CN201155339Y - 一种热泵式低温热源发动机 - Google Patents
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Abstract
一种热泵式低温热源发动机，它解决环境中的热能不能转为动能的问题，主要措施是，压缩机(20)、散热管(21)、冷凝管(22)、制冷管(24)、吸热器(26)依次相连成内部相通的热泵***，蒸发罐(1)、气力发动机(2)、冷凝罐(3)、循环泵(4)、冷却器(5)依次连成内部相通的密闭做功循环***；其中压缩机的发热部分和散热管在蒸发罐的内部，冷却管在冷却器的内部，制冷管在冷凝罐的内部，吸热器裸露在被吸热的环境流体中；在热泵***内充有高比热值的功质，在做功***内充有低比热值的能被热泵功质液化的做功功质。它主要用在交通工具上和作为固定的小功率能源。
Description
技术领域
本发明涉及一种将低温热源转为动能的装置，尤其是指一种包含有热泵的发动机。
背景技术
现有的热泵技术，可将空气的低温热能转为高温热能，但不能将其变成动能，公知的发动机不能利用大气环境中的空气和水中的低温热能作为能源。
发明内容
本实用新型提供一种发动机，它能用大气环境中的空气或水中的低温热能作为能源。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种热泵式低温热源发动机，它包含有压缩机(20)、冷凝器、过滤器(28)、膨胀阀门(23)、蒸发器依次相连成的热泵***，蒸发罐(1)和输气管(9)、控制阀门(6)、气力发动机(2)依次连成的做功***；
其特征是，热泵***的冷凝器分为上部的散热管(21)和在下部与其相连的冷却管两部分，热泵***的蒸发器分为相连接的制冷管(24)和吸热器(26)两部分，压缩机(20)、散热管(21)、冷却管(22)、膨胀阀(23)、制冷管(24)、控制阀门(25)、吸热器(26)依次连成内部相通的密闭环路热泵***，蒸发罐(1)、控制阀门(6)、气力发动机(2)、冷凝罐(3)、循环泵(4)、冷却器(5)依次连成一内部相通的密闭做功循环***；其中压缩机的发热部分及连接的散热管(20)在蒸发罐(1)的内部，冷却管(22)在管状冷却器(5)内通过，制冷管(24)在冷凝罐的内部，吸热器(26)裸露在环境被吸热的流体如空气或水中；
冷却器(5)为有一定长度的圆管，它一端高一端低，其和蒸发罐(1)连接端高，高端的上半段呈竖直状，其下半段呈末端较低的水平倾斜状。
在热泵***内充有常用的高比热值的功质，在做功循环***内充有低比热值的在一定压强下能被热泵功质液化的做功功质如二氧化碳。
做功功质在蒸发罐内吸收热泵***产生的热汽化成压力气，推动气力发动机做功，排出的功质在冷凝罐内被冷凝管内蒸发的热泵功质冷凝为液态，用循环泵再循环吸热做功，制冷后的热泵功质在吸热器(26)中再吸收环境中的流体如空气或水中的热，做为发动机能的来源，吸热后的热泵功质被压缩后转为高温热能，被做工功质吸收后由气力发动机转为动能，转成的动能除一部分供设备本身的压缩机和循环泵用，余下的部分为向外输出的可用动能。
本实用新型的有益效果是，它将环境中的空气和水中的低温热能转为动能供人利用，使人生存环境中的空气和水中的低温热能成为一种重要的动能能源，对缓解能源危急有重要意义。
附图说明
附图是本实用新型的垂直剖面原理图
图中，1-------11是做功功质循环***，其中1----6是主要部分
1.蒸发罐，2.气力发动机，3.冷凝罐，4.循环泵，5.冷却器，6.控制阀门，7.压力表，8.安全阀门，9.高压输气管，10.绝热输气管；11.限压阀门，20-------28是热泵***20.压缩机，21.散热管，22.冷却管，23.膨胀阀门，24.制冷管，25.控制阀门，26.吸热器，27.输气管，28过滤器。
