專利名稱:熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種既供熱又制冷的裝置,特別是能在產(chǎn)生不同 溫度熱水和蒸汽時(shí)也能制冷的只單向消耗制冷能源而獲雙向能 量輸出的熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程。
技術(shù)背景-現(xiàn)在市場(chǎng)上產(chǎn)生熱水和蒸汽的裝置,多為鍋爐,其大約有如 下幾種1、 燃煤鍋爐,其熱$夂率低,燃料污染環(huán)境,消耗了地球 上藏量有限的煤炭資源;2、 燃?xì)忮仩t,當(dāng)燃料與空氣量調(diào)節(jié)不當(dāng)、燃燒不充分時(shí), 易引起中毒事故,煙氣中也排放不少有害物質(zhì),對(duì)環(huán) 境造成危害;3、 燃油鍋爐,對(duì)燃油要求嚴(yán)格,不合格的燃油往往不能 正常燃燒,甚至?xí)p害設(shè)備壽命,對(duì)之還需輔助設(shè)置 煙囪和消聲設(shè)備等.,增加額外投資;4、 電熱鍋爐,其也只能等效的按能量守恒定律轉(zhuǎn)化熱量。 鍋爐為供熱裝置,它只能產(chǎn)生不同溫度的熱水和蒸汽,其不能同時(shí)制冷。至于制冷,不論冰箱或空調(diào),其產(chǎn)品設(shè)計(jì)也只單向的考慮制
冷指標(biāo),它產(chǎn)生的廢熱,基本都是通過風(fēng)機(jī)、水泵或順其自然向 空氣中排放,使得比制冷多得多的熱能不僅就這樣白白浪費(fèi)掉 了,而且其對(duì)溫室效應(yīng)、熱島效應(yīng)推波助瀾,造成人們不愿看到 的惡果。
發(fā)明內(nèi)容
當(dāng).今世界,能源緊張、資源匱乏,節(jié)能、環(huán)保已成為可持 續(xù)發(fā)展的主題。隨著人們生活水平的提高,制冷空調(diào)的使用已 日益普及,空調(diào)器的能耗已成為日常生活的主要能耗之一。如 何把人們對(duì)熱和冷的需求統(tǒng)一起來,用單向的能量消耗,獲得 熱、冷雙向的輸出,這乃是當(dāng)今的熱門課題。根據(jù)熱力學(xué)原理,內(nèi)能和內(nèi)能之間存在著"轉(zhuǎn)移",內(nèi)能 和機(jī)械能之間存在著"轉(zhuǎn)化",根據(jù)熱力學(xué)第二定律(克勞修斯 表述):.只要有其他物理過程參與(壓縮機(jī)工作),熱量就可以 從低溫(空氣)傳遞到高溫(熱水中),即所稱的"空氣熱能熱 泵"'原理。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是利用熱力學(xué)第二定律克服上 述現(xiàn)有技術(shù)的不足,把現(xiàn)有制冷產(chǎn)生的廢棄熱能充分回收利用, 將之轉(zhuǎn)換成不同溫度的熱水及蒸汽,用制冷單向的能量消耗, 獲得熱、冷雙向的輸出。.本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是按所需熱水和蒸汽的溫度及 容量大小選擇壓縮機(jī)、冷凝器、過濾器、膨脹閥和蒸發(fā)器等, 按照本發(fā)明制成熱、冷雙向共生系統(tǒng),啟動(dòng)壓縮機(jī),將制冷系
統(tǒng)內(nèi)低壓制冷劑吸入并壓縮為高溫、高壓、過熱蒸汽后,經(jīng)換 熱器中的制冷劑內(nèi)膽流向冷凝器,使之與換熱器和冷凝器中的 水迸行充分的熱交換,使制冷劑內(nèi)膽中的高溫、高壓、過熱蒸 汽的絕大部分熱量傳向換熱器的水中,制冷劑中未完全交換的 熱量,在冷凝器中再次被水吸收,使制冷劑蒸汽凝結(jié)為高壓、 過冷液體,再經(jīng)過過濾器和膨脹閥成為低溫、低壓液體,進(jìn)入 蒸發(fā)器進(jìn)行低壓蒸發(fā),并吸收周圍空氣的熱量(液體汽化吸熱), 使周屈降溫,此后從蒸發(fā)器流出的是低壓制冷劑蒸汽,經(jīng)氣液 分離器,將殘余的制冷劑液體分離后的低壓制冷劑蒸汽再次被 壓縮機(jī)吸入壓縮進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。壓縮機(jī)如此連續(xù)循環(huán)作功, 通過壓縮機(jī)的工作,就把空氣中的熱量搬走(使空氣降溫制冷), 而把這搬走的熱量送至換熱'器(換熱器中的水吸收制冷劑帶來 的熱量而變熱)。"制冷"的過程,實(shí)際上是通過消耗一定的外 界能量(壓縮機(jī)運(yùn)行作功),把熱量從"低溫?zé)嵩?(空氣)轉(zhuǎn) 移到."高溫?zé)嵩?(換熱器的水中)的過程。我們通過"制冷" 把制冷劑的溫度降低的同時(shí),加上外功轉(zhuǎn)化的熱量,必然會(huì)產(chǎn) 生比冷量更大的熱量。本發(fā)明"熱、冷歡向共生系統(tǒng)及其流程"與現(xiàn)有供熱裝置 相比,其比供熱節(jié)省了鍋爐和鍋爐房的購(gòu)置與基建投資,省掉 了勞動(dòng)強(qiáng)度極大的鍋爐工;與現(xiàn)有的制冷系統(tǒng)相比,其充分利 用了制冷裝置的廢熱,將制冷時(shí)產(chǎn)生的低品位熱量有效地利用 起來.,達(dá)到了節(jié)約能源的目的,但制冷效果絲毫沒受影響,系
