从空气中吸收热能的动力循环输出方法及系统与流程

本发明涉及一种空气热能的利用方法及系统，特别是涉及一种从空气中吸收热能的动力循环输出方法及系统。

背景技术：
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目前人类使用的已知能源有以太阳能、风能、水能等为代表的清洁能源、以

煤碳、石油、天然气等为代表的化石能源，还有以核裂变能和核聚变能为代表的新兴能源等。除清洁能源外，人类在使用其它能源时，不可避免地破坏环境或污染环境，对社会发展造成负面影响，而且化石能源和核裂变能源的资源都有限，不能供人类无限制的使用。核聚变能源倒是相对来说取之不尽，但是目前技术还不成熟，离人类大规模放心使用还有很长的路要走。

社会的进步对能源的需求会越来越多，但目前支撑人类社会使用的煤碳、石油、天然气等化石能源和核裂变能源在资源上面临枯竭，人类需要尽快地寻找替代能源来解决社会发展的需要。

工业的发展在给人类带来方便的同时，也在不停地破坏着人类懒以生存的环境，人类再也不能不顾生存环境任意发展，这方面的教训太深刻了。环保方面的要求希望人类能找到一种对环境友好的替代能源。以太阳能、风能、水能等为代表的清洁能源倒是符合人类要求，但是这几种能源在实际使用时都存在这样那样的缺点，限制了它们在社会上的大规模推广使用。

技术实现要素：
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本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种间接地利用太阳能、通过吸收空气内能并将其转化成为各种机械能或电能的从空气中吸收热能的动力循环输出方法及系统。

本发明的技术方案是：

一种从空气中吸收热能的动力循环输出方法，包括以下步骤：

a、设置A气饱和气储存装置和凝结核发生装置，该A气饱和气储存装置输出的A饱和气体和凝结核发生装置输出的凝结核一并进入正功输出装置，A饱和气体膨胀做功，部分冷凝为A液体，形成A饱和气体和A饱和液体的混合物；

b、做功后，正功输出装置将A饱和气体和A饱和液体的混合物完全排出，该混合物经过A气A液分离装置分离成各自独立的A饱和气体和A饱和液体，A饱和液体经过高压泵加压后依次进入A液换热装置和空气换热装置进行多级吸热后再次形成A饱和气体，并进入上述的A气饱和气储存装置，形成一个循环；

c、步骤b中分离出的A饱和气体进入A气B液混合装置后与B液体微粒混合，形成A饱和气体和B液体微粒的气液雾状混合物，该气液雾状混合物进入负功输入装置中体积被压缩而吸收能量，然后A饱和气体和B液体由负功输入装置排入A气B液分离装置，经过分离后，A饱和气体进入上述A气饱和气储存装置，B液体经过减压节流阀和步骤b中的A液换热装置后进入A气B液混合装置，形成一个循环；

d、或者，步骤b中分离出的A饱和气体进入变容压缩负功输入装置，经过多级或多次压缩，逐步提高A饱和气体的温度和压强，进而每次压缩均形成的过热气体均进入步骤b中的A液换热装置进行多次换热，最终降温后再次形成A饱和气体，该A饱和气体进入上述A气饱和气储存装置，形成一个循环。

步骤c中，B液体经过A液B液分离装置后再经过B液制冷装置进行二次降温，再次降温后的B液进入所述A气B液混合装置。

各装置之间通过管道连接，管道上均设置有阀门和单向阀；空气换热装置包括换热器和风扇，空气与换热器内的A液体进行换热，使A液体变为A饱和气体然后进入A气饱和气储存装置。

所述正功输出装置和负功输入装置为共轴型结构，同时与有用功输出轴连接，或者，所述正功输出装置和负功输入装置为单轴型结构，分别与有用功输出轴连接，或者，所述正功输出装置和负功输入装置为集中结构，共同集中在一个气缸型容器内，中间用活塞隔开，正功输出装置和负功输入装置分占一边，两边的最大最小体积完全一致，其输出输入轴也共用。