具体实施方式
如附图所示，一种热泵式低温热源发动机，压缩机(20)、散热管(21)、冷却管(22)、膨胀阀门(23)、制冷管(24)、控制阀门(25)、吸热器(26)依次相连成内部相通的密闭环路热泵***，由膨胀阀门(23)和控制阀门(25)进行控制；
蒸发罐(1)、控制阀门(6)、高压输气管(9)、气力发动机(2)、绝热输气管(10)、冷凝罐(3)、循环泵(4)、冷却器(5)依次连成一内部相通的密闭做功循环***，由控制阀门(6)进行控制；
其中压缩机发热的部分和散热管(20)在蒸发罐(1)的内部，散热管(21)从上到下呈盘折状排列，以使蒸发罐上部的温度尽量高，使做功功质蒸发成较高的压力气；散热管主要是将热泵***产生的热传给做功功质，散热管下部接的冷却管(22)在冷却器(6)的内部通过，它主要为将热泵功质充分冷凝为液体，冷却器(5)充有做功液体，它一端高一端低，上半段呈竖直状，上端接蒸发罐的下部，下部呈倾斜状也可做成螺旋状，以利做功功质吸收冷却管中热泵功质的热自然上升，下部和上部保持较高的温差，将冷却管内的热泵功质充分冷却冷凝为液态；
热泵***的制冷管(24)在冷凝罐(24)的内部多次盘折，它起到将做功后的做功功质冷凝为液体的作用，在做功功质的沸点比热泵功质的沸点高时，冷凝罐内要有一定的压强是做功功质被冷凝的必要条件；制冷管在冷凝罐外通过一控制阀门(25)接吸热器的输入端，控制阀起到控制冷凝管内的压强进而控制制冷量，使其将做功功质冷凝为液态而不使其成固体的作用，吸热器(26)是本热泵式发动机的能源入口，它裸露在环境中被吸热的流体如空气或水中，吸收流体中的热将热泵功质充分蒸发升温，为发动机提供能源；
从吸热器通过的供热流体要保证一定的流速，以防所含的水在吸热器上结霜堵塞，流体为空气时在必要时要加风机；
在热泵***内充有常用的高比热值的功质，在做功循环***内充有低比热值的能被热泵功质在可提供的压强和温度下液化的做功功质如二氧化碳，做功功质从冷凝罐的限压阀门(11)加入；
用冷凝罐内的压强和温度作为阀门(25)的自动控制调节信号；
用压缩机的输入功率来控制蒸发罐内呈一稳定的压强，用蒸发罐内的压强作为压缩机运转的控制信号；
用控制阀门(23)控制冷却管内有一稳定的安全可液化热泵功质的压强，用冷凝管内的压强作为阀门(23)的自动控制信号；
除吸热器(26)外，整个装置都加有绝热保温层；
做功功质在蒸发罐内吸收热泵***产生的热汽化成压力气，推动气力发动机(2)做功，将吸热后的做功功质的膨胀势能转为动能，它大于整个装置自身消耗的动能，它一部分供装置自身的压缩机和循环泵用，一部分则向外输出为人所用，这部分输出的动能就是所要得到的能，它是吸热器吸收的热能转化成的动能，可用它直接做功或发电输送利用；排出的功质在冷凝罐内被制冷管(24)内蒸发的热泵功质冷凝为液态，用循环泵再将其打入冷却器的低端再循环吸热做功；
制冷后的热泵功质在吸热器(26)中再吸收环境中的流体如空气或水中的热，做为发动机所需能的来源，吸热后的热泵功质被压缩后转为高温热能，被做功功质吸收后由气力发动机转为动能。
在需简化装置的情况下，气力发动机(2)和压缩机可为一体的装置；
发动机的吸热器是圆管多次盘折而成，其内部和热泵***连通，热泵式发动机在用于现有的汽车做能源装置时，其吸热器分为三部分，一部分在车的前部多次盘折，可外加风机以利车速小时用，一部分在车的上部呈平面分布排列以便利用太阳光的光能，一部分在车的内部以便在天热时吸收车内的热起到降温供冷的作用，它们连接成并联状态，在车内的部分装有控制阀门。
本装置在工作中，吸热器所用的供热流体在给吸热器供热后成为低温的流体，它可作为一种冷源加以利用，本实用新型提供的装置也可作为一种冷源机，作物品冷藏和空气调节用；而要将本实用新型提供的装置输出的动能发电供暖，则本实用新型提供的装置可作为一台不耗用常规能源的空调机。
