專(zhuān)利名稱(chēng)：一個(gè)環(huán)境熱能的合理利用體系的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制冷與熱力學(xué)工程，是一個(gè)環(huán)境熱能的合理利用體系，用于制冷與熱力機(jī)械的制造。
本發(fā)明所述的壓縮氣體，是指與其所處環(huán)境相比，具有更高氣壓，可以膨脹對(duì)外作功的氣體。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今，人們已意識(shí)到環(huán)境中蘊(yùn)涵著人類(lèi)無(wú)法耗竭的可再生熱能，然而，目前尚無(wú)法拿出一個(gè)經(jīng)濟(jì)的辦法將可再生熱能提取出來(lái)進(jìn)行有效利用。盡管各國(guó)都在鼓勵(lì)和支持可再生能源的開(kāi)發(fā)，但可再生能源，尤其是可再生熱能的利用成本，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)伴隨著嚴(yán)重污染的傳統(tǒng)化石燃料能源，無(wú)法進(jìn)行廣泛運(yùn)用。
提取能量需要適當(dāng)?shù)牟町?，如水的位能差，熱的溫度差，氣的壓力差等等。不能?jīng)濟(jì)地利用可再生熱能的原因，在于人們不能找到或經(jīng)濟(jì)地制造提取環(huán)境熱能所需的適當(dāng)溫度差。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明即是針對(duì)上述問(wèn)題，提出的一個(gè)通過(guò)經(jīng)濟(jì)地制造并利用適當(dāng)?shù)臏囟炔?，將環(huán)境熱能萃取并利用的體系。
本體系依靠乏汽壓縮式制冷法和壓縮機(jī)自冷卻法從外部環(huán)境中經(jīng)濟(jì)地萃取環(huán)境熱能，經(jīng)驅(qū)液膨脹式壓縮氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化法，在制冷的同時(shí)將萃取的熱能轉(zhuǎn)化為便于利用的液體機(jī)械能，并通過(guò)再利用機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、高位熱能等，其特征在于包括有以下步驟①液態(tài)制冷工質(zhì)與系統(tǒng)外部換熱，內(nèi)能增加而轉(zhuǎn)化為高壓氣態(tài)制冷工質(zhì)；②高壓氣態(tài)制冷工質(zhì)在內(nèi)能轉(zhuǎn)化器內(nèi)絕熱減壓膨脹制冷，同時(shí)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為傳動(dòng)損耗和某一液體物質(zhì)的機(jī)械能；③對(duì)該液體物質(zhì)獲得的機(jī)械能加以利用，包括A或直接利用a將某一外部空間的液體引向另一外部空間而成為制冷聯(lián)合泵，b將某一外部空間的液體引回同一外部空間循環(huán)流動(dòng)制熱而成為制冷聯(lián)合制冷機(jī)；B或間接利用作為第二級(jí)工質(zhì)，a驅(qū)動(dòng)液輪機(jī)者而成為制冷聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)，b經(jīng)制熱管制熱者而成為制冷聯(lián)合供熱器。
與現(xiàn)有的制冷機(jī)、泵、發(fā)動(dòng)機(jī)、制熱器相比，本體系的相應(yīng)設(shè)備主要以環(huán)境熱能，如水體、大氣或工業(yè)廢氣載熱為動(dòng)力源，成本低而無(wú)污染。
實(shí)施方式驅(qū)液膨脹式壓縮氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化法背景目前在國(guó)際國(guó)內(nèi)應(yīng)用的壓縮氣體內(nèi)能減失方法，是在其絕熱的減壓膨脹過(guò)程中，通過(guò)驅(qū)動(dòng)往復(fù)式活塞或旋轉(zhuǎn)葉輪對(duì)外作功的方式實(shí)現(xiàn)的。如在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中，通過(guò)內(nèi)燃或外燃的方式取得的壓縮氣體，在驅(qū)動(dòng)活塞曲柄連桿機(jī)構(gòu)(如蒸氣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等)或驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)葉輪機(jī)構(gòu)(如汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī))對(duì)外作功減少內(nèi)能；又如在氣體壓縮式制冷機(jī)中，經(jīng)壓縮過(guò)程中被冷卻的壓縮氣體，在膨脹機(jī)內(nèi)絕熱膨脹，驅(qū)動(dòng)往復(fù)式活塞或旋轉(zhuǎn)葉輪對(duì)外作功的方式對(duì)外作功，進(jìn)一步損失氣體的內(nèi)能。
壓縮氣體驅(qū)動(dòng)往復(fù)式活塞或葉輪對(duì)外作功減少內(nèi)能的兩種方式，均存在內(nèi)能轉(zhuǎn)化不充分的問(wèn)題。
減壓膨脹過(guò)程中，氣體內(nèi)能逐漸減少，對(duì)外輸出功能力逐漸減弱。隨著減壓膨脹過(guò)程繼續(xù)，氣體內(nèi)能減少與作功能力減弱至一定程度后，受被其驅(qū)動(dòng)機(jī)械的工況要求(如轉(zhuǎn)速)限制，壓縮氣體就不再能對(duì)其驅(qū)動(dòng)的機(jī)械(包括往復(fù)式活塞或旋轉(zhuǎn)葉輪及其所連接的用功機(jī)械)作功，反之，在慣性等因素的作用下，受其驅(qū)動(dòng)的機(jī)械轉(zhuǎn)而對(duì)壓縮氣體作功，產(chǎn)生負(fù)功作用。因而，壓縮氣體的內(nèi)能無(wú)法充分轉(zhuǎn)化。
內(nèi)能轉(zhuǎn)化不充分，具有兩方面的問(wèn)題A熱效率不高如，受發(fā)動(dòng)機(jī)工況要求的不同，如旋轉(zhuǎn)葉輪式發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率極限值在40％以?xún)?nèi)，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率在45％以?xún)?nèi)，造成，a能耗高；b污染大。