統(tǒng)中的換熱器利用水充分吸熱,減少了排放到環(huán)境中的廢熱, 對(duì)中央空調(diào)來說,由于取消-了冷卻塔,減少了建筑物周圍的噪 聲,使環(huán)境更安靜;使用本發(fā)明后,用戶不再需要在家中設(shè)置熱水器,減去了熱水器的裝設(shè)投資,同時(shí)省去了專門燒熱水的 費(fèi)用。
圖1是本發(fā)明熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程的原理簡(jiǎn)圖。 圖2是換熱器的結(jié)構(gòu)原理示意圖。 1、壓縮機(jī),2、換熱器,21、制冷劑內(nèi)膽,22、換熱器外殼,23、 進(jìn)水口, 24、出水口, 25、止逆閥,26、熱水供水閥門,2-1、 2-2、 2-3、 2-4、 2-5、 2-6、換熱器順序編號(hào),211、 212、接口, 213、 制冷劑接頭,3、冷凝器,4、過濾器,5、膨脹閥,6、電磁閥,7、 蒸發(fā)器,8、電磁闊,9、板式換熱器,10、氣液分離器。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明,參照?qǐng)D1、圖2, 本發(fā)明熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程,由壓縮機(jī)、換熱器、冷 凝器、過濾器、膨脹閥、蒸發(fā)器組成,其特征是壓縮機(jī)1將制 冷系統(tǒng)內(nèi)低壓制冷劑吸入并壓縮為高溫、高壓、過熱蒸汽后, 經(jīng)換熱器2中的制冷劑內(nèi)膽21,流向冷凝器3,其間與換熱器 2和冷凝器3中的水進(jìn)行充分的熱交換而使水變熱、使高壓制 冷劑蒸汽凝結(jié)為高壓過冷液體,高壓過冷液體經(jīng)過過濾器4、 膨脹閥5后成為低溫低壓液體,經(jīng)電磁閥6進(jìn)入蒸發(fā)器7進(jìn)行
低壓蒸發(fā),并吸收周圍空氣的熱量,使周圍空氣降溫制冷,從 蒸發(fā)器7流出的低壓制冷劑蒸汽,經(jīng)氣液分離器10后,重新 被壓縮機(jī)l吸入,進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。
在熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程中,經(jīng)膨脹閥5后,可
根據(jù)需要設(shè)置電磁閥8、板式換熱器9等多條并聯(lián)蒸發(fā)吸熱支路。
在熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程中,換熱器2的換熱器 外殼22內(nèi)裝有只與制冷系統(tǒng)連通,供制冷劑在管內(nèi)流通的制 冷劑內(nèi)膽21。
在熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程中,連接相鄰兩個(gè)制冷劑 內(nèi)膽21的接口 211和接口 212的是制冷劑接頭213。
在熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程中,制冷劑內(nèi)膽2的接口 211和接口 212密閉而不滲漏的裝設(shè)在換熱器外殼22內(nèi)。
在熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程中,其換熱器外殼22 上設(shè)有進(jìn)水口 23和出水口 24。
在熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程中,其換熱器外殼22 的出水口 24處設(shè)有只能使水流出,而不能讓水逆流的止逆閥 253。
在熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程中,每相鄰兩個(gè)制冷劑 內(nèi)膽21串聯(lián)后,換熱器外殼22上的進(jìn)水口 23和另一個(gè)換熱器 外殼22上的出水口 24及止逆閥25串聯(lián)。
在熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程中,其換熱器外殼22
上裝設(shè)有熱水供水閥門26。
在熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程中,其換熱器2的數(shù)量
可根據(jù)實(shí)際需要串聯(lián),'換熱器串聯(lián)在不同位置而獲不同溫度,
溫度最高的是高壓制冷劑進(jìn)口處的換熱器2-1;溫度最低的制
冷劑出口處的換熱器2-6的進(jìn)水口接自來水。
在熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程中,離壓縮機(jī)l最近