A和B分别是不同的工作介质，该两种工作介质A和B均可为一种物质或多种物质的混合物。

一种从空气中吸收热能的动力循环输出系统，包括A气饱和气储存装置和凝结核发生装置，所述A气饱和气储存装置和凝结核发生装置的输出端分别与正功输出装置的输入端连通，所述正功输出装置的输出端与A气A液分离装置连通，所述A气A液分离装置分离出A饱和气体和A液体，A液体经过高压泵加压后依次进入A液换热装置和空气换热装置进行多级吸热后再次形成A饱和气体，并进入所述A气饱和气储存装置；分离出的A饱和气体进入A气B液混合装置与B液体混合后进入负功输入装置体积被压缩后吸收能量，所述负功输入装置的输出与A气B液分离装置连通，所述A气B液分离装置分离出来的A饱和气体与所述A气饱和气储存装置连通，所述A气B液分离装置分离出来的B液体经过减压节流阀和所述A液换热装置后进入所述A气B液混合装置，形成整个工作循环；或者，所述A气A液分离装置分离出A饱和气体进入变容压缩负功输入装置，经过多级或多次变容压缩，逐步提高A饱和气体的温度并形成过热气体，该过热气体每次均进入所述A液换热装置进行多次循环换热，最终降温后再次形成A饱和气体，该 A饱和气体进入所述A气饱和气储存装置，形成整个工作循环。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过热交换方式，能冷却空气并吸收空气分子的热能，由于直接地利用了取之不尽用之不竭的空气内能做为能量来源，且由于太阳每天都在不停地对空气内能进行着补充而不用担心能量来源枯竭的可能，因此在满足环境保护要求的同时，还实现人类对无限制使用清洁能源的需求。

2、本发明在饱和气管道中接入凝结核，促使A饱和气在绝热膨胀时凝结出A饱和气和A液体，以改变气体的体积和压力，输出更多的有用功。

3、本发明分别设置有A饱和气循环、A液体循环及B液体循环，其工作流程方式为三循环式工作流程，简称三环式，实现自动循环。

4、本发明既可以采用两种介质进行循环，也可以采用一种介质进行循环，方便取舍，以降低使用成本和制作成本。

5、本发明间接地利用太阳能、通过吸收空气内能并将其转化成为各种机械能或电能，其适用范围广，易于推广实施，经济效益明显。

附图说明：

图1为本发明以R22为工作介质的P-V示意图；

图2为本发明以R22为工作介质的P-H示意图；

图3为图2中2点到1点之间的饱和气曲线的P-H示意图；

图4为本发明共轴型三环式空气源动力循环输出系统的工作流程图；

图5为本发明单轴型动力循环输出系统的工作流程图；

图6为本发明集中型动力循环输出系统的工作流程图；

图7为本发明单一介质型动力循环输出系统的工作流程图。

具体实施方式：

实施例一：参见图1—图6，图中主要设备组成及作用：

①A气饱和气体储存装置

作用：储存本动力机工作时使用的工作介质A的饱和气体。

②凝结核发生装置

作用：产生促使A气饱和气体绝热膨胀时凝结出A饱和液体的凝结核。

在该装置内产生并添加到A饱和气体中的凝结核有可能是离子，也可能是高能射线，也可以采用别的物质。

③正功输出装置

作用：类似普通发动机上使用的活塞及气缸，A气饱和气体将在此装置内绝热膨胀并凝结出A饱和液体。

④A气A液分离装置

作用：将正功输出装置内绝热膨胀并凝结出液体的A饱和气体和A饱和液体完全分离开，形成单独的A饱和气体和A饱和液体。

⑤A气B液混合装置

作用：将A气A液分离装置分离出来的A饱和气体与B工作介质的液体微粒完全混合，使两者最终形成浓雾状态。

⑥负功输入装置

作用：类似正功输出装置，A气饱和气体将在此装置内通过B液的不断吸热而沿压焓图上A饱和气体线被外功进行绝热压缩，并最终形成与A气饱和气体储存装置中的A饱和气体状态一模一样的饱和气体。

