一种利用低温介质获取冷气、电能的方法及其装置的制造方法_2

文档序号:9324099阅读:来源:国知局
低温介质相同且具有相同压力。可避免低温介质从旋片式动力机和发电机的传动轴与其壳体之间的缝隙中泄漏,保证发电子系统的正常运行。
[0020]与现有技术相比,本发明具是有如下显著的效果:
[0021]⑴本发明可以收集工业废热、太阳能、空调余热等低品位热能,并能够将这些低品位热能进行高效转化,无需投入任何石化和矿物能源,能够实现零排放,节能环保,对发展综合利用工业废热减少排放、高效利用太阳能、综合利用空调余热等可再生能源的技术,具有划时代的意义。
[0022]⑵本发明外部能源收集器可以收集工业废热、太阳能、空调余热等低品位热能,这些低品位热能通过换热介质作为媒介由低温介质吸收膨胀从而驱动旋片式动力机运转产生机械能,因此本发明可使低品位热能进行高效转化。再通过换能装置将机械能转换成电能(换能装置采用发电机)或者其它形式的能量。
[0023]⑶本发明的发电子系统所产生的电力除部分返回制冷循环子系统和机械能输出子系统用于维持正常运转外,更为重要的是为外部的用电设备提供电力。因此,本发明在制冷季节无需投入电力,而且还有盈余的电力为外部用电设备供电。
[0024]⑷本发明旋片式动力机和发电机均设于一密封外壳中,可避免低温介质从旋片式动力机和发电机的传动轴与其壳体之间的缝隙中泄漏,保证发电子系统的正常运行。
[0025](5)本发明的装置组成结构简单、易于实现、成本低,适于广泛推广适用。
【附图说明】
[0026]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
[0027]图1是本发明的组成示意图。
【具体实施方式】
[0028]本发明一种利用低温介质获取冷气、电能的方法,以低温介质(采用制冷剂R22、R134a等沸点低于水但是可以产生很高蒸气压力的工作介质)作为制冷剂通过冷凝向换热介质(采用防冻液,也可以采用纯净水等)释放冷凝热,由换热介质吸收冷凝热,同时换热介质吸收采集到的低品位热能(包括空气热能、太阳热能、地热能、生物质能、化学能、工农商业排放的废热、工商业废水(液)热能、内燃机排气热能、水源显热、传统空调余热),制冷剂冷凝后成为液体经减压后蒸发,制冷剂蒸发时吸收换热介质的热量发生膨胀而对外做功产生机械能,做功后的制冷剂以蒸气状态经压缩后冷凝从而实现一套制冷循环通路中制冷剂的能量转换过程,并使该过程循环往复。以低温介质作为制冷剂通过冷凝向换热介质释放冷凝热,由换热介质吸收冷凝热以增加换热介质的热量,制冷剂冷凝后成为液体经减压后蒸发,与室内空气换热而使室内制冷,制冷剂以蒸气状态经压缩后冷凝从而实现另一套制冷循环通路中制冷剂的能量转换过程,并使该过程循环往复。换热介质的热量包括换热介质所吸收的两套制冷循环通路中制冷剂通过冷凝向换热介质释放的冷凝热和换热介质吸收采集到的低品位热能。将机械能转化为电能提供给外部用电设备和/或作为压缩两套制冷循环通路中制冷剂的电力供给。
[0029]如图1所示,是本发明一种使用上述利用低温介质获取冷气、电能的方法的装置,包括制冷循环子系统、机械能输出子系统、外部能源收集子系统、发电子系统、空气循环子系统和用电设备。机械能输出子系统包括发电蒸气压缩机12、用于盛装换热介质的保温水箱20、位于换热介质中的第一冷凝器13和第一蒸发器16、用于储存低温介质的第一储液罐
14、第一膨胀机构15和旋片式动力机17;换热介质采用防冻液19 (也可采用纯净水等),低温介质采用制冷剂R22 ;发电蒸气压缩机12、第一冷凝器13、第一储液罐14、第一膨胀机构