本实用新型提供的装置可行性理论分析：目前公知的热泵***已可达4倍的热能转化比，在一定的条件下还可更高，气力发动机中的透平机现也达到了45％甚致更高的效率，按此推算，为压缩机提供一份的动能，可在其输出端产生4份的热能，被做功功质吸收后在通过气力发动机可产生4×45％即1.8份的动能，其中1份供压缩机循环用，一小部分现设为0.1份供循环泵用，则0.7份为热泵式发动机输出的可用动能，它等于吸热器(26)从外界吸收的能。
Claims (4)
1.一种热泵式低温热源发动机，它包含有压缩机(20)、冷凝器、过滤器(28)、膨胀阀门(23)、蒸发器依次相连成的热泵***，蒸发罐(1)、输气管(9)、控制阀门(6)、气力发动机(2)依次连成的做功***；
其特征是，热泵***的冷凝器分为上部的散热管(21)和在下部与其相连的冷却管两部分，热泵***的蒸发器分为相连接的制冷管(24)和吸热器(26)两部分，压缩机(20)、散热管(21)、冷却管(22)、膨胀阀(23)、制冷管(24)、控制阀门(25)、吸热器(26)依次连成内部相通的密闭环路热泵***，蒸发罐(1)、控制阀门(6)、气力发动机(2)、冷凝罐(3)、循环泵(4)、冷却器(5)依次连成一内部相通的密闭做功循环***；其中压缩机的发热部分及连接的散热管(20)在蒸发罐(1)的内部，冷却管(22)在管状冷却器(5)内通过，制冷管(24)在冷凝罐的内部，吸热器(26)裸露在环境被吸热的流体如空气或水中；在热泵***内充有常用的高比热值的功质，在做功循环***内充有低比热值的在一定压强下能被热泵功质液化的做功功质如二氧化碳。
2.根据权利要求1所述的热泵式发动机，其特征是，冷却器(5)为有一定长度的圆管，它一端高一端低，其和蒸发罐(1)连接端高，高端的上半段呈竖直状，其下半段呈末端较低的水平倾斜状。
3.根据权利要求1所述的热泵式发动机，其特征是，所用的热泵功质为二氧化碳。
4.一种用权利要求1所述的发动机制造的车，其特征是，发动机的吸热器是圆管多次盘折而成，它分为三部分，一部分在车的前部多次盘折，一部分在车的上部呈分布排列，一部分在车的内部，它们连接成并联状，在车内的部分装有控制阀门。
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|---|---|---|---|---|
| CN103884135A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-06-25 | 江苏天舒电器有限公司 | 太阳能辅助式空气源热泵发电装置 |
| CN103883371A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-06-25 | 江苏天舒电器有限公司 | 单循环热泵发电装置 |
| CN103883370A (zh) * | 2014-04-09 | 2014-06-25 | 江苏天舒电器有限公司 | 内部热交换式正反馈单循环热泵发电装置 |
| WO2020107915A1 (zh) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 门立山 | 一种耗材不花钱但能输出能量的机器 |
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2007
- 2007-06-25 CN CNU2007200239643U patent/CN201155339Y/zh not_active Expired - Fee Related
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