⑦A液高压泵

作用：A气A液分离装置中分离出来的A液压缩回到A气饱和气体储存装置中。

⑧B液制冷装置

作用：将A气B液分离装置分离出来的B液体温度最终冷却到小于或等于A气A液分离装置分离出来的A饱和气体温度的状态。

⑨A液换热装置

作用：在此装置中，从A气A液分离装置分离出来的低温A饱和液体吸收

从A气B液分离装置分离出来的高温B液体的热量或者是吸收从变容压缩装

置出来的A气体的热量，从而完成两者的热交换过程。

⑩空气换热装置

作用：在此装置中，从A液换热装置出来的的低温A液体吸收空气的热量，完成两者的热交换过程。

⑪A气B液分离装置

作用：将来自负功输入装置中绝热压缩后的B液体从A饱和气体中完全分离开。

参见图4到图6分别为三种形式的本动力循环输出系统的具体实施例。图4为共轴型动力循环输出系统的实施例，其特点是正功输出装置的输出轴和负功输入装置的输入轴是同轴的，转速转向均一致；图5为单轴型动力循环输出系统的实施例，其特点是正功输出装置的输出轴和负功输入装置的输入轴是分开的，各自单独运动，互不影响，转速转向可能均不一致；图6为集中型动力循环输出系统的实施例，其特点是正功输出装置和负功输入装置共同集中在一个气缸型容器内，中间用活塞隔开，正功输出装置和负功输入装置分占一边，两边的最大最小体积完全一致，其输出输入轴也共用。

我们用共轴型动力循环输出系统的实施例为例来介绍其工作过程：

打开阀门D1，从A气饱和气体储存装置中，一定温度和压强的A饱和气体流入正功输出装置中。在其流入过程中，来自凝结核发生装置的凝结核随A饱和气一块进入正功输出装置。当进入一定体积的A饱和气体后，关闭阀门D1，正功输出装置继续进行绝热体积膨胀，在其膨胀过程中，由于凝结核的存在，从A饱和气中会析出A液体，当正功输出装置继续膨胀到最大体积时，析出的A液体质量达到最大值，此时无论A饱和气体还是A饱和液体均处于低温状态。然后打开阀门D2，正功输出装置体积缩小，将低温A饱和气和低温A饱和液体从正功输出装置中排出到A气A液分离装置中，当正功输出装置体积恢复到初始体积时，便将来自A气饱和气体储存装置中的A饱和气全部的排走了。进入A气A液分离装置中的低温A饱和液体和低温A饱和气体在其中充分分离成单独的低温A饱和液体和低温A饱和气体。然后分成了两路，一路为分离出来的低温A饱和液体，它进入了A液高压泵，经加压后进入A液热交换装置，此时低温A饱和液体的压强与A气饱和气体储存装置中的A饱和气体压强完全一致，只是温度没有A饱和气高。一路为分离出来的低温A饱和气体进入了A气B液混合装置，在其中低温A饱和气体和同温度的低温B液的小微粒充分混合形成类似浓雾的状态，然后打开阀门D3，混合好的低温Ａ饱和气体和低温B液体微粒便进入了负功输入装置，当负功输入装置的体积膨胀到与正功输出装置的最大体积一样时，关闭阀门D3，负功输入装置体积缩小，对其中的低温A饱和气体和低温B液体微粒进行绝热压缩，压缩过程中低温B液体微粒不停吸收高于其温度的A气体的热量，使其降温从而始终保持A气体的压力和温度处于饱和气体状态，当温度和压力均达到与A气饱和气体储存装置中的A饱和气体的温度和压强完全一致时（此时A饱和气体和B液体微粒均处于比压缩前初始状态高的高温状态），打开阀门D4，负功输入装置体积缩小到初始位置，将压缩后的相对高温A饱和气体和相对高温B液体微粒完全排入A气B液分离装置中（此相对高温为相比压缩前的温度，其实它于A气饱和气体储存装置中的A饱和气体的温度和压强完全一致），然后关闭阀门D４。在实际工作中，正功输出装置和负功输入装置总是同时进行相反的动作，比如如果正功输出装置在进行体积膨胀过程，那么负功输入装置一定在进行体积缩小过程，反之如果正功输出装置在进行体积缩小过程，那么负功输入装置一定在进行体积膨胀过程；而且当正功输出装置体积膨胀到最大时，负功输入装置一定是体积缩小到了最小，反之当正功输出装置体积缩小到最小时，负功输入装置一定是体积膨胀到了最大。进入A气B液分离装置中的相对高温A饱和气体和相对高温B液体微粒进行了完全的分离，分离出来的相对高温A饱和气体会通过单向阀C1进入到A气饱和气体储存装置中继续进行下一次循环。而分离出来的相对高温B液体微粒集合成一定体积的液体，会通过一个减压节流阀E后进入A液热交换装置，在A液热交换装置中，它与来自A液高压泵的低温A饱和液体进入热量交换，由于相对高温B液体的温度高于低温A饱和液体，所以相对高温B液体会被冷却而低温A饱和液体温度升高，虽然被低温A饱和液体冷却了，但相对高温B液体的最终温度有可能还比从A气A液分离装置出来的低温A饱和气体温度高，所以需要一个B液制冷装置，需要对B液体进行二次冷却，确保进入A气B液混合装置的低温B液体温度与进入的低温A饱和气体温度一致。再回过头来看从A液热交换装置出来的低温A饱和液体，虽然它被相对高温的B液体加热，但由于B液体含的热量相对较少，不足以支撑低温A饱和液体吸热全部变成A饱和气体，所以从A液热交换装置出来的低温A饱和液体要再进入一个空气热交换装置，在这个热交换装置中，低温A饱和液体从空气中吸收热量，全部变为与A气饱和气体储存装置中的A饱和气体状态一样的饱和气体而完成了一个完整的气体液体循环。经过这样的一个循环，我们可以看出，本系统在空气热交换装置中吸收了空气的热量（空气内能），并将这些热量在正功输出装置中转化为有用的正功输出，如果这种循环不停地进行下去，那么有用功便可以不停地输出而带动各种机械进行动作。

