专利名称：以水为原料的冰点间接蒸发冷却式自然低位能源发动机的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种热机，具体的涉及ー种利用以水蒸发降温达到亚冰点状态的冷源与自然低位热源的发动机。
背景技术：
目前，所使用的间接蒸发冷却器主要是利用水的绝热加湿过程实现降温冷却(请參见孟华、龙惟定老师的“蒸发冷却技木”，《能源技木》2003年8月第24卷第4期，170-177页。)并发展到多个降温単元串联组合，达到接近当地露点温度的冷却器(请參见张强老师的“露点间接蒸发冷却技术的研究进展及现状分析”、《制冷空调》第10卷第I期2010年2月第17-22页。)，以送风状态分析，热湿比影响对室内的送风降温效果，并且只降温徘徊在接近露点(以下称亚露点)，不能结露除湿；现有的除湿技术中，有降温除湿方式，就是利用自然结露水现象，压缩机式空调除湿就是此原理，还有利用吸附式，吸收式除湿方式，(请參见薛德干老师的《太阳能制冷技术》1SBN7-5025-9125X，第93页，104-109页。)及膜法除湿方式(请參见张立志老师的《除湿技术》318-319 页 IASBN-7-5025-6390-3)现有的活塞式外燃热机，就是利用受热膨胀和降温冷收缩程度大的制冷剂为エ质，通过受热膨胀的饱和绝对压カ与冷凝收缩的饱和气绝对压力之差来做功的，由于气体膨胀程度大小全靠热源温度，而冷源只采用风冷的大气温度及水冷的地下水，地表水温度，限制了使用局限性，例如太阳能外燃机，在阴天、朝阳、夕阳时不能很好运转(请參见薛德干老师的《太阳能制冷技木》ISBN7-5025-9125X。太阳能热动カ及太阳能热机驱动的压缩式制冷机第150-155页。)，由于做功后的制冷剂饱和气温度仍很高，而被直接消耗大量的冷却水吸收浪费棹，并且采用的エ质不环保；早在十八世纪时就开始有利用大气能源的活塞式发动机(请參见别莱利曼老师著、符其珣老师译的《趣味物理学》中国青年出版社出版，书号13009. 217，第102-104页及第114-117页。)，但输出功率太小，并且造价太高；在现有的温差发电技术中，早已深入到温差电源生产与应用，如太阳能温差发电，人体温差电源，内燃机排气余热温差电源，(请參见《能源技木》2004年6月第25卷第3期，120-123页，张征老师的“温差发电技术及其在汽车发动机排气余热利用中的应用。”)，虽然效率只有10%左右，但颇具有重大使用意义，目前应用成本还很高。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种利用太阳能，大气热能，地下热能的以水为原料的冰点间接蒸发冷却式低位自然能源发动机。为了达到所述目的，本发明的以水为原料的冰点间接蒸发冷却式自然低位能源发动机，以下简称水蒸发能源发动机，由冰点间接蒸发冷却器，低位能集热器，活塞式发动机，热电发动机组成；所述的冰点间接蒸发冷却器是由两个都能自行产生亚露点温度的螺线形间接蒸发冷却器与盘管间接蒸 发冷却器组成，螺线形亚露点冷却器的成品空气出口与盘管亚露点冷却器的一次空气进气ロ相连通，并在连通道上设置ー个除湿器，将螺线形冷却器的亚露点成品一次空气除湿，降低比湿度值d彡3. 