多效多级涡流管冷热双能机系统的制造工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种多效多级涡流管冷热双能机系统的制造工艺，属于新能源利用领 域。
【背景技术】
[0002] 传统的涡流管设备主要是利用涡流管的涡流（冷热分离）效应，采用压缩空气，空 压机设备为能量动力源，产生-45~+130°C的冷气或热气，以满足冷热能量的需求，用于一 些不便于传统空调装置使用的特别环境。由于压缩空气是一次性排放、简单环保、能效比 (EER、C0P)较低、比传统主流空调造价高，不宜在主流和大规模推广使用。
[0003] 现有技术中，一种无工质栗式循环发电方法（专利【申请号】201110462221. 7)、一 种取消工质回流栗的闭式循环发电方法（201210102519. 1)、一种利用涡流进行制冷的空调 工作方法（201310103227. 4)，上述文献的技术特征是利用了相变工质替代了压缩空气，在 系统中实现无动力自动循环。如果该技术能够实现其技术方案，就是"永动机"。上述已有 技术方案的关键点是工质在整个循环过程中低压向高压液化不使用回流栗及压缩机，这是 一个难以实现的，且实现成本高于传统制冷及热栗设备，工艺繁琐复杂，不能稳定或较大规 模运行，缺乏实用性。该已有技术集能设备装置（蒸发器），这个系统能源技术核心装置缺 失是难以进入主流能源设备实施大规模应用等不足。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是：提供一种可利用相变工质进行一个大系统循环，或 多个子系统循环，产生高品位的能量，实现高温和深冷，将集能装置产生的能量（冷热）大 功率高能效比的稳定输出，满足建筑空调及工业、农业生产用能的需要的多效多级涡流管 冷热双能机系统的制造工艺。
[0005] 本发明所述的多效多级涡流管冷热双能机系统的制造工艺，包括由两个以上的涡 流管串联成的多级涡流管，涡流管包括进气口、冷端出口及热端出口，涡流管串联设置为热 端出口串联或者冷端出口串联，液态工质经基础集能蒸发器相变为气相载能工质，气相载 能工质进入第一级的涡流管的进气管，涡流管冷端出口连接冷能换热器，热端出口连接热 能换热器，冷能换热器、热能换热器的出口分别对应通向温差发电混流器的冷热进口，温差 发电混流器内部设置温差发电板，温差发电混流器出口连接回流栗，回流栗连接工质罐，工 质罐连接基础集能蒸发器。
[0006] 多级涡流管有至少两个以上的涡流管个体组成，可以是按顺序，第一级的涡流管 进气管连接于基础集能蒸发器的出口，一级涡流管的热（冷）端与下一级涡流管的进气管 连接，按顺序依次连接多效。末端涡流管热（冷）端分别连接于热能换热器及冷能换热器。 热、冷换热器的出口分别通向温差发电混流器的冷热进口。温差发电混流器的出口连接于 回流栗。工质罐的进口端连接于回流栗的出口，出口连接于基础集能蒸发器的进口管，形成 串联或多级涡流管的一个大循环回路。热能换热器的工质流向温差发电混流器的热进口， 冷能换热器的工质流向温差发电混流器的冷进口。
[0007] 所述的热端出口串联设置为第一级的涡流管热端出口连接下一级的涡流管的进 气口，依次热端出口连接相邻下一级的涡流管的进气口，按顺序依次连接多效，末级的涡流 管热端出口连接热能换热器，各级的冷端出口连接冷能换热器。
[0008] 所述的冷端出口串联设置为第一级的涡流管冷端出口连接下一级的涡流管的进 气口，依次冷端出口连接相邻下一级的涡流管的进气口，按顺序依次连接多效，末级的涡流 管冷端出口连接冷能换热器，各级的热端出口连接热能换热器。
[0009] 所述的相邻的涡流管之间设置双效集能蒸发器和温差发电混流器，第一级的涡流 管热端出口连接下一级的双效集能蒸发器，换热后流向温差发电混流器的热进口端，涡流 管的冷端出口则经冷能换热器连接温差发电混流器的冷进口端，温差发电混流器的出口连 接回流栗，回流栗将工质液化回注工质罐，依次按顺序连接，各效都有一个完整的循环回路 系统，形成逐效的多效效应。多效涡流管由至少两个以上的涡流管个体组成，可以是第一效 的涡流管分离出的热（冷）供给下一级的双效集能蒸发器，换热后流向温差发电混流器，经 回流栗将工质液化回注工质罐，各效都有一个完整的循环回路系统，形成逐效的多效效应。
[0010] 所述的工质设置为氟利昂、HCFC或者HFC。均为低沸点的相变工质。
[0011] 所述的基础集能蒸发器包括三维空间聚能的翅片管，翅片管的外表面涂有选择性 吸热涂层，翅片管内置换热芯管。基础集能蒸发器为高导热材质，如铜、铝材质等，聚能的翅 片管可以串并联组成列阵。
[0012] 所述的温差发电混流器设置为在绝热保温层包裹的密闭围护体，有热腔和冷腔， 冷、热腔之间有温差发电板，末端有混流管。
[0013] 所述的热腔和冷腔设置为多个，多个热腔、冷腔和温差发电板并列设置。
[0014] 为了达到高品位高温和深冷能量及热冷流量可进行多级多效的混合串并联组合。 可以中央控制或分组控制循环。涡流管的功率（流量）可根据系统中的涡流管可以是同等 流量功率，也可以不同流量親合使用，可以一个大流量上级多个小流量下级，或多个小流量 上级一个大流量下级连接形式。
[0015] 本发明的有益效果是：