B不便于經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)工質(zhì)的循環(huán)過(guò)程由于部分作功后的氣體(如乏汽)中仍存有較多的內(nèi)能，因而具有較高的溫度、壓力和較大的體積，以壓縮液化的方式實(shí)現(xiàn)工質(zhì)循環(huán)很不經(jīng)濟(jì)，為減免負(fù)功作用，只好排放出去，或采用丟失大量熱能的冷凝方式收集，如，氣體壓縮式制冷中，一部分經(jīng)過(guò)凈化處理和壓縮機(jī)壓縮的氣體不得已重新排入大氣；舊式列車(chē)的乏汽被排放入大氣；汽輪機(jī)的乏汽進(jìn)入凝汽器，熱量被冷卻水帶走而成為熱污染。
內(nèi)容驅(qū)液膨脹式壓縮氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化法的內(nèi)容為絕熱條件下，壓縮氣體在內(nèi)能轉(zhuǎn)化器氣房?jī)?nèi)充分的減壓膨脹過(guò)程中，通過(guò)包括活塞或隔膜在內(nèi)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，將力傳向液室并作功，轉(zhuǎn)化為傳動(dòng)損耗和液體的機(jī)械能，從而使氣體內(nèi)能充分減失。
實(shí)施參見(jiàn)

圖1。
實(shí)施本法內(nèi)能轉(zhuǎn)化器，特征在于包含氣房51、液室52和傳動(dòng)裝置53；氣房51借流入道與流出道，經(jīng)注氣管3和排氣排液管6與外部交通，交通狀態(tài)根據(jù)工作程序通過(guò)閥4和4’控制；流出道處于房的最低處，以利房?jī)?nèi)容物尤其是液體物質(zhì)的排出；圍成氣房的壁，嚴(yán)密絕熱；氣房壁上(如氣缸壁或活塞上)，設(shè)有溫度、壓力等傳感器；氣房在非工作狀態(tài)下的氣壓，按照控制器的設(shè)定要求，由壓縮機(jī)組工作控制在低壓狀態(tài)，以保持氣房的干燥；在單作用活塞式和隔膜式內(nèi)能轉(zhuǎn)化器中，低壓狀態(tài)還用于幫助液體對(duì)液室的回填；液室借流入道與流出道經(jīng)給排液管道8的補(bǔ)液管82和注液管81與外部交通；交通狀態(tài)由閥(優(yōu)選單向閥)根據(jù)室內(nèi)壓力的變化自動(dòng)控制；通常情況下，流入道較流出道寬大；按照其組織方式，內(nèi)能轉(zhuǎn)化器包含有
A單作用活塞式由單作用氣缸、單作用液缸經(jīng)雙塞活塞連接構(gòu)成，汽缸和液缸分別作為內(nèi)能轉(zhuǎn)化器的氣房與液室；B雙作用活塞式由雙作用氣缸、雙作用液缸經(jīng)雙塞活塞連接構(gòu)成，汽缸和液缸分別被氣缸塞和液缸塞分隔為兩房和兩室，成為雙房雙室內(nèi)能轉(zhuǎn)化器；雙塞活塞53由氣缸塞531、液缸塞532、連桿533連接構(gòu)成，連桿連接氣缸塞與液缸塞，使兩塞同步動(dòng)作；為便于保障兩側(cè)氣房功率的平衡，以及活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)兩側(cè)液室容量變化的平衡，可在連桿的對(duì)側(cè)安裝平衡桿534和534’；平衡桿與缸塞同步動(dòng)作，截面積與連桿相等；C隔膜式氣房51與液室52處于同一個(gè)耐壓空間內(nèi)，房、室間用隔膜53分隔。
內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程以下按照雙作用活塞式內(nèi)能轉(zhuǎn)化器，對(duì)壓縮氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化過(guò)程進(jìn)行表述。
壓縮氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化在兩側(cè)氣房交替進(jìn)行；非工作氣房的氣壓由壓縮機(jī)組維持在設(shè)定的低壓狀態(tài)，如10kPa；壓縮氣體注入轉(zhuǎn)化器的一側(cè)氣房，該氣房成為工作氣房。工作氣房因氣壓增高而膨脹，在克服對(duì)側(cè)非工作氣房的氣壓，以及活塞與氣、液缸壁的磨擦力后，將壓力傳遞給液缸，液缸塞兩側(cè)的液室分別成為高壓室與低壓室，高壓室中的液體的液體經(jīng)流出道流向外部，取得液體的動(dòng)能；低壓室則吸引補(bǔ)液管82內(nèi)的液體，填充低壓室。
在中途停止注氣的減壓膨脹方式下，工作氣房將膨脹至活塞不再移動(dòng)，液室流出道不再有液體流出，氣壓等于磨擦力/氣缸塞工作面積+所設(shè)定的非工作氣房氣壓(10kPa)；溫度等于該氣壓下該制冷工質(zhì)的飽和蒸氣溫度(略高于該氣壓下制冷工質(zhì)的沸點(diǎn))，若在完全絕熱和活塞磨擦力很小的情況下，因其氣壓低，該溫度甚至可以低于其在氣化器內(nèi)發(fā)生飽和蒸汽時(shí)的溫度。
有益性這種轉(zhuǎn)化方式下，活塞和液體不能反過(guò)來(lái)對(duì)壓縮氣體作功，活塞的功耗與液體取得的機(jī)械能的過(guò)程是完全被動(dòng)而同步的，強(qiáng)度與壓縮氣體內(nèi)能的減失呈直線(xiàn)性正相關(guān)，數(shù)量趨于全部(接近制冷工質(zhì)在供冷換熱器中氣化時(shí)取得內(nèi)能增量)，并伴隨于過(guò)程的始終。
從而，這種壓縮氣體內(nèi)能的減失方法，比現(xiàn)有技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn)A可最大限度地減失壓縮氣體的內(nèi)能，為下一步經(jīng)濟(jì)地對(duì)其壓縮液化進(jìn)行工質(zhì)的循環(huán)利用提供了可能；B取得了便于再利用的液體機(jī)械能。
壓縮機(jī)自冷卻法背景在以往的各類(lèi)壓縮機(jī)的冷卻方法中，都沒(méi)有采用自身的液態(tài)制冷工質(zhì)對(duì)壓縮機(jī)進(jìn)行冷卻這種方式，壓縮機(jī)自身以及被壓縮氣體的產(chǎn)熱，均作為廢熱被冷卻介質(zhì)(如空氣、水)帶走并成為熱污染。
內(nèi)容本法的內(nèi)容為以液態(tài)制冷工質(zhì)與造就其的壓縮機(jī)換熱，使壓縮機(jī)冷卻的方法。