5g蒸汽/kg干空气，再在盘管冷却器中进行低于露点的绝热加湿，热交换过程，使不断进入的亚露点温度的一次空气热交換降温，自行除湿，最后在成品空气出口输出接近冰点温度的成品空气，以下简称亚冰点成品空气，进入温差电源的冷风道；从冰媒水输出管ロ输出亚冰点温度的冷媒水为发动机提供冷源；所述的除湿器，分为利用太阳能，吸收式，吸附式及膜法除湿的外除湿器，压缩机制冷媒液或地下水、地表水及热电制冷组件的辅助降温冷凝的内除湿器；所述的低位能集热器，由地下水，地表水输送管线及太阳能集热器输送管线的终端换热器及大气热能换热器组成，为发动机提供热源，终端热交換器由放在水箱内的带有散热翅片的盘管组成，并连接外循环输送管线连通大气热能换热器及活塞发动机的进气ロ、排气ロ，所使用的エ质为热膨胀剂，即是在同样的容器内，同样的升温或降温，产生的膨胀绝对压カ大，收缩的绝对压力小的制冷剂，可先R418A、R142b、R141b及其它任ー种，膨胀剂与热源热交换产生膨胀，靠压力差推活塞做功，做功后排出的气体温度还很高及还存在变量比焓值，可通入温差电源热通道的盘管里，对温差组件传热与冷风道内的亚冰点成品冷风作用，转换为温差电能，制冷剂达到冷凝收缩绝对压カ减小，由此实现水蒸发制冷产生亚冰点温度的冷源，与低位能源的活塞式发动机及温差发动机。所述的活塞式发动机，是4缸结构，是为了克服现有活塞发动机做功时曲轴转角小，输出转矩小的问题，具体的改变各对曲柄的空间伸展方向，使各对曲柄在同一曲轴上的同一轴心线上相互成90°夹角，实现曲轴每转180°角，都有2个气缸的不同角度做功，提高了输出转矩；气缸盖的气门受正时凸轮轴控制并配润滑系统。所述的螺线形露点间接蒸发冷却器是用压有细波浪纹的金属板卷成的阿基米德螺线形的圆柱筒，，其两端的封闭可以用两条保温绵条平行粘在板的两边，然后卷成螺线型的具有两个通道结构，还可以板金加工封底，可以焊盒；此ニ个通道分别为干气道，湿气道，在螺线型筒中心的ニ个通道ロ分别为进气ロ，湿排气ロ并连ー合风机；在最外层的尾端与外壳构成一个三棱柱形空腔，内设置有雾化器；可选超声波雾化器；高压喷头雾化器，湿囊水帘雾化器、离心雾化器、离心孔刷雾化器；在空腔的顶直角处有个成品空气出口，整个圆筒外加保温层及外壳；所述的盘管露点间接蒸发冷却器，主要由盘管为热交換器，其上方设置喷雾器，可选用超声波喷雾、压カ喷头喷雾、离心杯喷雾、离心孔刷喷雾的其中任ー种，其下方有出气孔、水箱及水泵、热电制冷组件，在喷雾器上方设置的盘管为冷凝盘管也称为预冷盘管，其亲水性铝翅片上可进行除湿产生冷凝水，整个装置由外壳包围并安装固定，出气ロ与热电发动机的冷风道连通，进气孔与外除湿器串通井串通螺线型露点间接蒸发冷却器的成品空气出口，水箱有进水口连接压缩机制冷出冷水管或连接地下水等低于露点冷源，出水ロ连通低位能集热器，输入冷水对该冷却器辅助降温内除湿后产生亚冰点的蒸发冷却，使辅助降温水降温达到亚冰点温度作为发动机冷源降低制冷剂温度，使制冷剂收缩；所述的集热器及热交换温差盘管，及外循环输送管线，根据季节气候及环境温度，可用有不同的循环途径，具体的通过开启，关闭各闸门实现提供冷源，热源；所述的热电发动机，由保温外壳、冷风道、热风道热电组件，在热风道内与组件热面贴合的制冷剂盘管及盘管散热体、散热片，构成日字形发电热交換通道，配控制线路，充电线路，逆变线路，驱动马达带动风机循环水泵工作，在发电的同吋，将制冷剂中的热量转换为电能，而被降温冷凝收缩；所述的螺线形冷却器，可以作为民用或养殖用空调或作为发动机冷源単独使用机，可以在三棱形空腔内设置盘管、风机及选压カ喷雾卡帕曲线形离心杯喷雾器或离心孔刷喷雾器，压缩机制冷与地下水地表水配合的辅助降温内除湿，并配置锅炉冬季取暖、换气、配置已有的空调控制线路；内除湿器还可以用热电组件单级片阵通道代替盘管辅助降温内除湿，由电桥整流温控线路供电源，温感探头靠在热电片冷面上，控制除湿温度及耗电量，冬季可取暖，换气加湿，卡怕曲线形离心喷雾杯是由ー个相互逆转的高速网筒杯和一个卡怕线形杯互为同轴 心线，异轴结构并相对高速旋转，杯内有径向条沟可含水并发生离心甩雾，在网筒逆转的切割作用使雾粒变细小；所述的盘管冰点间接蒸发冷却器，作为空调或发动机的冷源的単独使用机，在上端热交換器盘管下方设置热电制冷组片辅助降温内除湿(及冬季热面放热供暖)，对处于亚露点温度的水辅助降温到低于露点泵入盘管里循环，实现亲水铝箔翅片产生冷凝的内除湿，在盘管下方所配置选用的离心孔刷喷雾器，是ー个高速旋转的长圆拄筒，筒内充有从表冷器流出来的水，筒壁上有很多密布的径向小孔，筒外壁包有ー层绒刷毛，筒高速旋转时筒内的水便从小孔离心抛出，被绒刷毛分割成细颗粒并从刷毛上甩出成雾，与从上方吹来的预冷空气进行蒸发吸热制冷，产生亚冰点温度的冷凝水，同时风机盘管送风，整机配有空调电控线路。