本动力循环输出系统正常工作时实际上进行了三个循环：分别为A饱和气循环、A液体循环及B液体循环，所以其工作流程方式为三循环式工作流程，简称三环式；又由于其利用的是空气的热能，以空气做为能量的来源，所以称其为空气源动力输出系统，共同简称为三环式空气源动力循环输出系统。

下面结合热力学计算来从理论上验证这种方法和利用这种方法的动力机成功的可能性，也就是说这种动力机只要能利用用这种方法从空气中吸收能量，并将这种能量最终转化为动力机的有用功输出即可。

我们假定这种动力机以常用制冷剂R22（化学分子式：CHClF2）为工作介质（也可以使用别的任意工作介质），且设定其工作温度区间为-40⁰到0⁰之间（设定这样的工作区间是为了保证常温空气能向本动力机进行高温向低温的能量输出），所有过程假定均为绝热过程。

通过下面的几个步骤来逐步用理论计算验证其可行性。

查R22饱和气和饱和液的性质表可得出，1Kg的0⁰饱和气体体积为47.1 L，其压强为0.498 MPa；1Kg的-40⁰饱和气的体积为212.6 L，-40⁰饱和液体的体积为1409.2 Kg/M³，其压强为0.105 MPa。

第一步：取一个气缸形容器，通过阀门与一个储存0⁰的R22的气包容器相连通，气包容器内全部是R22的0⁰饱和气体，且气缸容器体积相对气包容器体积可忽略不计。气缸体积在取出R22饱和气体的过程中是从零逐渐变大的，为了计算方便，我们假定一次取出的R22饱和气体质量为1Kg。打开阀门，气包容器便向气缸容器排出1Kg 的R22饱和气体，在气缸容器体积从0到47.1L体积膨胀过程中，有有用的正功输出，输出的正功大小为P1 = 0.498 X 47.1 = 23.46 KJ。参见图1的 P-V图从4点到1点的等压膨胀做功过程。

第二步：在气缸容器体积膨胀到47.1L后，关闭阀门，让R22饱和气体在气缸容器中进行绝热等熵膨胀，且在膨胀过程，引入让其能凝结的凝结核（凝结核也可在第一步体积膨胀时引入），让其边膨胀边凝结。这样在膨胀过程中，气缸容器内始终是R22的饱和气体和饱和液体的混合物，不会出现R22的过饱和气，这样做的目的一方面是为了增加输出的有用正功的大小，另一方面是为了取得R22的饱和液体。利用气体绝热膨胀形成过冷饱和气是检测高能粒子的重要方法，威尔逊云室就是典型的应用。