實(shí)施實(shí)施本法的壓縮機(jī)冷卻器21(以下稱(chēng)冷卻器)，是一個(gè)與外部嚴(yán)密絕熱的耐壓容器，為液態(tài)制冷冷卻器庫(kù)，充滿(mǎn)液態(tài)制冷工質(zhì)；容器上方有流出道供制冷工質(zhì)流出；壓縮機(jī)安置于容器內(nèi)部，浸泡在制冷工質(zhì)中，機(jī)件的散熱性能良好；壓縮機(jī)經(jīng)穿透容器壁的輸送管接受欲壓縮液化的制冷工質(zhì)，并經(jīng)排放管將壓縮液化的制冷工質(zhì)排放在容器腔內(nèi)；壓縮機(jī)可安裝于容器內(nèi)部偏上方，其排放管可開(kāi)口于容器底部；通過(guò)設(shè)置一倉(cāng)容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)211，冷卻器21容量可調(diào)整。
冷卻過(guò)程壓縮機(jī)工作時(shí)，將制冷工質(zhì)乏汽壓縮液化，并排放于冷卻器底部；隨著工質(zhì)的循環(huán)，新生的液態(tài)制冷工質(zhì)向上流動(dòng)，途中與壓縮機(jī)換熱，冷卻壓縮機(jī)，被換熱升溫的工質(zhì)繼續(xù)向上流動(dòng)，最后經(jīng)排出道排出冷卻器。
有益性A冷卻效果好液態(tài)制冷工質(zhì)通常具有較低的溫度，尤其是臨界溫度較低的制冷工質(zhì)，如二氧化碳、氮、氦等，其低溫遠(yuǎn)非常溫可及；B熱損失少壓縮機(jī)自身產(chǎn)熱以及氣體被壓縮液化釋放出的潛熱，又作為制冷工質(zhì)由液至汽過(guò)程中的熱源被有效利用。
乏汽壓縮式制冷法背景現(xiàn)有的壓縮式制冷機(jī)有氣體壓縮式和蒸汽壓縮式兩種。
氣體壓縮式的工作方法為壓縮機(jī)壓縮氣體，壓縮過(guò)程中壓縮機(jī)自身與被壓縮氣體產(chǎn)熱由換熱器帶走，被冷卻的壓縮氣體進(jìn)入膨脹機(jī)內(nèi)經(jīng)驅(qū)動(dòng)曲柄連桿機(jī)構(gòu)或旋轉(zhuǎn)葉輪對(duì)外作功，內(nèi)能進(jìn)一步下降制冷。
蒸汽壓縮式的工作方法為液態(tài)制冷工質(zhì)進(jìn)入蒸發(fā)器內(nèi)與欲冷卻物換熱制冷，工質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)為氣態(tài)，進(jìn)入真空壓縮機(jī)被壓縮、液化，壓縮機(jī)自身產(chǎn)熱以及工質(zhì)液化過(guò)程中釋放的潛熱被換熱器帶走。
氣體壓縮式制冷機(jī)存在如下不足A能耗高a氣體壓縮升壓靠壓縮機(jī)工作實(shí)現(xiàn)；b氣體壓縮量大；c壓縮機(jī)工作環(huán)境溫度高，在常溫下進(jìn)行。B制冷能力弱a壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行下產(chǎn)生的氣壓有限，單位體積的氣體絕熱膨脹后產(chǎn)生的冷量較少；b膨脹機(jī)絕熱效率不高(一般為60-85％)，一次膨脹過(guò)程中工質(zhì)內(nèi)能丟失不足，需多次制造和干預(yù)壓縮-膨脹的循環(huán)過(guò)程才能產(chǎn)生足夠低的溫度。C所產(chǎn)熱為廢熱盡管其在制冷過(guò)程的同時(shí)，產(chǎn)出了比冷量更多的熱量，但為了保證冷卻效果，冷卻用換熱器排出的載熱介質(zhì)溫度較低，所載熱不便于回收利用，常作為廢熱放棄而成為熱污染。D應(yīng)用面窄因其經(jīng)濟(jì)性較差，除非為取得深冷，通常用經(jīng)濟(jì)適用性更好的其它類(lèi)型制冷機(jī)，如蒸氣壓縮式制冷機(jī)進(jìn)行制冷。E結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大，生產(chǎn)、安裝、使用不便。F噪聲大主噪聲源壓縮機(jī)組工作量大，并靠環(huán)境溫度降溫而直接開(kāi)放于環(huán)境中。
蒸汽壓縮式制冷機(jī)存在如下不足A能耗高a壓縮機(jī)工作對(duì)象為內(nèi)能充足的蒸汽；b壓縮機(jī)工作環(huán)境溫度高，在常溫下進(jìn)行。B制冷能力弱a只能使用臨界溫度高于常溫的工質(zhì)，工質(zhì)氣化時(shí)吸收的熱量較少；b制冷深度淺。C所產(chǎn)熱為廢熱盡管其在制冷過(guò)程的同時(shí)，產(chǎn)出了比冷量更多的熱量，但為了保證冷卻效果，冷卻用換熱器排出的載熱介質(zhì)溫度較低，所載熱不便于回收利用，常作為廢熱放棄而成為熱污染。D應(yīng)用面窄，不能提供深冷。E噪聲大，主噪聲源壓縮機(jī)組工作量大，并靠環(huán)境溫度降溫而直接開(kāi)放于環(huán)境中。
內(nèi)容乏汽壓縮制冷法的特征，在于按以下步驟實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)①液態(tài)制冷工質(zhì)經(jīng)換熱，在對(duì)外制冷的同時(shí)自身內(nèi)能增加，轉(zhuǎn)化為一定溫度、濕度、壓力的氣態(tài)工質(zhì)；②氣態(tài)工質(zhì)在絕熱減壓膨脹制冷的過(guò)程中對(duì)外作功而內(nèi)能減失；③內(nèi)能已減失制冷工質(zhì)乏汽，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮、液化，由此進(jìn)入下一循環(huán)。
實(shí)施本法的制冷系統(tǒng)包括有控制器1、供冷換熱器2、注氣管3、閥4與4’、內(nèi)能轉(zhuǎn)化器5的制冷缸51、排氣排液管6、壓縮機(jī)組7，由此構(gòu)成制冷機(jī)。
控制器1通過(guò)與分布于內(nèi)能轉(zhuǎn)化器、氣化器等處的各溫度、壓力等傳感器連接取得相應(yīng)參數(shù)，根據(jù)制冷與下級(jí)用功機(jī)構(gòu)要求，與閥4和4’、冷卻器的倉(cāng)容量調(diào)節(jié)器211、氣化器的欲換熱物驅(qū)動(dòng)器226等受控器連接，主要控制A壓縮機(jī)冷卻器以及氣化器工作狀況，進(jìn)而取得適當(dāng)?shù)闹评涔べ|(zhì)工作參數(shù)等；B各閥的啟閉與開(kāi)啟時(shí)間，滿(mǎn)足對(duì)絕熱減壓膨脹中內(nèi)能轉(zhuǎn)化的設(shè)計(jì)要求；C壓縮機(jī)組的工作參數(shù)，使非工作氣房保持在適當(dāng)?shù)牡蛪籂顟B(tài)；D下級(jí)用功機(jī)構(gòu)的工作參數(shù)等，實(shí)現(xiàn)制冷聯(lián)合機(jī)械的安全、自動(dòng)、平穩(wěn)工作；供冷換熱器2包括冷卻器21和氣化器22；冷卻器21倉(cāng)容量調(diào)節(jié)器211根據(jù)控制器要求，調(diào)整冷卻器21的容量，進(jìn)而調(diào)整進(jìn)入氣化器的制冷工質(zhì)數(shù)量，控制氣態(tài)制冷工質(zhì)的產(chǎn)生溫度、濕度與壓力，余略。
