本发明涉及热处理技术领域，具体为一种循环供热装置及其使用方法。
背景技术：
目前比较成熟的热泵有两种形式：一种是电驱动机械蒸汽压缩式系统，另一种是液—汽吸收式系统，都是将从低温热源吸取的热量排放给高温热源，例如家用空调，在冬季运行时，热量从室外低温空气中吸取，然后排放到高温的房间内，供人们取暖；电驱动机械蒸汽压缩式系统主要由压缩机（带电机）、冷凝器、膨胀阀及蒸发器组成，成熟可靠，应用范围广，但运行时需要消耗电能，运行费用高；液—汽吸收式系统主要由发生器、冷凝器、蒸发器和吸收器组成，需要热能进行驱动，在有余热可利用的场合，不论余热是什么形式都可以利用，具有比较好的节能、环保效益，但设备庞大，经济性比较差，使用化学吸收剂后容易腐蚀等；经比较，现有人们日常的生活、生产过程中，大量使用的还是电驱动机械蒸汽压缩式热泵，但也因此消耗了大量的高品位能源，大量的余热也没有得到有效利用。
技术实现要素：
针对上述问题，本发明提供了一种循环供热装置，其运行费用低，不仅可充分利用余热而实现供热目的，还可解决因使用化学吸收剂导致的设备腐蚀、及电能消耗过大的问题，另外本发明还提供了一种循环供热装置的使用方法。
本发明的技术方案如下：一种循环供热装置，其包括通过管道循环式顺序连接的压缩机、冷凝器、膨胀阀、蒸发器，其特征在于：其还包括加热器以及设置于所述加热器相对侧的冷却器、水轮机，所述冷却器设置于所述加热器相对侧的上方，循环工质通过管道沿着所述加热器、冷却器、水轮机闭路循环，所述水轮机与所述压缩机轴接。
一种循环供热装置的使用方法，其特征在于：其包括下述步骤：
（1）、呈液体的循环工质从加热器的循环工质进口进入后，循环工质通过加热器加热后呈汽态，且温度升高，密度下降，压力增强，循环工质在压力的作用下从加热器的循环工质出口流出后沿着管道上升；
（2）、循环工质沿着管道上升至加热器相对侧上部，进入冷却器，冷却器对流入的循环工质进行冷却，冷却后循环工质呈液态，且温度下降，密度升高，并在重力的作用下从冷却器的循环工质出口下降流出；
（3）、从冷却器的循环工质出口下降流出的循环工质进入水轮机中，并驱动水轮机运转，从而带动压缩机工作；作了功的循环工质能量下降，然后沿着管道重新进入加热器中被加热，继续循环工作；
（4）、压缩机工作时吸入从蒸发器中流出的制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽被压缩成为过热蒸汽，在过热状态下的制冷剂蒸汽进入冷凝器，被冷凝成为饱和液体，同时放出热量给热媒进行供热，然后制冷剂液体通过膨胀阀绝热节流，节流后的制冷剂进入蒸发器中，并从外界吸热蒸发变为干饱和蒸汽，重新又被吸入压缩机，如此循环，不断地从外界吸取热量排放给热媒实现供热。
其进一步特征在于：
所述加热器通过加热介质对循环工质进行加热，加热介质采用的是高温烟气或是低温烟气或是排热水或是地热；所述冷却器通过冷却介质对循环工质进行冷却，冷却介质采用的是低温气体或是水；所述循环工质采用已去除空气等不凝性气体的水或有机液体；
节流后的制冷剂进入蒸发器后，从外界的空气或是冷却介质中吸取热量。
本发明的有益效果是，通过加热器以及设置于与其相对侧的冷却器、水轮机，可使在其两侧的循环工质产生不同的温度，且两侧循环工质加热和冷却后的形态也不同，则两侧不同温度、不同形态的循环工质，其密度不同，而形成密度差，通过该密度差产生压力使循环工质在循环系统内循环流动，从而可使低品位的热能转变为水的能量驱使水轮机运转，进而带动压缩机工作，一方面作了功的循环工质重新进入加热器中被加热，继续循环工作，另一方面制冷剂蒸汽被吸入压缩机后压缩成为过热蒸汽，然后进入冷凝器被冷凝成为饱和液体，同时放出热量供热，继而制冷剂液体通过膨胀阀绝热节流，压力和温度均大大降低，节流后的制冷剂进入蒸发器中，并从外界吸热蒸发变为干饱和蒸汽，重新又被吸入压缩机，如此不断循环，从液能转变为机械能，最终实现供热的目的，从而充分利用了余热，也无需使用化学吸收剂、电能，解决了设备腐蚀、及电能消耗过大的问题，对节能减排、环保发展战略具有重要的现实意义。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括通过管道8循环式顺序连接的压缩机4、冷凝器5、膨胀阀6、蒸发器7，其还包括加热器1以及设置于加热器1相对侧的冷却器2、水轮机3，冷却器2设置于加热器1相对侧的上方，循环工质通过管道8沿着加热器1、冷却器2、水轮机3闭路循环，即加热器1的循环工质进口通过管道8与水轮机3的出口连接，加热器1的循环工质出口通过管道8与冷却器2的循环工质进口连接，冷却器2的循环工质出口通过管道8与水轮机3的进口连接，水轮机3通过传动轴与压缩机4相连接。