采用除湿器对一次空气除湿降低比湿度d值，使间接蒸发冷却器突破了亚露点徘徊，实现更大幅度降温，可达到亚冰点温度，对室内送风不受热湿比影响，还能自行除湿，作为空调，能通风换气，清新空气；采用螺线形、盘管露点间接蒸发冷却器的紧凑结构、体积小、成本低，可以小型化，深入到千家万户使用；利用地下水，地表水及热电制冷及压缩机制冷却液的辅助降温、除湿，小幅度的降温耗电省可使制冷能效比COP值达到常规压缩机式制冷机的4. 13-4. 92倍，对减少电网用电峰值颇有意义！广泛应用于エ、矿企业，养殖业，公用场所建筑、民用建筑用空调，带发动机结构的自动カ空调，不需电网电能及外加动力，利用大气热能及太阳能就能正常运转；采用卡怕离心杯及离心孔刷喷雾器，雾化量大、体积小、省电、无噪音；采用4缸结构及曲轴上的4对曲柄分布互成90°角，解决了做功推力与曲轴输出转矩小的问题，提高了活塞机效率；采用冰点间接蒸发冷却器降低大气温度接近亚冰点温度，从水原料蒸发是吸收大气热能产生冷源与大气间建立30°C的温差的发动机，在作功时又从大气中吸收热量，整个过程只消耗了水原料，从利用太阳能的温差更高，发动机输出更多的机械功及电能；采用温差发电利用了活塞发动机余热，主要利用了在气缸内不能用来转换的エ质饱和气液増加的焓，转换为电能同时降低エ质的温度产生冷凝收缩，这种联合发动机充分利用低位热能，成本降低。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进ー步详细的说明，其中图I是本发明的结构原理图。图2是本发明的冷源部分及集热交換器，大气集热器ー温差电源热交換器的剖视图及工作原理图。图3是本发明第二个实施方式的原理图。图4是本发明的活塞发动机剖视结构图及工作原理图。图5是图4中曲柄空间伸展方向图。图6是图4中每个气缸的气门正时凸轮对图。图7是图4中4缸4对凸轮在同一凸轮轴的径向分布图。图8是图4中A-A剖视图。图9是本发明的螺线形冰点间接蒸发冷却器的一个端面剖视图，是图15的左视图。图10是图9中通道壁的局部放大图。图11、12是图9的局部向视图。图13是图15中的右视图。图14是图9中的冷热水供给管线图。图15是本发明的螺线形冰点间接蒸发冷却器的前视图。图16是图9中的热电内除湿器的结构图。图17是图16中的A向视图。图18是本发明的盘管间接蒸发冷却器的结构图。图19是图18的右视图。图20是本发明的冰点间接蒸发冷却器的离心孔刷喷雾器结构图。图21是图20中A-A剖视图。图22是图20中的局部向视图。图23是本发明的冰点间接蒸发冷却器的离心喷雾杯结构图。图24是图23的左视图。图25是图16的热电内除湿器的热电单级片方阵及线路原理图。图26是本发明的热电发电大气热交換器的剖视图。图27是图26的左视图。图28是图27的线路原理图。图29是本发明的盘管冰点间接蒸发冷却器的结构原理图。