氣化器22欲換熱物驅(qū)動(dòng)器226根據(jù)控制器要求，調(diào)整欲換熱物流量，進(jìn)而調(diào)整與制冷工質(zhì)的換熱狀況，控制氣態(tài)制冷工質(zhì)的產(chǎn)生溫度、濕度與壓力，余略。
注氣管3將氣化器產(chǎn)生的高壓制冷工質(zhì)氣體，輸往內(nèi)能轉(zhuǎn)化器的制冷缸。
閥4控制氣態(tài)制冷工質(zhì)的輸入時(shí)相及輸入量，閥4’控制在氣房?jī)?nèi)作功畢的制冷工質(zhì)乏汽排放。
內(nèi)能轉(zhuǎn)化器5兩側(cè)氣房交替工作，工作氣房膨脹擴(kuò)張，推動(dòng)雙塞活塞向雙側(cè)移動(dòng)A氣缸塞的移動(dòng)，壓縮非工作氣房，將作功畢制冷工質(zhì)的乏汽經(jīng)閥和排氣排液管向壓縮機(jī)組輸送；B液缸塞移動(dòng)，其分隔的分別成為高壓室與低壓室，室內(nèi)的液體經(jīng)流出道和流入道流動(dòng)，取得機(jī)械能；余略。
排氣排液管6經(jīng)閥4’，將作功畢制冷工質(zhì)的乏汽，向壓縮機(jī)組7輸送。
壓縮機(jī)組7視膨脹制冷的設(shè)計(jì)壓力要求，選用一個(gè)及一個(gè)以上容積式壓縮機(jī)串聯(lián)形成，余略。
制冷工質(zhì)按照制冷要求，選用不同臨界溫度的低沸點(diǎn)物質(zhì)，如氟利昂、二氧化碳、氮、惰性氣體；對(duì)制冷深度要求不高的機(jī)型，優(yōu)選臨界溫度高于常溫的氟利昂，以免停機(jī)后制冷工質(zhì)全部氣化壓力過(guò)高可能引起的機(jī)構(gòu)損害。
絕熱除真空壓縮機(jī)以及在供冷換熱器內(nèi)特定的換熱部位外，所有與制冷工質(zhì)接觸的機(jī)構(gòu)或部位嚴(yán)密絕熱。
制冷過(guò)程在控制器1的控制下，調(diào)整冷卻器倉(cāng)容量調(diào)節(jié)器211和欲換熱物驅(qū)動(dòng)器226的工作狀態(tài)，壓縮機(jī)組7工作，驅(qū)動(dòng)一定流量的液態(tài)制冷工質(zhì)從冷卻器21向氣化器22輸出，工質(zhì)在氣化器22內(nèi)與欲冷卻物換熱，轉(zhuǎn)化為一定溫度、濕度、壓力的氣態(tài)工質(zhì)，經(jīng)注氣管3與閥4，注入內(nèi)能轉(zhuǎn)化器3的制冷缸51內(nèi)絕熱減壓膨脹，同時(shí)經(jīng)雙塞活塞53對(duì)制熱缸52輸出功；內(nèi)能已充分丟失轉(zhuǎn)移的制冷工質(zhì)，溫度、壓力銳降而濕度銳增，經(jīng)閥4’與排氣排液管6進(jìn)入設(shè)置在液態(tài)冷卻器內(nèi)的壓縮機(jī)組7，并被壓縮、液化，排入冷卻器21底部，在從底部向上流動(dòng)的過(guò)程中與壓縮機(jī)組7換熱，重新進(jìn)入氣化器開(kāi)始下一循環(huán)。
有益性與現(xiàn)有氣體壓縮制冷機(jī)對(duì)比，本發(fā)明驅(qū)液膨脹式制冷供熱機(jī)具有以下優(yōu)點(diǎn)A節(jié)能a其膨脹制冷的工作壓力無(wú)需壓縮機(jī)工作提供，由換熱產(chǎn)生；b壓縮機(jī)組僅對(duì)內(nèi)能已充分轉(zhuǎn)移，溫度、壓力低而濕度大的工質(zhì)進(jìn)行壓縮液化，且在低溫液態(tài)工質(zhì)的換熱下工作；c壓縮機(jī)組工作的產(chǎn)熱，成為液態(tài)工質(zhì)加熱的熱源之一，熱損失少，甚至可以理解為無(wú)熱損失。B制冷能力強(qiáng)a工作氣壓高，能量密度大(換熱形成的制冷工質(zhì)氣壓可遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行下產(chǎn)生的氣壓)，單位體積氣體絕熱膨脹產(chǎn)生的冷量大；b絕熱膨脹時(shí)制冷工質(zhì)內(nèi)能轉(zhuǎn)移丟失充分。C無(wú)廢熱產(chǎn)生壓縮氣體的內(nèi)能，絕大部份轉(zhuǎn)化為便于再利用的液體機(jī)械能，被下一級(jí)的再利用機(jī)構(gòu)利用；D應(yīng)用面廣通過(guò)對(duì)制冷工質(zhì)的選擇或調(diào)整供冷換熱器的工況，可滿(mǎn)足各種深度的制冷需求；E結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易損件少，便于制造與安裝使用；F噪聲低主噪聲源壓縮機(jī)組工作量小，并被隔熱層、制冷冷卻器壁、制冷工質(zhì)等多層固、液態(tài)物質(zhì)與環(huán)境隔絕。
高壓制冷工質(zhì)的制備機(jī)構(gòu)(環(huán)境熱能的萃取機(jī)構(gòu))-氣化器背景現(xiàn)有的膨脹制冷機(jī)械，其壓縮氣體的取得，無(wú)一不是通過(guò)壓縮機(jī)壓縮實(shí)現(xiàn)的，所消耗的是高位機(jī)械能或最高位的電能，同時(shí)，機(jī)械壓縮的方法所取得的壓縮氣體氣壓有限。從而，造成了現(xiàn)有膨脹制冷機(jī)械的能耗大，制冷能力不強(qiáng)的問(wèn)題。
用途氣化器用于對(duì)整個(gè)聯(lián)合系統(tǒng)，用于從外部環(huán)境萃取熱能，作為聯(lián)合系統(tǒng)工作的主動(dòng)力；對(duì)制冷系統(tǒng)內(nèi)部，用于將從冷卻器內(nèi)流入的制冷工質(zhì)進(jìn)一步加熱、汽化乃至氣化，形成有一定溫度、濕度與壓力的氣態(tài)制冷工質(zhì)；對(duì)制冷系統(tǒng)外部，是冷卻塔式供冷換熱器，用于提供冷量。