查R22的压焓图，并参见图2的压焓图上从1点到2‘点的等熵膨胀过程。在饱和气和饱和液共存的两相区，R22的饱和气体在从0⁰到-40⁰等熵膨胀后，查得其0⁰等熵线S=1.7507 KJ/Kg与膨胀终温T=-40⁰的等温线交点处1Kg饱和气和饱和液的总焓为372 KJ/Kg，其饱和汽干度为0.93。即饱和汽中含93%的-40⁰饱和气，剩余的7%为-40⁰的饱和液体，也即为膨胀后此时气缸容器含有0.93 Kg、-40⁰饱和气体和0.07 Kg、-40⁰饱和液体。此时膨胀后气缸容器的体积为0.93X212.6=197.7 L。饱和液体积为0.07÷1.409=0.05 L，其相对饱和气体积可以忽略不计。

膨胀前1Kg 0⁰饱和气体总焓为405 KJ/Kg，所以膨胀后气缸容器对外输出的正功大小为P2 = 405 – 372 = 33 KJ。

第三步：气缸容器减小体积，将温度为-40⁰的0.93Kg饱和气体和0.07Kg饱和液体完全排出到一个气液分离容器中，气缸容器体积恢复到零。气液分离容器将0.93Kg饱和气体和0.07Kg饱和液体完全分离开，再通过一个高压泵将-40⁰的0.07Kg饱和液体压缩回到第一步中储存0⁰R22的气包容器中。此时高压泵需要外部能量输入做负功，负功大小可计算为P3 = 0.498 X 0.05 = 0.25 KJ。

第四步：将第三步分离出来的体积为197.7L 、温度为-40⁰的0.93Kg R22饱和气体引入与第一气缸容器一样的第二个气缸容器中，第二个气缸容器也通过阀门与第一步中储存0⁰ R22的气包容器相连通。在将-40⁰的R22饱和气体引入第二个气缸容器时，通过一个混合装置预先将-40⁰的R22饱和气体与另一种-40⁰的雾状物质A（液体微粒）完全混合，类似第二步做功时形成的气液混合物，只不过这时是两种不同物质的混合物，而第二步形成的混合物为同一种物质。该种-40⁰的雾状物质A的气化热要远大于R22的气化热且在工作温度区间为-40⁰到0⁰之间的饱和气压很小，比如该物质为添加了无机物的玻璃水等。待两种混合物完全进入第二气缸容器内后，用外力绝热压缩第二气缸容器。此时如果不添加雾状物质A，参见图2的压焓图上从2点到5点的等熵压缩过程，此压缩过程将沿-40⁰等熵线S=1.8231 KJ/Kg进行等熵压缩，最后在5点处形成的R22状态为过热气体，其在被外力压缩到47.1L（密度为19.74Kg/M³）时的压强要大于0⁰饱和气体压强（0.498 MPa）；也就是说，如果不采取措施，我们将体积为197.7L 、温度为-40⁰的0.93KgR22饱和气体压缩到体积为47.1L做的负功将达到约39.1 KJ，要大于让将体积为47.1L 、温度为0⁰的1Kg R22饱和气膨胀到体积为197.7L做的正功33 KJ，我们将得不偿失。

但在添加雾状物质A后，情况将发生根本改变。将其压缩过程细化，参见图3的压焓图，图3是我们从图2中从2点到1到的饱和气曲线上截取的任意一段。在某一体积点6（其体积为V0、温度为T0、压强为P0）处我们开始对混合物进行快速等熵绝热压缩，假定等熵压缩一定体积后到达7点处，此处气体必定处于过热状态，过热气体压强为p1+X MPa、温度为T2，此后停止压缩。由于T2要大于T0，也即是压缩后形成的R22过热气体的温度T2大于压缩前添加的雾状物质A的温度T0，所以R22过热气体向雾状物质A传递热量，其压强、比焓、温度均下降，表现为R22过热气体在压焓图上将沿等密度线向与饱和气体曲线交点8处靠近（8点处的饱和气压强为P1，饱和气温度为T1），其靠近的程度取决于添加的雾状物质A的质量，如果添加的雾状物质A质量刚好，则R22过热气体将在某时与雾状物质A温度达到平衡时正好形成饱和温度T1下的饱和气体（此时气体的压强与温度等各种状态均落在饱和气曲线上），此时雾状物质A由于吸收了来自R22过热气体传递的热量而温度升高，但其最终温度将小于等于T1。如果每次微小的压缩都经历这样一个过程，推而广之，体积变化足够小时，那么从理论上来讲，对R22饱和气的压缩几乎可以做到沿压焓图上的饱和气体曲线进行，此时的压缩过程从大的范围讲将是一个变熵压缩过程，外力做的负功将相比等熵压缩时会减少很多。