具体实施例方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。參见图I、图2如其中的实施例所示，水蒸发能源发动机，由螺线形露点间接蒸发冷却器的成品空气出ロ 15连通外除湿器20，并连通盘管露点间接蒸发冷却器的进气ロ 1，构成冰点间接蒸发冷却器及太阳能，大气热能的低位能集热器，活塞式发动机，热电发动机组成，其工作循环过程除湿器20将螺线形露点间接蒸发冷却器产生的亚露点温度的一次空气进行除湿，降低比湿度到d彡3. 5g蒸气/kg干空气，再在盘管冷却器中进行内除湿绝热加湿及热交换循环，产生接近冰点温度-亚冰点温度的成品空气，在成品出气ロ 9经风机8送入大气热电交換器的冷风道53对热电单级组片50冷却，其成品冷媒水经C — D进入制冷剂盘管14的水箱，制冷剂在盘管14中被冷凝收缩，饱和绝对压力降低，为发动机提供了冷源；大气热能流从热风道52流过，将热量传给制冷剂受热膨胀，饱和气体绝对压强増大，沿经外管线到发动机进气ロ A进入气缸内推活塞做功后，从排气ロ B排入盘管14中冷凝收缩，同时大气热能加热了盘管散热体55，及冷风道53中的冰点冷风作用，使热电元件50产生电能，经控制器，逆变器驱动马达转运。太阳能集热器的热水通过外管线E-D到盘管14的水箱中，将热传给盘管14中的制冷剂后，从阀h —阀y —流回太阳能集热器F，制冷剂膨胀后通过外管线阀O进发动机进气ロ A，进入气缸推活塞作功后从排气ロ B排出经阀q到大气集热盘管54，将热传给温差电元件转换为电能后温度降低冷凝收缩，经阀j —微循环泵19 —阀m—热盘管14，热风道52 关闭，风阀λ全开冷风道53通冰点强冷风。除湿器可选用太阳能吸收式，吸附式的外除湿器20或选用压缩机制冷及热电制冷产生的冷媒液、地下水、地表水及热电制冷组件的辅助降温冷凝或除湿膜除湿的除湿器；低位能集热器，包括地下水，地表水输送管线地下水、地表水G—水泵19—止回阀一集水箱一阀f —止回阀一阀e —阀d — D接ロ一太阳能集热器一阀h 盘管冷却器水箱一接ロ C —阀a —阀C —阀d-D接ロ 一太阳热能集热器盘管14水箱一盘管冷却器水箱一阀g —阀i —回地水H阀h阀i_回地水H2、太阳热能集热器输送管线太阳能集热器E—阀ω —阀b—微循环泵19—阀d —D接ロ一终端换热器盘管14水箱一阀h —阀y —太阳能集热器F3、終端集热交換器包括水箱、盘管14、散热翅片5，盘管14连通外循环管线连通大气换热器盘管54，并连通活塞或发动机的进气ロ A，出气ロ B。盘管14，及盘管54中的循环エ质为热膨胀剂-制冷剂的ー种，选无毒、环保、安全蒸发绝对压カ高的，可选R418A、R407C、R134a、R142b、R141b及其它任ー种，R717绝对压力高，很小的温度变化就能产生大的绝对压力差，但不安全。膨胀剂在水冷源热交换时收缩冷凝为液体饱和气，经外管线输送泵19输λ盘管到低位能集热器，热交换吸热膨胀推活塞转动曲轴做功；制冷剂循环管线a、終端热交换水箱盘管14 —阀O —发动机进气ロ A —气缸内推活塞作功一排气ロ B —阀q —大气集热器盘管54交换热一阀j —微循环泵19 —阀m —盘管14交换热；b、经端换热器盘管14 —阀k微循环泵19 —阀L —大气集热发电换热器盘管54热交换一阀P —发动机进气ロ A —气缸内推活塞做功一排气ロ B —阀η —盘管14热交换；C、低压集气瓶56存贮制冷剂，高压集气瓶57存贮高压饱和气，根据瓶上的两个压力表差及工作温度对照该制冷剂绝对压カ差是否相等，判断制冷剂的量多少，阀S是专门加注和清除制冷剂的专用阀。
4、大气集热器包括由冰点冷风道53、热风道52、保温外壳49、热电温差电源片50、散热翅片51、散热体55、散热制冷剂盘管54组成。參见图4、图5所示实施例的活塞式发动机结构原理图，图中曲轴28上的4对曲柄E、F、G、H分布在同一个轴心线上，且空间径向对称中心线、G线、F线、H线、E线各相互成90°角的结构，克服了做功时曲轴转角小而在曲轴上输出转矩小的问题，曲轴每转180°角都有2个气缸的活塞不同行程及相应曲柄的不同角度做功。