結(jié)構(gòu)氣化器上方設(shè)有欲換熱物進(jìn)入的入口224；下方設(shè)有一個(gè)及以上的已換熱物排出的出口225；內(nèi)部設(shè)有制冷工質(zhì)腔道221；腔道外部，可用隔板222和通道223設(shè)置的欲換熱物自上而下的流動(dòng)路徑；欲冷卻物的流動(dòng)可經(jīng)驅(qū)動(dòng)器226(如風(fēng)機(jī))驅(qū)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)器安置于包括換熱設(shè)備主體的流動(dòng)路徑上(如通道內(nèi))，也可安置于主體外的欲換熱物流動(dòng)路徑上；在制冷工質(zhì)腔道221壁、隔板222等處，設(shè)有溫度、壓力等傳感器；欲冷卻物可為目標(biāo)冷卻物，亦可為載熱介質(zhì)；氣化器與外圍環(huán)境的絕熱，根據(jù)制冷要求而定。對(duì)于單純對(duì)環(huán)境供冷者，如空調(diào)，結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化，且無(wú)須絕熱；對(duì)于有一定制冷要求者，如冰箱、氣體冷凍液化分離等，進(jìn)行適當(dāng)絕熱。
工作過(guò)程制冷工質(zhì)在冷卻器21內(nèi)與壓縮機(jī)組換熱后，經(jīng)流出道流入氣化器制冷工質(zhì)腔道221內(nèi)部并自下而上流動(dòng)；制冷工質(zhì)腔道外部，欲換熱物自上而下流動(dòng)。
經(jīng)換熱，制冷工質(zhì)腔道內(nèi)部，制冷工質(zhì)自下而上溫度逐步升高，下部呈液態(tài)，上部為氣態(tài)，在液面處發(fā)生飽和蒸汽，液面以上，由于換熱繼續(xù)，溫度繼續(xù)升高而濕度逐步降低，最上方部位向注氣管3輸出；制冷工質(zhì)腔道外部，亦自上而下形成多個(gè)溫度逐步下降的溫階區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)不同深度的制冷效應(yīng)。
有益性與現(xiàn)有壓縮制冷機(jī)的高壓氣態(tài)制冷工質(zhì)的制備方式相比，本制備方式具有以下優(yōu)點(diǎn)A節(jié)能，a其膨脹制冷的工作壓力無(wú)需壓縮機(jī)工作提供，由換熱產(chǎn)生；b壓縮機(jī)組工作的產(chǎn)熱，成為液態(tài)工質(zhì)加熱的熱源之一，熱損失少，甚至可以理解為無(wú)熱損失；B制冷能力強(qiáng)，工作氣壓高，能量密度大(換熱形成的制冷工質(zhì)氣壓可遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于壓縮機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行下產(chǎn)生的氣壓)，單位體積氣體絕熱膨脹產(chǎn)生的冷量大；C低噪聲，主噪聲源壓縮機(jī)組工作量小，并被隔熱層、制冷冷卻器壁、制冷工質(zhì)等多層固、液態(tài)物質(zhì)與環(huán)境隔絕。
被轉(zhuǎn)化內(nèi)能的再利用機(jī)構(gòu)的組織及其再利用方式再利用機(jī)構(gòu)直接利用機(jī)構(gòu)由內(nèi)能轉(zhuǎn)化器5的液缸52、給排液管道8組成；間接利用機(jī)構(gòu)由內(nèi)能轉(zhuǎn)化器5的液缸52、給排液管道8和第二級(jí)用功機(jī)構(gòu)9組成。
再利用方式A直接利用a在單向閥及管道等導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的限定下，從某一外部空間向液室引入某種液體，經(jīng)內(nèi)能轉(zhuǎn)化取得機(jī)械能后，流向另一外部空間，而成為泵；b將某一外部空間的液體引回同一外部空間循環(huán)流動(dòng)制熱而成為制冷聯(lián)合制冷機(jī)；B間接利用取得機(jī)械能的液體，作為循環(huán)的第二級(jí)工質(zhì)，對(duì)第二級(jí)用功機(jī)構(gòu)作功，包括A通過(guò)推動(dòng)液輪機(jī)對(duì)外輸出機(jī)械能，而成為發(fā)動(dòng)機(jī)；B經(jīng)流體制熱管將機(jī)械能最終又轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽蔀橹茻崞鳌?br> 圖面說(shuō)明圖1是本發(fā)明內(nèi)能轉(zhuǎn)化器原理圖，A、B、C分別為單作用活塞式、雙作用活塞式、隔膜式內(nèi)能轉(zhuǎn)化器的組織方式圖2是本發(fā)明冷卻器示意3是本發(fā)明氣化器示意4是本發(fā)明制冷聯(lián)合泵示意5是本發(fā)明制冷聯(lián)合制熱機(jī)示意6是本發(fā)明制冷聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)示意7是本發(fā)明制冷聯(lián)合供熱器示意圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例一參見(jiàn)圖4制冷原動(dòng)泵兼有制冷機(jī)與泵的雙重作用，可用于制冷和輸送液體物質(zhì)，以及作為水中航行器的推進(jìn)器。
液室52經(jīng)補(bǔ)液管82和流入道，與某一外部空間的某種液體連接，經(jīng)流出道和注液管81與另一外部空間連接；單向閥設(shè)置在流入道與流出道處；液缸壁或液缸塞處，設(shè)有壓力傳感器；在兩液室之間，設(shè)有交通管83，管的交通狀況由經(jīng)液閥84由控制器1進(jìn)行控制；在制冷聯(lián)合泵用于提高所泵液體的位能的情況下，如從低處向高處泵水，當(dāng)位能差對(duì)減壓膨脹后期內(nèi)能轉(zhuǎn)化的影響，超過(guò)設(shè)計(jì)要求時(shí)，交通管導(dǎo)通，以保障減壓膨脹按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行；因制泠聯(lián)合泵工作時(shí)有明顯的脈動(dòng)性，可采用多個(gè)制冷聯(lián)合泵彼此錯(cuò)開(kāi)一定的工作相位同時(shí)工作。
實(shí)施例二參見(jiàn)圖5制冷聯(lián)合制熱機(jī)兼有制冷機(jī)與制熱器的雙重作用，一方面輸出冷量，一方面輸出能滿(mǎn)足生產(chǎn)生活所需的高位的熱能，如熱水或水蒸汽。
其特征為兩側(cè)液室的流入道與流出道均直接開(kāi)放于同一個(gè)外部空間；被加熱液體應(yīng)選用對(duì)液缸結(jié)構(gòu)無(wú)損害者，如純水；實(shí)際應(yīng)用以其制冷用于大商場(chǎng)的空調(diào)、制熱用于提供蒸氣為例說(shuō)明制冷工質(zhì)選用氟利昂；被加熱物選用軟水；工作過(guò)程室內(nèi)濕熱空氣經(jīng)氣化器入口進(jìn)入氣化器，與制熱工質(zhì)換熱冷卻，空氣中的水蒸汽冷凝經(jīng)出口225’引出；除濕后的空氣繼續(xù)進(jìn)一步冷卻，經(jīng)出口225返回室內(nèi)。
