 116 теплообменника. Средство 116 теплообменника установлено таким образом, что сжатый воздух проходит через один из его элементов перед входом в турбину 114. Его второй элемент соединен со средством нагрева или камерой сгорания 118 так, что продукты сгорания топлива проходят через указанные другие элементы, отдавая, таким образом, тепло рабочей среды. Нагретая рабочая среда расширяется в турбине 114 и высвобождает энергию для привода электрогенератора 120, который соединен с турбиной 114, при этом высвобождаемая энергия также используется для привода компрессора 112. На фиг. 4 камера сгорания 118 устройства 100 выполнена в форме барабанной печи 122,которая позволяет использовать низкосортный уголь, предварительно перемолотый до размера приблизительно 6-8 мм. Барабанная печь 122 также имеет такую конструкцию, что низкосортный уголь имеет относительно большое время нахождения в печи и относительно большую площадь поверхности с высокой температурой для обеспечения сгорания шахтного метана с очень низкой концентрацией. Для просушки угля для барабанной печи 122 установлена сушилка 124. Благодаря этому устройство 100, изображенное на фиг. 4, может использоваться для сжигания отбракованного угля (низкосортного угля) и отходящего шахтного метана. Зола от сгоревшего угля может обрабатываться так, что она будет преобразована в полезный побочный продукт, такой как сферические гранулы с закрытой или открытой ячейкой,идеальные для изготовления легких строительных материалов и заменителей гравия. Таким образом, получается незначительное количество летучей золы или она не получается вообще при сгорании низкосортного угля с чрезвычайно высоким содержанием золы. Для преобразования серосодержащего вещества в сульфат кальция может добавляться известняк. Устройство 100, изображенное на фиг. 5,имеет средство 116 теплообменника, выполненное в форме первого теплообменника 116 А и второго теплообменника 116 В, подключенных так, как показано на чертеже. Средство 126 накопления тепла установлено с использованием материала с изменяемой фазой, которое подключено так, что осуществляется передача тепла с другой средой теплопередачи, которая управляемым образом циркулирует между первым и вторым теплообменниками 116 А и 116 В, 002868 10 для поддержания, по существу, постоянной температуры в сжатой рабочей среде. Такая схема выравнивает изменяющиеся значения теплоты сгорания и количества подаваемого топлива. Средство 126 накопления тепла более подробно представлено на фиг. 6. Как показано на чертеже, средство 126 накопления тепла выполнено в форме изолированного резервуара 128,такого как резервуар накопления NaCl на 50 кВт с эвтектическим сплавом Pb/Sn, который протекает через него. Как видно, сплав Pb/Sn нагревается в первом теплообменнике 116 А до расплавленного состояния топочным газом, который поступает из камеры сгорания 118, и насос 130 перекачивает расплавленный сплав Pb/Sn в средство 126 накопления. В резервуаре 128 накопления трубопровод, по которому протекает сплав Pb/Sn, выполнен витым для того, чтобы увеличить время нахождения в резервуаре так,чтобы большее количество тепла могло быть передано в латентную ячейку накопителя тепла(NaCl). Скорость потока расплавленного сплаваPb/Sn во втором теплообменнике 116 В может управляться путем изменения скорости насоса 130, с помощью чего управляется передача тепла в рабочую среду. На фиг. 7 камера 118 заменена элементом 132 сбора солнечного тепла с теплообменником 116 А, который модифицирован так, чтобы он соответствовал элементу 132. На фиг. 8 устройство 100 включает узел возврата тепла для предварительного нагрева топлива или воздуха возвращаемым теплом. Узел возврата тепла может включать узел, который был описан в отношении одного из указанных аспектов настоящего изобретения. Как показано на чертеже, узел возврата тепла содержит предварительный нагреватель 134 топлива, который установлен так, что он восстанавливает тепло от топочного газа и использует его для предварительного нагрева топлива,третий теплообменник 136 для возврата тепла из рабочей среды для предварительного нагрева воздуха, который вводится в камеру сгорания 118, и четвертый теплообменник 138 для предварительного охлаждения рабочей среды перед вводом ее в компрессор. На фиг. 9 изображена альтернативная система 140 обмена и накопления тепла. Система 140 содержит интегрированный теплообменник 142 и блок 144 накопления расплавленной соли для замены теплообменника 116 В и блоков 126,128 накопления, изображенных на фиг. 5 и 6. В данном случае рабочая среда проходит через соль по теплообменным трубкам 146 теплообменника 142. Хотя на чертеже специально не показано, блок накопления соли может быть выполнен отдельно от теплообменника воздухвоздух в виде модульной конструкции. Хотя выше были описаны иллюстрирующие примеры настоящего изобретения, его ва 11 риации и модификации будут очевидны для специалистов в данной области техники без отхода от широкого объема и сущности настоящего изобретения, описанного здесь. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Термодинамическое устройство, содержащее компрессор, расширитель и средство теплообмена, соединяющее компрессор и расширитель в замкнутый цикл, и сжимаемую рабочую среду, протекающую в этом замкнутом цикле, средство возврата тепла, содержащее среду теплопередачи, установленное так, что оно возвращает тепло в цикл путем передачи, по меньшей мере, некоторого количества тепла в и/или из рабочей среды, и средство накопления тепла, установленное так, что оно накапливает указанное переданное тепло для управляемого высвобождения указанного накопленного тепла в рабочую среду, причем средство накопления тепла, таким образом, служит, по существу, для управления температурой рабочей среды и для,по существу, выравнивания изменений температуры, вызываемых изменениями теплоты сгорания подаваемого топлива и его количества. 2. Устройство по п.1, в котором указанное средство накопления тепла включает материал с изменяемой фазой, который остается, по меньшей мере, частично, в расплавленном состоянии при рабочих температурах устройства. 3. Устройство по п.2, в котором средство накопления включает резервуар накопления,содержащий другую среду теплопередачи так,что оно находится в состоянии передачи тепла с указанным материалом с изменяемой фазой. 4. Устройство по п.3, в котором установлен насос для циркуляции указанной другой среды теплопередачи в средство теплообменника в средстве накопления тепла. 5. Устройство по одному из пп.3 и 4, в котором указанный материал с изменяемой фазой представляет собой NaCl и указанная другая среда теплопередачи представляет собой эвтектический сплав Pb/Sn. 6. Устройство по любому из пп.1-5, в котором средство теплообменника включает первый теплообменник, установленный так, что он получает среду теплопередачи из указанного средства нагрева, и второй теплообменник, установленный так, что он передает тепло в указанную рабочую среду, и средство накопления тепла подключено к указанным первому и второму теплообменникам. 7. Устройство по любому из пп.1-6, в котором средство возврата тепла сконфигурировано так, что температура рабочей среды находится в пределах первого заранее определенного диапазона температур на входе в компрессор и/или в пределах второго заранее определенного диапазона температур на выходе из расширителя. 12 8. Устройство по любому из пп.1-7, в котором среда теплопередачи протекает в противоположном направлении по отношению к указанной рабочей среде. 9. Устройство по любому из пп.1-8, в котором средство теплообмена включает первый элемент теплообмена и второй элемент теплообмена, причем оба они подключены между компрессором и расширителем, первый элемент установлен вниз по потоку от компрессора, второй элемент установлен вниз по потоку от расширителя, и среда теплопередачи передает тепло в одном из указанных первом и втором элементах и принимает тепло в другом из указанных первом и втором элементов. 10. Устройство по п.9, в котором среда теплопередачи проходит через второй элемент для получения тепла от рабочей среды так, что температура рабочей среды снижается до первого диапазона температур, и среда теплопередачи нагревается в камере сгорания так, что во втором элементе она может передавать тепло рабочей среде для повышения температуры рабочей среды до второго диапазона температур. 11. Устройство по любому из пп.1-10, в котором установлена камера сгорания для предварительного нагрева среды теплопередачи перед передачей тепла рабочей жидкости. 12. Устройство по п.11, в котором камера сгорания, включающая горелку для нагрева камеры сгорания, и средство предварительного нагрева топлива установлены для предварительного нагрева топлива для горелки. 13. Устройство по п.12, в котором средство предварительного нагрева выполнено в форме элемента теплообменника топлива, через который пропускают среду теплопередачи и топливо так, что они передают тепло друг другу. 14. Устройство по любому из пп.9-13, в котором один или каждый из элементов теплообменника имеет первый канал потока для рабочей среды и второй канал потока для среды теплопередачи. 15. Устройство по п.14, в котором первый и второй каналы потока выполнены в виде трубопроводов, установленных в каждом элементе теплообменника. 16. Устройство по п.15, в котором трубопроводы первого и второго каналов потока установлены параллельно друг другу, так что они имеют общую стенку. 