在图6、图7中，在气缸盖上设置的气门正时开启关闭的同一个凸轮轴21上,分布的4组雷同的凸轮22，为沿对称中心线方向的a向、b向、c向、d向各相互成90°角，并且每对凸轮22对称中心线重合互成180°角；每个凸轮均是由两个异径半圆互成180°角构成的同轴心轮结构，其两个圆周相连接处的过渡线是垂足余弦曲线，凸轮轴21与发动机曲 轴28链轮连接23传动，同一转速达到各气缸的气门正时开关，图8排气门ロ 24，进气门ロ25通岐管连通B、A。图4中箭头所示是阀滑油输送方向，在低转速的曲轴箱里不能靠白溅输送润滑油，只能在输油泵26压カ输送到各相关部位，包括在每个气缸上的活塞下止点处设有2个喷油孔，专给活塞与缸筒内壁、活塞销的润滑，在气缸盖上方各气门近处均有喷油孔，专给气门，凸轮的润滑，及给链轮23的链条润滑，润滑油最后回流到发动机底盘油箱中，润滑油根据需用的制冷剂选配，同时发动机可根据制冷剂全封闭，半封闭，图中27是高压カ轴封。活塞发动机设计制造參数按単位时间内计算-W=/! pdv=p (Vi-V2)p = p2'pi W=(P1-P2)(V2-V1)Wa = P0 Δ V = P0 (V2-V1)Wt = W-Wa = (P2-P1-P0) (V2-V1)
WtWt由q=- +Ah，V2=+V1
0.35P2-P I-Po求活塞行程，缸直径，按4缸设计。W为膨胀绝对压力功，P为膨胀压カ差，V1为活塞上止点条隙容积，V2为有效工作容积，Wa为空气阻力所作的功，Wt为技术功，q为制冷剂吸热量，活塞机效率O. 35。图3是本发明的冰点间接蒸发冷却器的U型结构原理图，图中一次空气从进气ロI进入通道4，按箭头方向流到盘管31的亲水性散热片5被冷却降温到低于露点，在亲水性铝翅片上结露水，从排水管13出，在湿通道7中被降温除湿的一次空气在与雾化器11喷雾混合绝热加湿过程，温度降低并与通道壁3产生热交換，结果达到饱和，不断吸收热交換壁3的热量升温，当到达湿排气ロ 9时已经接近大气温度，最后被风机8排到大气中，而从进气ロ I不断被吸入的一次空气，不断与通道热交换壁3接触交换热而降温，这样每次进入的一次空气循环都是先被上次绝热加湿的湿空气冷却降温，但降温逐渐变低直至到饱和温度，当除湿的一次空气d彡3. 5g蒸汽/kg干空气时，饱和温度按近冰点温度-亚冰点温度。U形循环通道有个对外绝缘保温壳2，在U形循环中，可以设想干、湿气道4、7足够长到刚好完全热交换饱和，同时喷雾颗粒越小，蒸发时间越短，相应通道就短，实际应用可将U形通道卷取。在图2中左边的螺线形冷却器，是将U形通道卷取构成的，具体的是用压有细波浪纹的金属板按U形通道结构，双层卷成的阿基米德螺线形圆柱筒，其两端可以板金加工封底，可以焊盒，可以用保温绵条围边卷成盒，设计制造參数
权利要求
1.以水为原料的冰点间接蒸发冷却式自然低位能源发动机，以下简称水蒸发能源发动机，包括除湿器，间接蒸发冷却器，活塞发动机，温差电电源组件及线路、太阳能集热器，其特征是包含由冰点间接蒸发冷却器，低位能集热器、活塞发动机，热电发动机组成； 所述的冰点间接蒸发冷却器，由螺线形间接蒸发冷却器与盘管间接蒸发冷却器串联，并且在串联在进气通道上的除湿器(20)，将螺线形冷却器产生接近露点状态的一次空气除湿，降低比湿度到d彡3. 5g蒸汽/kg干空气，再在盘管冷却器中进行内除湿(6)和绝热加湿及热交换循环，最后在成品空气出口(15)输出亚冰点温度的成品空气，及从C管输出亚冰点冷凝水媒，为发动机提供冷源； 所述的除湿器，包含选用太阳能吸收式，吸附式及膜法除湿的外除湿器(20)，压缩机制冷及热电制冷媒液或地下水、地表水及热电制冷组件的辅助降温冷凝的内除湿器(6)；所述的低位能集热器，包含地下水、地表水输送管线(G)-(H)及太阳能集热器输送管线(E)-(F)的终端换热器，还包含大气热能换热器(49)-(55)，为发动机提供热源，终端热交换器由放在水箱内的盘管(14)，散热翅片(5)构成，盘管(14)通过外循环管线相连通大气热能换热器盘管(54)，并连通活塞机(A)-(B)，工质为热膨胀剂——制冷剂的一种，选无毒、环保、安全、蒸发绝对压力高的，可选用R418A、R717绝对压力高按照其性质安全使用，还可选R142b、R141b任一种，膨胀剂在与冷源热交换时，收缩凝为液体泡和气，经外管输送泵(19)输入盘管到低位能集热器进行热交换吸热膨胀推活塞转动曲轴做功； 