15、第一蒸发器16和旋片式动力机17依次通过铜管相连构成一套用于低温介质作为制冷剂循环流动的制冷循环通路,制冷剂在第一冷凝器13中冷凝并向换热介质释放冷凝热,由换热介质吸收冷凝热,制冷剂冷凝后成为液体通过第一膨胀机构15减压后在第一蒸发器16中蒸发;外部能源收集子系统包括循环栗28和用于收集低品位热能的外部能源收集器27,循环栗28的进口与保温水箱20连通,循环栗28的出口与外部能源收集器27的进口连接,外部能源收集器27的出口与保温水箱20连通构成用于换热介质循环流动的循环通路而使在外部能源收集器中吸收热量的换热介质不断输送至保温水箱20 ;制冷剂蒸发时吸收换热介质的热量发生膨胀对旋片式动力机17做功,而使旋片式动力机17运转产生机械能,做功后的制冷剂以蒸气状态经发电蒸气压缩机12压缩入第一冷凝器13实现循环,源源不断地为旋片式动力机17提供膨胀动能。
[0030]制冷循环子系统包括制冷蒸气压缩机1、第二冷凝器2、用于储存低温介质的第二储液罐3、第二膨胀机构4和位于室内机中的第二蒸发器5 ;制冷蒸气压缩机1、第二冷凝器2、第二储液罐3、第二膨胀机构4和第二蒸发器5依次通过铜管相连构成另一套用于低温介质作为制冷剂循环流动的制冷循环通路,第二冷凝器2位于保温水箱20的换热介质中,以便制冷剂以蒸气状态在第二冷凝器2中冷凝并向换热介质释放冷凝热,由换热介质吸收冷凝热,制冷剂冷凝后成为液体通过第二膨胀机构4减压后在第二蒸发器5中蒸发,与室内空气换热实现室内制冷,使室内获得凉爽空气,制冷剂以蒸气状态经制冷蒸气压缩机I压缩入第二冷凝器2实现循环,源源不断地为室内空间供冷。
[0031]发电子系统包括发电机18、变压器22、蓄电池23和充电器24,变压器22分别与制冷蒸气压缩机1、发电蒸气压缩机12的电力接口相连,蓄电池23与变压器22连接,充电器24分别与蓄电池23、发电机18相连构成一电力回路,发电机18所产生的电力通过充电器24为蓄电池23充电,在变压器22和制冷蒸气压缩机1、发电蒸气压缩机12的电力接口相连的线路上设有电源开关21,以便通过开启电源开关21,由蓄电池23提供电力启动制冷蒸气压缩机I和发电蒸气压缩机12 ;或者关闭电源开关21,借助外部电力启动制冷蒸气压缩机I和发电蒸气压缩机12。用电设备30与发电机18相连构成另一电力回路。电力除部分返回制冷循环子系统和机械能输出子系统用于维持正常运转外,更为重要的是为外部的用电设备提供电力。
[0032]旋片式动力机17和发电机18均设于一密封外壳32中,密封外壳32内充有低温介质,该低温介质与机械能输出子系统的制冷循环通路中的低温介质相同,均为制冷剂R22,且具有相同压力。密封外壳32上开有门洞,在门洞上设有检修门33,为了保证密封外壳32的密封性,检修门33与门洞边沿之间设有密封胶垫。
[0033]制冷蒸气压缩机1、第二储液罐3、第二膨胀机构4、发电蒸气压缩机12、内置有第一冷凝器13、第二冷凝器2和第一蒸发器16的保温水箱20、第一储液罐14、第一膨胀机构
15、旋片式动力机17、循环栗28和发电子系统均组装在一机壳25中构成室外机26,保温水箱20具有保温内胆,外部能源收集器27设于机壳25的顶部上,第一冷凝器13、第二冷凝器2和第一蒸发器16在保温水箱20中从下至上依次排布,第一蒸发器16位于保温水箱20的上部,循环栗28的进口与保温水箱20的上部连接,外部能源收集器27的出口与保温水箱20的顶部连接而使保温水箱20的上部成为高温区,发电子系统位于机壳25的底部且处于保温水箱20的下方。
[0034]空气循环子系统包括设于室内机11中的离心风机6、进风口 9和出风口 8,进风口9开设在室内机11的壳体10下部且离心风机6靠近进风口 9,而出风口 8则开设在室内机11的壳体10上部且第一蒸发器5靠近出风口 8构成室内空气循环流动的循环通路。控制电路板7设于室内机11中且位于离心风机6和第一蒸发器5之间,控制电路板7控制各子系统的启停和运转。
[0035]本发明的工作原理和流程如下:
[0036]⑴制冷蒸气压缩机I触发启动,将低温介质往第二冷凝器2压缩,制冷剂在第二冷凝器2里冷凝结液并放热,此时保温水箱20里的防冻液19吸收制冷剂蒸气释放的冷凝热,冷凝后的制冷
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