一种循环供热装置的使用方法，其包括下述步骤：
（1）、呈液体循环工质从加热器1的循环工质进口进入后，加热器1通过加热介质对管道8内的循环工质进行加热，其中，循环工质采用已去除空气等不凝性气体的水或有机液体，当循环工质采用已去除空气等不凝性气体的水时，加热至110°c；当循环工质采用有机液体时，加热至100°c以下；加热介质采用的是高温烟气或是低温烟气或是排热水或是地热；则循环工质加热后呈汽态，且温度升高，密度下降，压力增强，循环工质在压力的作用下从加热器1的循环工质出口流出后沿着管道8上升；
（2）、循环工质沿着管道8上升至加热器1相对侧上部，进入冷却器2，冷却器2通过冷却介质对流入的循环工质进行冷却，冷却介质采用的是低温气体或是水，冷却后循环工质呈液态，且温度下降，密度升高，并在重力的作用下从冷却器2的循环工质出口下降流出；
（3）、从冷却器2的循环工质出口下降流出的循环工质进入水轮机3中，并驱动水轮机3运转，从而带动压缩机4工作；作了功的循环工质能量下降，然后沿着管道8重新进入加热器1中被加热，继续循环工作；
（4）、压缩机4工作时吸入从蒸发器7中流出的制冷剂蒸汽，制冷剂蒸汽被压缩成为过热蒸汽，在过热状态下的制冷剂蒸汽进入冷凝器5，被冷凝成为饱和液体，同时放出热量给热媒进行供热，然后制冷剂液体通过膨胀阀6绝热节流，制冷剂在节流后压力与温度均大为降低，节流后的制冷剂进入蒸发器7中，并从外界的空气或是液体中吸热蒸发变为干饱和蒸汽，重新又被吸入压缩机4，如此循环，不断地从外界吸取热量排放给热媒实现供热；在冷却器2中从循环工质吸收热量的冷却介质也可以作为热媒进行供热，这样供热用的热量远大于余热输入的热量。
综上，通过加热器1以及设置于与其相对侧的冷却器2、水轮机3，余热通过设置在循环系统一侧下部的加热器1，对管道8内的呈液体的循环工质进行间接加热，循环工质加热后呈汽态，且温度升高，密度下降，在压力的作用下通过管道8上升，到达顶部后流动到另一侧进入冷却器2，冷却器2对流入的循环工质由冷却介质进行冷却，冷却后循环工质呈液态，温度下降，密度升高，则循环系统的一侧加热，另一侧冷却，两侧的工质产生不同的温度，且两侧工质加热和冷却后的形态也不同，即循环工质在一侧加热后成为蒸汽，循环工质在另一侧冷却后成为液体，不同温度、不同形态的工质其密度不同而形成密度差，其相比温度不同、而形态相同的工质形成的密度差，产生的压力会更大，则通过该密度差产生的压力使循环工质在循环系统内循环流动，其中，通过加热介质加热的循环工质温度越高越好，通过冷却介质冷却的循环工质温度越低越好，这样就可以在循环系统两侧形成较大的温差，产生更大的压力，输出机械能效果就会更好，从而可使低品位的热能转变为工质液体的能量，通过水轮机3转换为机械能，进而带动压缩机4工作，一方面作了功的循环工质能量下降，然后重新进入加热器11中被加热，加热后循环工质在压力的作用下上升，到达顶部后在循环系统另一侧进行冷却，冷却后的循环工质在重力的作用下通过管道8下降，然后进入设置在下面的水轮机3，流入的循环工质驱动水轮机3运转，使液能在其内转换为机械能，带动压缩机4工作，作了功的循环工质能量下降，然后进入加热器1再次被加热，周而复始循环进行，不断输出机械能，从而充分利用了低品位余热来驱动压缩机4工作，解决了低品位热能的利用问题，节能减排效果明显；另一方面压缩机4在水轮机3的带动下吸入蒸发器7中的制冷剂蒸汽，制冷剂被绝热压缩成为过热蒸汽，然后过热状态下的制冷剂蒸汽进入冷凝器5，被定压冷凝成为饱和液体，同时放出热量给热媒进行供热，制冷剂液体继而通过膨胀阀6绝热节流，压力和温度均大大降低，节流后的高湿度低温低压制冷剂进入蒸发器7中，在低温环境下从外界吸热蒸发，制冷剂湿蒸汽吸热后变为干饱和蒸汽，重新又被吸入压缩机4，如此不断循环，从液能转变为机械能，源源不断地从外界空气或是冷却介质中吸取热量排放给高温的热媒，实现供热目的，从而充分利用了余热，也无需使用化学吸收剂、电能，解决了设备腐蚀、及电能消耗过大的问题，对节能减排、环保发展战略具有重要的现实意义。