所述的冷源输出到大气换热器(49)-(55)的通道(53)、与从发动机排气口(B)输出的热源到通道(52)，产生温差电能，同时将制冷剂热能降低，产生收缩冷凝。
2.根据权利要求I所述的水蒸发能源发动机，其特征是所述的活塞发动机，包含在4缸结构的同一个曲轴(28)上有4对雷同的曲柄(E、F、G、H)分布在同一个轴心线上，且空间径向对称中心线G线、F线、H线、E线各相互成90°角结构的曲轴，每转180°角都有2个气缸的不同角度做功； 包含在气缸盖上设置的气门正时开启关闭的一个凸轮轴(21)上，其4组雷同的凸轮(22)分布为沿对称中心线方向(a、b、c、d)各相互成90°C角，并且每对凸轮(22)对称中心线重合互成180°角；每个凸轮均是由两个异径半圆互成180°角构成的同轴心轮结构，其两个圆周相连接处的过渡线是垂足余弦曲线，凸轮轴(21)与发动机曲轴(28)链轮(23)链条连接传动，同一转速达到各气门正时开关； 包含在每个气缸上的活塞下止点处均有2个喷润滑油的喷嘴，专给活塞与缸筒内壁的润滑及活塞销的润滑，同时在气缸盖的最上方及各气门近处均有喷润滑油孔专给气门，凸轮的润滑及给链轮的链条润滑，润滑油最后回流到发动机底盘油箱中，由设置在油箱中的右下端的齿轮油泵(26)输送；润滑油根据需用的制冷剂选配；轴封(27)对发动机封闭，设计制造参数
3.根据权利要求I所述的水蒸发能源发动机，其特征是所述的螺线形间接蒸发冷却器，是用压有细波浪纹的金属板卷成的阿基米德螺线形的圆柱筒，其两端可以板金加工封底、可以焊盒，可用保温绵条围边卷成盒，其中，进气口(I)与干气道(4)湿气道(7)湿排气口(9)风机⑶顺次连通，进气口⑴与湿排气口(9)相邻，位于螺线形中心；干气道(4)与湿风道(7)连通处位于螺线形外层尾端，与外壳(18)构成一个三棱柱形空腔，其腔内设有雾化器(11)，可选用超声波雾化器，高压喷头雾化器，湿囊水帘雾化器，离心雾化器及离心孔刷雾化器的其中任一种，在空腔的顶直角处，有个成品空气出口(15)，整个螺线形体两低面与侧面有一层保温绵(2)，在保温绵外包外壳(18)用镀锌铁皮或铝镀锌板材料制作还可以是塑料外壳，设计制造数据
4.根据权利要求I所述的水蒸发能源发动机，其特征是所述的盘管间接蒸发冷却器，包含由外壳(18)上部、下部各设一个表冷器(14)、雾化器(11)、风机(8)构成,位于上部的进气口⑴与外除湿器(20)连通，并连通螺线形间接蒸发冷却器的成品空气出口(15)，由进气口(I)连通干空气通道(17)并通过表冷器(14)的铝翅片(5)与湿气通道(16)相串通，湿气通道(16)内设置雾化器(11)，可选用超声波雾化器、高压喷头雾化器、湿囊水帘雾化器、离心喷雾杯、离心孔刷雾化器的其中任选用一种； 包含配置选用地下水、压缩机制冷水、热电制冷水与水箱(40)中的微循环水泵(19)相串通使通过盘管的空气在翅片上产生的冷凝水； 包含地下水源或其它冷水源(G)经阀门(f)进入水箱的底部，将盘管间接蒸发冷却器辅助降温内除湿；通过(C)-⑶微循环泵(19)将冷量传给冷盘管(14)的翅片(5)再传给盘管(14)内的制冷剂；