的換熱器2-1溫度可高達(dá)150。C,其他換熱器2-2、 2-3、 2-4、 2-5、 2-6溫度依次逐漸降低。
權(quán)利要求
1、 本發(fā)明熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程,由壓縮機(jī)、換熱器、冷凝器、過濾 器、膨脹閥、蒸發(fā)器組成',其特征是壓縮機(jī)(1)將制冷系統(tǒng)內(nèi)低壓制冷劑吸入并壓縮為高溫、高壓、過熱蒸汽后,經(jīng)換熱器(2)中的制冷劑內(nèi) 膽(21),流向冷凝器(3),其間與換熱器(2)和冷凝器(3)中的水進(jìn) 行充分的熱交換而使水變熱、使高壓制冷劑蒸汽凝結(jié)為高壓過冷液體,高 壓過冷液體經(jīng)過過濾器(4)、膨脹閥(5)后成為低溫低壓液體,經(jīng)電磁 閥(6)進(jìn)入蒸發(fā)器(7)進(jìn)行低壓蒸發(fā),并吸收周圍空氣的熱量,使周圍 空氣降溫制冷,從蒸發(fā)器(7)流出的低壓制冷劑蒸汽,經(jīng)氣液分離器(IO) 后,重新被壓縮機(jī)(1)吸入,進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程,其特征是經(jīng)膨脹閥 (5)后,可根據(jù)需要設(shè)置電磁閥(8)、板式換熱器(9)等多條并聯(lián)蒸發(fā)吸熱支路。 .
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程,其特征是換熱器(2)的換熱器外殼(22)內(nèi)裝有只與制冷系統(tǒng)連通,供制冷劑在管內(nèi)流通的制 冷劑內(nèi)膽(21)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱'、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程,其特征是連接相鄰 兩個(gè)制冷劑內(nèi)膽(21)的接口(211)和接口(212)的是制冷劑接頭(213)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程,其特征是制冷劑內(nèi) 膽(21)的接口 (211)和接口 (212)密閉而不滲漏的裝設(shè)在換熱器外'殼(22)內(nèi)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程,其特征是換熱器外 殼(22)上設(shè)有進(jìn)水口 (23)和出水口 (24)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程,其特征是換熱器外殼(22)的出水口 (24)處設(shè)有只能使水流出,而不能讓水逆流的止逆閥 (25)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程,其特征是每相鄰 兩個(gè)制冷劑內(nèi)膽(21)串聯(lián)后,換熱器外殼(22)上的進(jìn)水口 (23)和 另一個(gè)換熱器外殼(22)上的出水口 (24)及止逆閥(25)串聯(lián)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程,其特征是其換熱器 外殼(22)上裝設(shè)有熱水供水閥門(26)。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程,其特征是其換熱 器(2)的數(shù)量可根據(jù)實(shí)際需要串聯(lián),換熱器串聯(lián)在不同位置而獲不同溫 度,溫度最高的是高壓制冷劑進(jìn)口處的換熱器(2-1);溫度最低的制冷 劑出口處的換熱器(2-6)的進(jìn)水口接自來水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種既能供熱又能制冷的裝置,特別是能在產(chǎn)生不同溫度熱水和蒸汽時(shí)也能制冷的只單向消耗制冷能源而獲雙向能量輸出的熱、冷雙向共生系統(tǒng)及其流程,其根據(jù)熱力學(xué)第二定律,通過壓縮機(jī)的工作,把熱量從空氣(使周圍空氣制冷降溫)傳送到熱水中,本發(fā)明通過在制冷系統(tǒng)的壓縮機(jī)和冷凝器之間的管路中串接換熱器,解決了當(dāng)今供熱而不用專門設(shè)置鍋爐;制冷時(shí)產(chǎn)生的廢熱通過換熱器充分回收利用,而不再向大氣排放廢熱,在絲毫不影響降溫制冷的同時(shí),獲得了熱水,免去了裝設(shè)熱水器的投資,同時(shí)省去了專門燒熱水的費(fèi)用,本發(fā)明實(shí)用于所有需要制冷并獲得廉價(jià)熱能的場(chǎng)合。
文檔編號(hào)F25B39/04GK101122426SQ20071007592
公開日2008年2月13日 申請(qǐng)日期2007年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月9日
發(fā)明者凌霄漢 申請(qǐng)人:王俊平;吳 濤