对于上述的R22饱和气，实际压缩过程中，假定每个微小压缩过程后的压强总比沿等密度线温度降低后压焓图上的饱和气体线上对应的压强大0.01 MPa，也即为上述p1+X中的X=0.01，那么我们将体积为197.7L 、温度为-40⁰的0.93KgR22饱和气压缩到体积为43.8L（47.1X0.93=43.8）、温度为0⁰做的负功就可以计算出来了。在R22饱和气和饱和液性质表上，1Kg的0⁰饱和气体焓为405KJ/Kg，1Kg的-40⁰饱和气体焓为388.13KJ/Kg，则因0.93Kg的-40⁰饱和气体升温到0⁰饱和气体的焓变化而致外力做的负功为0.93X（405-388.13）= 15.69 KJ，雾状物质A吸收的热量同样来源于外界对气缸做的负功，此功大小为0.01X（197.7-43.8）= 1.54 KJ，外界对第二气缸容器做的总负功为此两功和，为P4=15.69+1.54=17.23 KJ。参见图3，此压缩过程在压焓图上的曲线将与-40⁰到0⁰饱和气体曲线近似平行，从饱和气体曲线某一点上看，在等密度线上，两条曲线上对应的压强将相差0.01 MPa。

其实这个添加雾状物质A过程，也可用别的过程代替，例如将这个过程改为变体积压缩过程也可达到这步的效果。将第三步分离出来的体积为197.7L 、温度为-40⁰的0.93Kg R22饱和气体引入第二个气缸容器中后，先压缩一个较小的行程，让体积缩小一点，这时，压缩后的饱和气体的温度、压强都增加了，这时再将这些R22饱和气体用第三步分离出来的R22饱和液体冷却，待其温度和压强达到压缩后的体积情况下的饱和气体状态时，再将这气体进行二次压缩，再将其压缩一个较小的行程，让体积再缩小一点，这时，二次压缩后的饱和气体的温度、压强又都增加了，这时再将这些R22饱和气体用第三步分离出来的R22饱和液体冷却，待其温度和压强又达到二次压缩后的体积情况下的饱和气体状态时，再将这气体进行三次压缩。。。。。。，这样依次循环下去，直到将R22饱和气体压强达到第一步中储存0⁰R22的气包容器中的R22饱和气体的状态一样时，再最终将其压缩回到第一步中储存0⁰R22的气包容器中。这一过程虽然省略了添加雾状物质A过程，但相对添加雾状物质A过程其复杂程度有所提高。

第五步：参见图1中的P-V图中3点到4点的等压压缩过程。将体积为43.8L、温度为0⁰的R22饱和气体继续压缩回到第一步储存0⁰R22的气包容器中。进行此过程前，先将含有雾状物质A的全部R22饱和气通过一个气液分离装置，将43.8L 0⁰R22饱和气体中的雾状物质A完全分离出来，再通过制冷装置将雾状物质A冷却到-40⁰，以备下次使用。同时将0⁰R22饱和气压缩回到第一步储存0⁰R22的气包容器中，这个过程需要做负功，做的负功大小为P5= 0.498 X 43.8 = 21.82 KJ。