5.根据权利要求I所述的水蒸发能源发动机，其特征是所述集热器及冷源的热交换温差电盘管(54)，在冬季处于大气温变为0°C以下时，停用冰点间接蒸发冷却器，以大气为冷源，大气热能换热热电器(49-55)为冷源换热器，盘管(14)的水箱为热源，制冷剂循环路线是膨胀的制冷冷剂饱和气盘管(14)—阀(O)—发动机进气口(A)进入发动机做功从(B)排气口流出一阀(q)—热电换热盘管(54)冷凝收缩一阀(j)—循环泵(19)—阀(m)向盘管(14)输送低温制冷剂；关闭通道(52)不通风，从温差电换热通道(53)进入的是(TC以下的大气，热交换发电； 包含盘管(14)的水箱热水来源于白天太阳能伍-的、即太阳能热水器E—阀(ω)—阀(b)—微循环泵(19)—阀⑷一D接口一盘管(14)水箱一将热传给铝翅片(5)—阀h—阀y—太阳能热水器F ;晚上地下水(G)—循环栗(19)—逆止阀一阀(e)—阀(d) — D接口一盘管(14)水箱一铝翅片(5)—阀(h)—阀⑴一地下水⑶。
6.根据权利要求1、5所述的水蒸发能源发动机，其特征是所述集热器及冷源的热交换盘管，在夏季处于大气温度10°c -39°C时，冰点间接蒸发冷却器工作，在阴天或晚上，冷源通过冷媒水经(C) — (D)进入盘管(14)的水箱里换热，大气热能热电交换器(49-55)为热源，制冷剂循环路线是盘管(14)冷凝收缩的制冷剂一阀(k)—微循环泵(19)—阀(L)—热电盘管(54)换热膨胀一阀(P)—发动机进气口(A)推活塞做功从排气口(B)—阀(η)—盘管(14)冷凝收缩； 包含在白天，太阳能热水器Ε—阀(ω)—阀(b)—微循环泵(19)—阀(d) — D接口—盘管水箱一铝翅片(5)传热一阀(h)—阀(y)—太阳能热水器F，盘管(14)的水箱是热源换热器，热电换热器的风机用风来源于风阀(λ)的亚冰点温度的冷气为冷源换热器，制冷剂循环路线是盘管(14)制冷剂热膨胀一阀(O)—发动机进气口(A)做功后从排气口(B)—阀(q)—热电发电热交换器盘管冷凝收缩； 包含冰点间接蒸发冷却器工作时，地下水(G)—循环泵(19)—止回阀一阀(f)—水箱温感探头(61)—阀(g)—阀⑴一地下水(H)，间歇式供给盘管冰点间接蒸发冷却器除湿冷源，保证内除湿；
7.根据权利要求I所述的水蒸发能源发动机，其特征是所述的热电发动机，包含冷风道(53)、热风道(52)、与热电组件热面贴合的制冷剂盘管(54)及盘管散热体(55)，散热片(51)、外保温壳(49)构成日字形发电热交换通道，配控制线路充电线路、逆度线路、驱动马达带动风机，循环泵工作； 包含在热电组件(50)在发电时，将盘管(54)中的制冷剂热量转为电能，使制冷剂饱和气冷凝收缩； 设计制造参数
8.根据权利要求1、3所述的水蒸发能源发动机，其特征是所述的螺线形间接蒸发冷却器，可以作为发动机冷源及空调的单独使用机，在三棱柱形空腔内设置盘管(31)、风机(30)，并设保温隔离层(2); 包含在左端圆筒底保温层(2)外边选用设置离心喷雾杯(11)也可选用离心孔刷雾化器，并在湿气道(7)的末端有个穿过保温层(2)的弧形湿气进口(32)构成一个扁圆形空腔盒(33)； 包含离心杯(11)是卡帕曲线形状的杯口边缘是峰利的圆周刀刃，杯底有均匀分布的径向细纹沟(44)外面有个能高速相对逆转的网筒杯(45)与卡帕线形杯(11)互为同轴心线异轴，S卩内空心轴(46)、外空心轴(48)、内空心轴(46)输送水管(10)的水到卡帕曲线杯里参与离心雾化，杯(11)上有4个风叶(47)，将雾与亚露点的一次空气在扁圆形空腔盒产生高速涡流的绝热加湿过程； 包含在通有冷却液体的盘管(31)的散热翅片(5)为亲水铝箔制造，对亚露点的一次空气辅助降温的内除湿，产生冷凝水以排水管(13)排出，降低一次空气比湿度d值； 包含在离心雾化喷筒上的三通风阀(35)，转动角度不同，可设置对室内加湿降温；通风换气保温；去湿降温；通风换气加温档位；通风换气加温是配合锅炉(41)产生的热水通过接口(38)、(39)、接通入盘管(31)里，风机(30)送热风，湿气进口(32)吸入的空气是三通风阀(35)进入的室内空气； 包含在右端圆筒形底保温层(2)外设置一个D形盒状水箱(40)并配置补水自动阀(36)，微型水泵(37)，供水管接通离心喷雾器(11)、水管(10)； 包含在位于两端的外壳(18)设置的吊装孔(34)，整机配套电控线路。