制熱工質(zhì)在室壓變化的驅(qū)動(dòng)下，不斷出、入液室，并因沿程損失和局部損失制熱；久之，加熱了經(jīng)入口851進(jìn)入供熱鍋85內(nèi)的軟水并產(chǎn)生蒸汽，蒸汽從出口852引出，在其它加熱用時(shí)冷凝，經(jīng)泵加壓后從入口851返回供熱鍋。
參見(jiàn)圖6制冷聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)兼有制冷機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)的雙重作用，可用于制冷和驅(qū)動(dòng)各種用功機(jī)械，如發(fā)電機(jī)、車(chē)輛，飛機(jī)與船舶的轉(zhuǎn)槳、機(jī)床設(shè)備等；其特征為應(yīng)用的第二級(jí)工質(zhì)，選用水、水溶液、有機(jī)溶劑、金屬汞等，優(yōu)選水溶液；應(yīng)用的液輪機(jī)91，優(yōu)選沖擊式水輪機(jī)；鑒于第二級(jí)工質(zhì)輸入的脈動(dòng)性較大，為保障發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的穩(wěn)定，可采用多個(gè)液室錯(cuò)開(kāi)一定的工作相位，向同一臺(tái)液輪機(jī)輸出；為進(jìn)一步更有效地利用第二級(jí)工質(zhì)的機(jī)械能，可選用多臺(tái)液輪機(jī)，或多個(gè)葉輪的液輪機(jī)，以充分利用不同流速狀態(tài)下的第二級(jí)工質(zhì)攜帶的機(jī)械能；實(shí)際應(yīng)用以其制冷用于氨合成氣分離、發(fā)動(dòng)機(jī)用于發(fā)電為例說(shuō)明制冷工質(zhì)選用氦；氣化器入口224接氨合成塔10的合成氣排出管；被冷凍液化的氨、甲烷、惰性氣體等，分別經(jīng)各自的排出道225流出，并收集備用；被冷凍液化的氮、氫，分別經(jīng)各自的排出道225’流出，并經(jīng)高壓泵101與101’，泵回合成塔10；新原料氮、氫，分別經(jīng)高壓泵102與102’，泵入合成塔10；應(yīng)用的第二級(jí)工質(zhì)，選用亞硝酸鈉聚乙二醇水溶液；液輪機(jī)91選用沖擊式水輪機(jī)；水輪機(jī)輸出軸911帶動(dòng)發(fā)電機(jī)912。
實(shí)施例四參見(jiàn)圖7制冷聯(lián)合制熱機(jī)兼有制冷機(jī)與制熱器的雙重作用，一方面輸出冷量，一方面輸出能滿(mǎn)足生產(chǎn)生活所需的高位的熱能，如熱水或水蒸汽。
其特征為兩側(cè)液室的流入道與流出道均各自合并為一雙向交通道；液缸為制熱缸，附有制熱缸容量調(diào)節(jié)器54自動(dòng)調(diào)節(jié)制熱缸容量，以適應(yīng)制熱工質(zhì)因溫度變化發(fā)生的體積變化，防止壓力過(guò)高可能造成的機(jī)構(gòu)損害。
制熱管92兼為注液管與補(bǔ)液管，將兩側(cè)液室的交通道連接；制熱管由金屬管盤(pán)卷而成，管徑較液缸細(xì)。
第二級(jí)工質(zhì)為制熱工質(zhì)，選用水、水溶液或金屬汞；液缸52及制熱管92安置在供熱換熱器11內(nèi)，位置偏下方，以便換熱；供熱換熱器11的上部，有欲加熱物(如涼水)的入口111；下部有已加熱物(如熱水或蒸汽)的出口112，對(duì)外供熱。
實(shí)際應(yīng)用以其制冷用于家用空調(diào)、制熱用于生活熱水為例說(shuō)明制冷工質(zhì)選用氟利昂；應(yīng)用的第二級(jí)工質(zhì)為制熱工質(zhì)，選用亞硝酸鈉聚乙二醇水溶液；工作過(guò)程室內(nèi)濕熱空氣經(jīng)氣化器入口進(jìn)入氣化器，與制熱工質(zhì)換熱冷卻，空氣中的水蒸汽冷凝經(jīng)出口225’引出；除濕后的空氣繼續(xù)進(jìn)一步冷卻，經(jīng)出口225返回室內(nèi)。
制熱工質(zhì)在室間壓差的驅(qū)動(dòng)下，經(jīng)制熱管往復(fù)流動(dòng)，并因在制熱管92內(nèi)流動(dòng)的沿程損失和由制熱管進(jìn)入液室時(shí)的局部損失制熱；所制熱加熱了經(jīng)入口111進(jìn)入供熱水箱11內(nèi)的涼水，熱水從出口112引出，供洗澡、洗衣用。
與制冷聯(lián)合制熱機(jī)相比，制冷聯(lián)合供熱器具有較小的噪聲，并對(duì)欲加熱物要求的條件更低，如加熱硬水。
權(quán)利要求
1.一個(gè)通過(guò)經(jīng)濟(jì)地制造并利用適當(dāng)?shù)臏囟炔?，將環(huán)境熱能萃取并利用的體系，依靠乏汽壓縮式制冷法和壓縮機(jī)自冷卻法從外部環(huán)境中經(jīng)濟(jì)地萃取環(huán)境熱能，經(jīng)驅(qū)液膨脹式壓縮氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化法，在制冷的同時(shí)將萃取的熱能轉(zhuǎn)化為便于利用的液體機(jī)械能，并通過(guò)再利用機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、高位熱能等，其特征在于包括有以下步驟①液態(tài)制冷工質(zhì)與系統(tǒng)外部換熱，內(nèi)能增加而轉(zhuǎn)化為高壓氣態(tài)制冷工質(zhì)；②高壓氣態(tài)制冷工質(zhì)在內(nèi)能轉(zhuǎn)化器內(nèi)絕熱減壓膨脹制冷，同時(shí)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為傳動(dòng)損耗和某一液體物質(zhì)的機(jī)械能；③對(duì)該液體物質(zhì)獲得的機(jī)械能加以利用，包括A或直接利用a將某一外部空間的液體引向另一外部空間而成為制冷聯(lián)合泵，b將某一外部空間的液體引回同一外部空間循環(huán)流動(dòng)制熱而成為制冷聯(lián)合制冷機(jī)；B或間接利用作為第二級(jí)工質(zhì)，a驅(qū)動(dòng)液輪機(jī)者而成為制冷聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)，b經(jīng)制熱管制熱者而成為制冷聯(lián)合供熱器。