第六步：计算正负功差值。

上述五步中正功和为：P正=P1+P2=23.46+33=56.46 KJ。

上述五步中负功和为：P负=P3+P4+P5=0.25+17.23+21.82=39.3 KJ。

正负功差值为：P正—P负=56.46-39.3=17.16 KJ。

参见图1中R22饱和所气在做功过程中的P-V图对上述过程做图示说明。

在图1中的P-V图上。4点为第一气缸容器开始打开阀门，从储存0⁰R22的气包容器中引入R22饱和气的初始状态，此点处第一气缸容器体积为零；1点为第一气缸容器体积正好膨胀到47.1L时的状态，此状态点压强为0.498 MPa，温度为0⁰；2点为第一气缸容器体积绝热膨胀到197.7L时的状态，此状态点压强为0.105 MPa，温度为-40⁰；3点为第二气缸容器体积绝热压缩到43.8L时的状态，此状态点压强为0.498 MPa，温度为0⁰。从点4到点1的过程相当于1Kg的R22饱和气从第一步储存0⁰R22的气包容器中完全引入第一气缸容器中，此过程做正功。从点1到点2相当于R22饱和气在第一气缸容器中体积从47.1L到197.7L时的绝热膨胀过程，两点连接形成的曲线为近似的饱和气体曲线，此过程中因凝聚核的引入而不断有R22液体从饱和气中析出，在2点处，析出的R22饱和液体达到最大值，此时饱和气体的干度为0.93，有0.07Kg的R22液体中析出，此过程做正功。从点2到点3相当于分离出R22液体后的R22饱和气体在第二气缸容器中体积从197.7L到43.8L时的绝热压缩过程，两点连接形成的曲线也为近似的饱和气体曲线，此过程中，雾状物质A不断地吸收因外力做功而产生的多余热量，时刻保证R22气体状态为饱和气体状态，在3点处，压缩的体积达到43.8L，压强达到0.498 MPa，温度为0⁰，此状态与第一步储存0⁰R22的气包容器中的R22饱和气体状态完全相同，此过程做负功。从点3到点4的过程相当于分离出雾状物质A后的0.93Kg（0⁰、43.8L、0.498 MPa）的R22饱和气体从第二气缸容器中再压缩进入第一步储存0⁰R22的气包容器中，此过程做负功。在P-V图上可以看出，由点1、点2及点3所围成的阴影部分的面积即为可输出的正功大小，此正功减去把0.07Kg（-40⁰、0.05L）的R22饱和液体压缩进第一步储存0⁰R22的气包容器中所做的负功后，即为本动力机可输出的理论有用功（正功）的大小，由上述计算可以看出，此功大小为17.161 KJ/Kg。

参见图1中的P-V图，分析为什么1点到2点之间等熵膨胀过程形成的曲线总在2到3点的变熵压缩过程形成的曲线的右侧（也就是我们需要的有用功是怎么形成的）。在某一压强P（在0.105 MPa 和0.498 MPa之间任意一点）处，等压直线与两条曲线形成两个交点分别记为a和a’。由于1点到2点之间等熵膨胀过程中的R22饱和液体是逐渐析出的，也就是说在1点处R22饱和液体为零，到2点处R22饱和液体达到最多，为0.07 Kg；相反的在1点处饱和气体最多，到2点达到R22饱和气体达到最少，为0.93 Kg；所以可以看出，在1点到2点间曲线上任意一点处的其饱和气体的质量总是大于0.93 Kg，而在2点到3点形成的曲线上任意一点处其饱和气体的质量总是0.93 Kg。根据PV=nRT的气体基本方程，a和a’两点处由于他们的P和T是相同的，所以两点处的体积Va和Va‘的大小只取决于各自n的大小，n为饱和气体的摩尔数（也可以看为质量）。n越大、质量越大、V越大；由于a点处气体摩尔数大于a’点处的气体摩尔数，所以a点处的Va值大于a’点处的Va‘值。推而广之，也就是1点到2点间曲线上任意一点的体积总比其同压力和温度下的2点到3点间曲线上相对应的点处体积大，表现为1点到2点间整条曲线总在2点到3点间整条曲线的右侧。

第七步：第三步中气液分离容器将0.07Kg饱和液体完全分离出来，并通过一个高压泵将-40⁰的0.07Kg饱和液体压缩回到第一步中储存0⁰R22的气包容器中。在压缩回到气包容器过程中，其通道上连接一个热交换器，-40⁰的0.07Kg饱和液体通过热交换器吸收热量重新变为0⁰的饱和气体后再回到气包容器中。热交换器另一端吸收的热量来自常温空气，通过热交换器将常温空气的内能交换给-40⁰ R22的饱和液体，-40⁰ R22的饱和液体吸收这些热量再变化成0⁰R22饱和气体从而完成一个能量吸收做功的循环过程。从常温空气中吸收的热量理论上与上述计算出的正功大小一样，当然也可以从-40⁰的0.07Kg饱和液体变为0⁰的0.07Kg饱和气体计算出来。-40⁰的1Kg饱和液体的焓为154.89 KJ/Kg，0⁰的1Kg饱和气体的焓为405 KJ/Kg，理论上-40⁰的1Kg饱和液体吸热变为0⁰的1Kg饱和气体的焓变计算为：405-154.89=250.11 KJ，也即是1Kg液体发生状态变化成为气体需要吸收的气化热，则0.07Kg液体气化需要吸收的热量为：0.07X250.11=17.5 KJ，与上述通过做功计算得到的正功值17.16 KJ基本一致。