9.根据权利要求1、8所述的水蒸发能源发动机，其特征是所述的冰点螺线形间接蒸发冷却器，可以用热电制冷组件单级片阵(42)通道代替盘管(31)的辅助降温内除湿； 包含在电桥整流温控线路，其感温元件靠在热电片的冷面上，控制除湿温度及除湿耗电量，热面通道可与风机(30)相通，对亚冰点空气预热升温到标准送风温度26°C _28°C，还可与排湿气口(9)相通排到室外，通过三通风阀(35)在冬季可供热风、换水性铝翅片(62)，与外壳(56)构成蛇形散热通道，其底部出口为成品空气出口(59)，上部为进气口(58)； 包含在底部热交换器的干气道(17)与湿气道(16)连通，通道内设置热电辅助降温内除湿，及在冬季热面放热供暖用，整机配套电控线路。
10.根据权利要求1、4所述的水蒸发能源发动机，其特征是所述的盘管冰点间接蒸发冷却器，作为发动机冷源及作为空调的单独使用机，包含在外壳(18)内设置的表冷器(14)的一端上方设置一个风机(8)并在外壳正面与风机(8)相对应处有个送风口(15)，其进气口(I)连通纳米Ti02光催化净化器，表冷器(14)的另一端湿通道(16)端的上方设置一个 离心孔刷喷雾器(58)、下方设置排潮口(9)； 包含表冷器(14)下方设置水箱(40)、且水箱(40)在湿通道(16)端内设置循环水泵(19)并串通热电温差制冷组片辅助降温内除湿(在冬季可以反向放热供暖)、还可以压缩机制冷水通入水箱(40)的内除湿，整机配套电控线路； 包含离心孔刷雾化器(58)是一个绕同轴线高速旋转的筒刷，一端连接固定实心轴套(63)与小电动机万向连接，另一端是个不转动的空心支承轴(58)固定在壳体上并通过轴承连接支撑筒刷，筒刷可在电机带动高速旋转，筒刷轴心与两端的实心轴、空心轴同一轴线，刷筒(60)壁上有许多径向小孔眼、刷筒(60)外壁包有径向密布的绒刷毛，空心支撑轴(58)在刷筒(60)内轴心线的位置部分雷同刷筒也有许多径向小孔眼，空心支撑轴(58)在刷筒(60)外部分固定在外壳并与表冷器(14)出水口管线连接； 包含在外壳(18)内位于上部的表冷器(14)由双组盘管构成，其上部一组通冷却水，下部一组通由热电制冷却导热油或压缩机制冷剂的辅助降温的预冷却除湿，表冷器铝翅片具有亲水性，离心孔刷雾化器(11)位于双盘管表冷器(14)的下方、产生的冰点冷水落到下面的水箱(40)里，水箱(40)部有热交换盘管、散热表冷器(67)连通热电制冷(6)内部的管线或连通压缩机(69)制冷剂管线； 包含冬季表冷器盘管(14)接锅炉热水或电转化热及导热油供暖。
全文摘要
本发明公开了一种以水为原料的冰点间接蒸发冷却式自然低位能源发动机，旨在提供一种不仅能除湿降温到接近冰点的间接蒸发冷却器，作为空调或发动机冷源，还能收集太阳能，大气热能为热源驱动活塞式发动机及热电发动机工作，输出机械能及电能，其技术要点是冰点间接蒸发冷却器对一次空气除湿到d≥3.5g蒸汽/kg干空气的绝热加湿及热交换产生接近冰点的成品空气及冷媒水为冷源，以大气热能太阳能低位能集热器为热源，循环工质制冷剂在集热器盘管(14)与热源热交换膨胀，驱动活塞发动机输出机械能，制冷剂在热电发动机盘管(54)中与冷源热交换转换为电能，同时被降温收缩再循环。
文档编号F24F5/00GK102635523SQ20111025183
公开日2012年8月15日 申请日期2011年8月30日 优先权日2010年9月10日
发明者刘国利 申请人:刘国利