2.如權(quán)利要求1所述的驅(qū)液膨脹式壓縮氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化法，特征在于絕熱條件下，壓縮氣體在內(nèi)能轉(zhuǎn)化器氣房?jī)?nèi)充分的減壓膨脹過(guò)程中，通過(guò)包括活塞或隔膜在內(nèi)的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，將力傳向液室并作功，轉(zhuǎn)化為傳動(dòng)損耗和液體的機(jī)械能，從而使氣體內(nèi)能充分減失。
3.實(shí)施權(quán)利要求2的內(nèi)能轉(zhuǎn)化器(5)，特征在于包含氣房(51)、液室(52)和傳動(dòng)裝置(53)；氣房(51)借流入道與流出道，經(jīng)注氣管(3)和排氣排液管(6)與外部交通，交通狀態(tài)根據(jù)工作程序通過(guò)閥(4)和(4’)控制；流出道處于房的最低處，以利房?jī)?nèi)容物尤其是液體物質(zhì)的排出；圍成氣房的壁，嚴(yán)密絕熱；氣房壁上(如氣缸壁或活塞上)，設(shè)有溫度、壓力等傳感器；氣房在非工作狀態(tài)下的氣壓，按照控制器(1)的設(shè)定要求，由壓縮機(jī)組(7)工作控制在低壓狀態(tài)，以保持氣房的干燥；在單作用活塞式和隔膜式內(nèi)能轉(zhuǎn)化器中，低壓狀態(tài)還用于幫助液體對(duì)液室的回填；液室借流入道與流出道經(jīng)給排液管道8的補(bǔ)液管82和注液管81與外部交通；交通狀態(tài)由閥(優(yōu)選單向閥)根據(jù)室內(nèi)壓力的變化自動(dòng)控制；通常情況下，流入道較流出道寬大；按照其組織方式，內(nèi)能轉(zhuǎn)化器包含有A單作用活塞式由單作用氣缸、單作用液缸經(jīng)雙塞活塞連接構(gòu)成，汽缸和液缸分別作為內(nèi)能轉(zhuǎn)化器的氣房與液室；B雙作用活塞式由雙作用氣缸、雙作用液缸經(jīng)雙塞活塞連接構(gòu)成，汽缸和液缸分別被氣缸塞和液缸塞分隔為兩房和兩室，成為雙房雙室內(nèi)能轉(zhuǎn)化器；雙塞活塞(53)由氣缸塞(531)、液缸塞(532)、連桿(533)連接構(gòu)成，連桿連接氣缸塞與液缸塞，使兩塞同步動(dòng)作；為便于保障兩側(cè)氣房功率的平衡，以及活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)兩側(cè)液室容量變化的平衡，可在連桿的對(duì)側(cè)安裝平衡桿(534)和(534’)；平衡桿與缸塞同步動(dòng)作，截面積與連桿相等；C隔膜式氣房(51)與液室(52)處于同一個(gè)耐壓空間內(nèi)，房、室間用隔膜(53)分隔。
4.如權(quán)利要求1所述的壓縮機(jī)自冷卻法，特征在于以液態(tài)制冷工質(zhì)與造就其的壓縮機(jī)換熱，使壓縮機(jī)冷卻的方法。
5.實(shí)施權(quán)利要求4的冷卻器(21)，特征在于是一個(gè)與外部嚴(yán)密絕熱的耐壓容器，充滿(mǎn)液態(tài)制冷工質(zhì)；容器上方有流出道供制冷工質(zhì)流出；壓縮機(jī)安置于容器內(nèi)部，浸泡在制冷工質(zhì)中；壓縮機(jī)經(jīng)穿透容器壁的輸送管接受欲壓縮液化的制冷工質(zhì)，并經(jīng)排放管將壓縮液化的制冷工質(zhì)排放在容器腔內(nèi)；壓縮機(jī)可安裝于容器內(nèi)部偏上方，其排放管可開(kāi)口于容器底部；可通過(guò)設(shè)置一倉(cāng)容量調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(211)，調(diào)整冷卻器容量。
6.如權(quán)利要求1所述的乏汽壓縮式制冷法，特征在于按以下步驟實(shí)現(xiàn)制冷循環(huán)A液態(tài)制冷工質(zhì)經(jīng)換熱，在對(duì)外制冷的同時(shí)自身內(nèi)能增加，轉(zhuǎn)化為一定溫度、濕度、壓力的氣態(tài)工質(zhì)；B氣態(tài)工質(zhì)在絕熱減壓膨脹制冷的過(guò)程中對(duì)外作功而內(nèi)能減失；C內(nèi)能已減失制冷工質(zhì)乏汽，經(jīng)壓縮機(jī)壓縮、液化，由此進(jìn)入下一循環(huán)。
7.實(shí)施權(quán)利要求6的制冷系統(tǒng)，特征在于包括有控制器(1)、壓縮機(jī)冷卻器(21)、氣化器(22)、注氣管(3)、閥(4)、與(4’)、內(nèi)能轉(zhuǎn)化器(5)、排氣排液管(6)、壓縮機(jī)組(7)；容納制冷工質(zhì)的機(jī)構(gòu)，按照壓縮機(jī)冷卻器(21)、氣化器(22)、注氣管(3)、閥(4)、內(nèi)能轉(zhuǎn)化器(5)的氣缸(51)、閥(4’)、排氣排液管(6)、壓縮機(jī)組(7)、壓縮機(jī)冷卻器的順序連接；制冷工質(zhì)在其中循環(huán)流動(dòng)；控制器(1)通過(guò)與分布于內(nèi)能轉(zhuǎn)化器、氣化器等處的各溫度、壓力等傳感器連接取得相應(yīng)參數(shù)，根據(jù)制冷與下級(jí)用功機(jī)構(gòu)要求，與閥(4)和(4’)、冷卻器的倉(cāng)容量調(diào)節(jié)器(211)、氣化器的欲換熱物驅(qū)動(dòng)器(226)等受控器連接，主要控制A壓縮機(jī)冷卻器以及氣化器工作狀況，進(jìn)而取得適當(dāng)?shù)闹评涔べ|(zhì)工作參數(shù)等；B各閥的啟閉與開(kāi)啟時(shí)間，滿(mǎn)足對(duì)絕熱減壓膨脹中內(nèi)能轉(zhuǎn)化的設(shè)計(jì)要求C壓縮機(jī)組的工作參數(shù)，使非工作氣房保持在適當(dāng)?shù)牡蛪籂顟B(tài)；D下級(jí)用功機(jī)構(gòu)的工作參數(shù)等，實(shí)現(xiàn)制冷聯(lián)合機(jī)械的安全、自動(dòng)、平穩(wěn)工作；壓縮機(jī)組(7)視膨脹制冷的設(shè)計(jì)壓力要求，選用一個(gè)及一個(gè)以上容積式壓縮機(jī)串聯(lián)形成；制冷工質(zhì)按照制冷要求，選用不同臨界溫度的低沸點(diǎn)物質(zhì)，如氟利昂、二氧化碳、氮、惰性氣體；對(duì)制冷深度要求不高的機(jī)型，優(yōu)選臨界溫度高于常溫的氟利昂，以免停機(jī)后制冷工質(zhì)全部氣化壓力過(guò)高可能引起的機(jī)構(gòu)損害；絕熱除在氣化器內(nèi)的特定的換熱部位外，所有與制冷工質(zhì)接觸的機(jī)構(gòu)或部位嚴(yán)密絕熱。