从上述我们得到的启发，在绝热膨胀过程中我们得到的饱和液液体越多，就意味着我们能得到更多的有用功输出，所以寻找到能输出最多有用功的适当工作介质也是本动力机能够大规模推广应用的关键。另外，有外部介质吸热的绝热压缩过程是本动力机成功的决定性因素，没有这一步，本动力机就没法实现有用正功的输出。

利用上述七步的设计方法，结合理论计算可以表明，通过合理的设计，精确地控制饱和气的膨胀做正功和压缩消耗做负功的过程，就可以得到对我们有利的有用功输出（这种有用功来源于空气内能，最终还是来源于太阳能），也就是说这种动力机理论上可行的。

当然理论计算出的正功与实际做出的动力机输出的有用功会有很大差别，上述我们进行的计算过程中，事实上有些步骤是需要外功输入才能进行，比如凝结核的产生、R22饱和气体和R22饱和液体的分离、R22饱和气体和雾状物质A的混合、雾状物质A的制冷、R22饱和气体和雾状物质A的分离、R22饱和液体和空气热量的交换等均需要外功介入才能有效进行，而这些外功均为负功，均会占用一部分有用的正功；还有机械摩擦损耗、管路压力衰减损耗等各种消耗均也会使真正输出的正功大打折扣；另外，雾状物质A事实上参与了上述工作过程的所有步骤，其对各个步骤的影响也需要考虑。本计算中我们采用的物质为单一工作介质，实际使用中，R22可以换成两种或多种混合物质气体，而雾状物质A也同样可以是两种或多种物质的混合液微粒。所有这些需要均我们通过实验不断持续改进，不断提高实际做出的动力机效率，让其能输出更多的有用功，更快更好地服务人类。

实施例二：参见图7，本实施例与实施例一基本相同，相同之处不重述，不同之处在于：进入A气A液分离装置中的低温A饱和液体和低温A饱和气体在其中充分分离成单独的低温A饱和液体和低温A饱和气体。然后分成了两路，一路为分离出来的低温A饱和液体，它进入了A液高压泵，经加压后进入A液热交换装置，此时低温A饱和液体的压强与A气饱和气体储存装置中的A饱和气体压强完全一致，只是温度没有A饱和气高。一路为分离出来的低温A饱和气体通过阀门D3进入了变容压缩装置，待低温A饱和气体全部进入变容压缩装置后关闭阀门D3；变容压缩装置将低温A饱和气体进行第一次压缩，当压缩一定体积后，其温度和压强较刚进入时均升高，打开阀门D4，将其完全排入A液热交换装置，在A液热交换装置中来自A气A液分离装置中的低温A液体与来自变容压缩装置中被压缩后升高了温度和压强的A气体进行热交换，将A气冷却使其处于饱和气体状态，然后再将冷却后处于饱和状态的A饱和气体（比第一次压缩前稍高压强和温度）排入变容压缩装置中进行第二次压缩，被压缩后的气体再被A液热交换装置冷却，再进行第三次压缩，再被冷却。。。。。，直到被压缩后的A气体达到与A气饱和气体储存装置中的A饱和气体状态一致时，打开阀门D5，将其完全排入A气饱和气体储存装置中。然后变容压缩装置再接收来自A气A液分离装置中的下一批次的低温A饱和气体，将其进行多次变体积压缩，达到与A气饱和气体储存装置中的A饱和气体状态一致时再排出到A气饱和气体储存装置中。重复上述过程，正功输出装置便能将有用功源源不断的输出来。

本第二种动力机装置正常工作时实际上也进行了三个循环：分别为A饱和气循环、A液体循环及低温A气体变容压缩循环，所以其工作流程方式也为三循环式工作流程，也可简称为三环式空气源动力循环输出系统。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。