17. Устройство по любому из пп.1-16, в котором источники топлива для устройств выбирают из природного газа, нефти, источников ядерной энергии и угля и среду теплопередачи выбирают из одной из сред: воздуха, вентиляционных газов угольных шахт и воды. 18. Термодинамическое устройство, содержащее компрессор, установленный для сжатия сжимаемой рабочей среды, расширитель для расширения рабочей среды, средство теплообменника, соединяющее указанный компрессор и 13 указанный расширитель для нагрева рабочей среды, средство нагрева, установленное для нагрева среды теплопередачи и для подачи нагретой среды в средство теплообменника для косвенного нагрева рабочей среды в указанном средстве теплообменника, и средство накопления тепла, установленное для накопления тепла,передаваемого от указанной среды теплопередачи, и для управляемого высвобождения тепла,которое должно передаваться в рабочую среду,причем средство накопления тепла, таким образом, служит, по существу, для управления температурой рабочей среды и, по существу, для выравнивания изменений температуры, вызываемых изменением значений теплоты сгорания и количества подаваемого топлива. 19. Устройство по п.18, в котором устройство выполнено с открытым циклом или с замкнутым циклом. 20. Устройство по п.18 или 19, в котором установлено средство нагрева, включающее камеру сгорания, установленную для сжигания низкосортного топлива, включающего низкосортный уголь, биомассу или коммунальные отходы, и преобразующее тепло от сгорания указанного топлива в тепло среды теплопередачи. 21. Устройство по п.20, в котором камера сгорания выполнена в виде печи для сжигания указанного топлива для преобразования выделяющегося тепла в тепло среды теплопередачи. 22. Устройство по п.21, в котором указанная печь представляет собой барабанную печь. 23. Устройство по п.21 или 22, в котором указанное топливо представляет собой низкосортный уголь и печь приспособлена для преобразования указанного угля в топочный газ, который представляет собой форму указанной среды теплопередачи, и зола может использоваться в качестве побочного продукта. 24. Устройство по п.23, в котором побочный продукт включает сферические гранулы с открытой или закрытой ячейкой для производства легких строительных материалов. 25. Устройство по п.24, в котором добавляют известняк для преобразования двуокиси серы в сульфат кальция. 26. Устройство по п.25, в котором газообразный метан вводят в печь для облегчения сгорания метана с очень низкой концентрацией из подземной шахты. 27. Устройство по любому из пп.18-26, в котором средство нагрева, включающее узел солнечного элемента, содержит трубопровод, через который пропускают среду теплопередачи, и один или большее количество солнечных элементов установлено для сбора солнечной энергии и передачи тепла в среду теплопередачи. 28. Устройство по любому из пп.18-27, в котором нагретая среда теплопередачи,выходящая из указанного средства теплообменника,поступает в компрессор для использования в 14 качестве рабочей среды или добавки к рабочей среде. 29. Устройство по любому из пп.20-28, в котором рабочая среда из указанного расширителя передается в камеру сгорания для соединения с указанной средой теплопередачи. 30. Устройство по любому из пп.18-29, в котором указанное средство накопления тепла,включает материал с изменяемой фазой, который остается, по меньшей мере, частично расплавленным при рабочих температурах устройства. 31. Устройство по п.30, в котором средство накопления содержит резервуар накопления,содержащий другую среду теплопередачи, которая осуществляет теплопередачу с указанным материалом с изменяемой фазой. 32. Устройство по п.31, в котором установлен насос для циркуляции указанной другой среды теплопередачи через средство теплообменника и средство накопления тепла. 33. Устройство по п.31 или 32, в котором указанный материал с изменяемой фазой представляет собой NaCl и указанная другая среда теплопередачи представляет собой эвтектический сплав Pb/Sn. 34. Устройство по любому из пп.18-33, в котором средства теплообменников включают первый теплообменник, установленный для приема среды теплопередачи из указанного средства нагрева, и второй теплообменник, установленный для передачи тепла в указанную рабочую среду, и средство накопления тепла подключено к указанному первому и второму теплообменникам. 35. Устройство по любому из пп.20-34, дополнительно включающее первое средство предварительного нагрева для предварительного нагрева топлива перед вводом его в камеру сгорания. 36. Устройство по п.35, дополнительно включающее второе средство предварительного нагрева для предварительного нагрева воздуха и/или другого источника топлива перед вводом в камеру сгорания. 37. Устройство по п.36, в котором, по меньшей мере, одно из указанных первого и второго средств предварительного нагрева содержит теплообменник, который установлен так, что указанная среда теплопередачи или рабочая среда осуществляют передачу тепла с указанным топливом или воздухом и /или другим источником топлива. 38. Устройство по любому из пп.18-37, в котором установлено средство предварительной подготовки для предварительного охлаждения рабочей среды перед вводом ее в компрессор. 39. Устройство по п.35, в котором указанное средство предварительной подготовки содержит теплообменник, установленный так, что указанная рабочая среда осуществляет передачу тепла к указанным средам теплопередачи. 40. Устройство по любому из пп.18-39, в котором установлено устройство управления 16 давлением для управления давлением указанной рабочей среды.