[0016] 采用多效（级）涡流管及环保型相变工质，结合温差发电技术，通过集空气能、太 阳能、海水能等自然能，可稳定地产生超高能效比热冷双能，广泛应用于建筑空调、海水淡 化、工农业生产用能发电的能源供给，给新能源的开发利用提供了新的途径。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明的结构示意图之一。
[0018] 图2是本发明的结构示意图之二。
[0019] 图3是本发明的结构示意图之三。
[0020] 图4是本发明的结构示意图之四。
[0021] 图5是基础集能蒸发器的结构示意图。
[0022] 图6是温差发电混流器的结构示意图。
[0023] 图7是多效涡流管工艺流程图。 图中:1、涡流管2、基础集能蒸发器3、双效集能蒸发器4、温差发电混流器5、回流栗 6、工质罐7、热能换热器8、冷能换热器9、温差发电板10、选择性吸热涂层11、翅片管 12、换热芯管13、热腔14、冷腔15、混流管16、绝热保温层。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图对本发明做进一步描述：
[0025] 如图1~图6所示，本发明所述的多效多级涡流管冷热双能机系统的制造工艺，包 括由两个以上的涡流管1串联成的多级涡流管，涡流管1包括进气口、冷端出口及热端出 口，涡流管1串联设置为热端出口串联或者冷端出口串联，液态工质经基础集能蒸发器2相 变为气相载能工质，气相载能工质进入第一级的涡流管1的进气管，涡流管1冷端出口连接 冷能换热器8,热端出口连接热能换热器7,冷能换热器8、热能换热器7的出口分别对应通 向温差发电混流器4的冷热进口，温差发电混流器4内部设置温差发电板9,温差发电混流 器4出口连接回流栗5,回流栗5连接工质罐6,工质罐6连接基础集能蒸发器2。热端出 口串联设置为第一级的涡流管1热端出口连接下一级的涡流管1的进气口，依次热端出口 连接相邻下一级的涡流管1的进气口，按顺序依次连接多效，末级的涡流管1热端出口连接 热能换热器7,各级的冷端出口连接冷能换热器8。冷端出口串联设置为第一级的涡流管1 冷端出口连接下一级的涡流管1的进气口，依次冷端出口连接相邻下一级的涡流管1的进 气口，按顺序依次连接多效，末级的涡流管1冷端出口连接冷能换热器8,各级的热端出口 连接热能换热器7。相邻的涡流管1之间设置双效集能蒸发器3和温差发电混流器4,第一 级的涡流管热端出口连接下一级的双效集能蒸发器3,换热后流向温差发电混流器4的热 进口端，涡流管1的冷端出口则经冷能换热器8连接温差发电混流器4的冷进口端，温差发 电混流器4的出口连接回流栗5,回流栗5将工质液化回注工质罐6,依次按顺序连接，各级 都有一个完整的循环回路系统，形成逐级的多效效应。工质设置为氟利昂、HCFC或者HFC。 基础集能蒸发器2包括三维空间聚能的翅片管11，翅片管11的外表面涂有选择性吸热涂 层10,翅片管11内置换热芯管12。温差发电混流器4设置为在绝热保温层16包裹的密闭 围护体，有热腔13和冷腔14,冷、热腔之间有温差发电板9,末端有混流管15。热腔13和冷 腔14设置为多个，多个热腔13和冷腔14并列设置。
[0026] 涡流管1的材质可以是金属材料，如碳钢、铝合金、不锈钢SUS304、316、310S等。
[0027] 实施例（一）：
[0028] 本实施例为利用热能为主提供热源的实施例。涡流管1材质为SUS304,进气流量 40m3/min、30m3/min、20m3/min，四只祸流管为多级连接。
[0029] 基础集能蒸发器2材质为铝合金7072的太阳花翅片管，020X0150X10X10 (管径公称DNX翅片直径X翅片数量X管壁厚度_)。材质导热系数285W/m.k，管压 彡3. 8MPa，外涂选择性（阳极氧化）镀层，对太阳光的吸收率彡91 %，红外法线辐射发射率 < 10%〇
[0030] 翅片行距200mm，基础集能蒸发器2列阵集能面积500 m2。选用工质R134a，或 R600,沸点温度-26. 1°C，临界温度：101. 1°C，沸点：-11.8°C，临界温度：134. 98°C。工质罐 300L不锈钢钢瓶，工质罐承压彡4. OMPa。回流栗为涡旋式压缩机10KW，栗压彡35MPa。
[0031] 温差发电混流器为金属壳，外有50mm Pu泡沫保温材料，规格： 200X300X10000(宽X高X长）mmXlO组，温差发电总功率彡18KW。
[0032] 如果本发明的一种多效（级）涡流管冷热双能机系统设备在年光照强度7500MJ/ m2的春秋两季，环境温度25°C地区使用，可产生500KW热及冷双能量，除自身温差发电外接 电源能耗为8. 2W，其能效比：EER彡25、C0P彡50,四级热能高温可达到300°C以上。
[0033] 当环境温度为25°C时，工质罐内可形成工质压力达到17. 5~18kg/cm2,通过电磁 阀进入基础集能蒸发器后，通过集热蒸发器的金属高导热壁将环境空气热量和太阳能辐射 热量的热量加热，由-26. 2°C (或-11. 8°C )就可以汽化的工质经换热加温迅速温升，增压 至3. 0~5. OMPa(白昼光照与夜间或无光照条件情况下），以3. 0~5. OMPa的载能气体冲 出涡流管进气口，通过涡流内高速分离，热气体由热端出口排出，温度为130 °C。冷气排出温 度为-28 °C，冷气进入换热器。
[0034] 130°C的一级涡流管排出热气流进入二级涡流管进气口，经二级涡流管分离后，热 端出口达到200°C，冷端出口气体为