8.實(shí)施權(quán)利要求1、或2、或6的制冷聯(lián)合泵，特征在于液室(52)經(jīng)補(bǔ)液管(82)和流入道，與某一外部空間的某種液體連接，經(jīng)流出道和注液管(81)與另一外部空間連接；單向閥設(shè)置在流入道與流出道處；液缸壁或液缸塞處，設(shè)有壓力傳感器；在兩液室之間，設(shè)有交通管(83)，管的交通狀況由經(jīng)液閥(84)由控制器(1)進(jìn)行控制；在制冷聯(lián)合泵用于提高所泵液體的位能的情況下，如從低處向高處泵水，當(dāng)位能差對(duì)減壓膨脹后期內(nèi)能轉(zhuǎn)化的影響，超過(guò)設(shè)計(jì)要求時(shí)，交通管導(dǎo)通，以保障減壓膨脹按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行；因制冷聯(lián)合泵工作時(shí)有明顯的脈動(dòng)性，可采用多個(gè)制冷聯(lián)合泵彼此錯(cuò)開(kāi)一定的工作相位同時(shí)工作。
9.實(shí)施權(quán)利要求1、或2、或6的制冷聯(lián)合制熱機(jī)，特征在于液室的流入道與流出道均與同一個(gè)外部空間連接。
10.實(shí)施權(quán)利要求1、或2、或6的制冷聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)，特征在于應(yīng)用的第二級(jí)工質(zhì)，選用水、水溶液、有機(jī)溶劑、金屬汞等，優(yōu)選水溶液；應(yīng)用的液輪機(jī)(91)，優(yōu)選沖擊式水輪機(jī)；鑒于第二級(jí)工質(zhì)輸入的脈動(dòng)性較大，為保障發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的穩(wěn)定，可采用多個(gè)液室錯(cuò)開(kāi)一定的工作相位，向同一臺(tái)液輪機(jī)輸出；為進(jìn)一步更有效地利用第二級(jí)工質(zhì)的機(jī)械能，可選用多臺(tái)液輪機(jī)，或多個(gè)葉輪的液輪機(jī)，以充分利用不同流速狀態(tài)下的第二級(jí)工質(zhì)攜帶的機(jī)械能。
11.實(shí)施權(quán)利要求1、或2、或6的制冷聯(lián)合供熱器，特征在于兩側(cè)液室的流入道與流出道均各自合并為一雙向交通道；液缸為制熱缸，附有制熱缸容量調(diào)節(jié)器(54)自動(dòng)調(diào)節(jié)制熱缸容量，以適應(yīng)制熱工質(zhì)因溫度變化發(fā)生的體積變化，防止壓力過(guò)高可能造成的機(jī)構(gòu)損害。制熱管(92)兼為注液管與補(bǔ)液管，將兩側(cè)液室的交通道連接；制熱管由金屬管盤(pán)卷而成，管徑較液缸細(xì)；第二級(jí)工質(zhì)為制熱工質(zhì)，選用水、水溶液或金屬汞，優(yōu)選水溶液；液缸(52)及制熱管(92)安置在供熱換熱器(11)內(nèi)，位置偏下方，以便換熱。
12.實(shí)施權(quán)利要求1、或6的環(huán)境熱能萃取設(shè)備一制冷工質(zhì)氣化器，特征在于氣化器上方設(shè)有欲換熱物進(jìn)入的入口(224)；下方設(shè)有一個(gè)及以上的已換熱物排出的出口(225)；內(nèi)部設(shè)有制冷工質(zhì)腔道(221)；腔道外部，可用隔板(222)和通道(223)設(shè)置的欲換熱物自上而下的流動(dòng)路徑；欲冷卻物的流動(dòng)可經(jīng)驅(qū)動(dòng)器226(如風(fēng)機(jī))驅(qū)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)器安置于包括換熱設(shè)備主體的流動(dòng)路徑上(如通道內(nèi))，也可安置于主體外的欲換熱物流動(dòng)路徑上；在制冷工質(zhì)腔道(221)壁、隔板(222)等處，設(shè)有溫度、壓力等傳感器；欲冷卻物可為目標(biāo)冷卻物，亦可為載熱介質(zhì)；氣化器與外圍環(huán)境的絕熱，根據(jù)制冷要求而定。對(duì)于單純對(duì)環(huán)境供冷者，如空調(diào)，結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)化，且無(wú)須絕熱；對(duì)于有一定制冷要求者，如冰箱、氣體冷凍液化分離等，進(jìn)行適當(dāng)絕熱。
全文摘要
本發(fā)明涉及制冷與熱力學(xué)工程，是一個(gè)通過(guò)經(jīng)濟(jì)地制造并利用適當(dāng)?shù)臏囟炔?，將環(huán)境熱能萃取并利用的體系，依靠乏汽壓縮式制冷法和壓縮機(jī)自冷卻法從外部環(huán)境中經(jīng)濟(jì)地萃取環(huán)境熱能，經(jīng)驅(qū)液膨脹式壓縮氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化法，在制冷的同時(shí)將萃取的熱能轉(zhuǎn)化為便于利用的液體機(jī)械能，并通過(guò)再利用機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、高位熱能等，其特征在于包括有以下步驟①液態(tài)制冷工質(zhì)與系統(tǒng)外部換熱，內(nèi)能增加而轉(zhuǎn)化為高壓氣態(tài)制冷工質(zhì)；②高壓氣態(tài)制冷工質(zhì)在內(nèi)能轉(zhuǎn)化器內(nèi)絕熱減壓膨脹制冷，同時(shí)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為傳動(dòng)損耗和另一液體物質(zhì)的機(jī)械能；③對(duì)另一液體物質(zhì)獲得的機(jī)械能加以利用。
文檔編號(hào)F25B1/00GK101071007SQ20061007805
公開(kāi)日2007年11月14日 申請(qǐng)日期2006年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月8日
發(fā)明者李伏林 申請(qǐng)人:李伏林