[發明專利]一種制冷機

無效

• 申請號: 200810071082.3
• 申請日: 2008-05-20
• 公開（公告）號: CN101298946A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 洪國偉
• 申請（專利權）人: 洪國偉
• 主分類號: F25B1/00
• 分類號: F25B1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及制冷技術，屬機械工程領域制冷機技術。

背景技術

制冷循環是制冷機發展的理論基礎，每一次新的制冷循環的發展應用，都能帶動了制冷技術的飛躍，有力推動了社會進步發展。

當今制冷時代是以相變制冷循環為主的相變制冷時代，自從這個制冷時代的主角之一制冷劑---氟利昻對臭氧層破壞行為被證實以后，氟利昻的限用和禁用觀念日漸深得人心。全世界許多制冷專家都在努力開發氟利昻的替代品并已產生多種新型無氟制冷劑。新型無氟制冷劑是否還有其它破壞自然環境的問題，目前不得而知，但是每年成千上萬噸的化工合成制冷工質由世界各地化工廠被生產制造出來就可以近似認為未來幾年每年將有成千上萬噸的化工物質在向大氣排放，其隱患甚憂。有識之士都認為開發利用天然制冷劑的制冷循環，特別是用空氣或水為制冷劑的制冷循環是最根本的阻止制冷工質破壞自然環境的辦法。由于現有可用天然制冷劑的制冷機普遍效率較低，使得用天然制冷劑的制冷機開發進程緩慢。本發明的目標正是希望提出一種可以使用天然制冷劑、制冷效率較高的氣體制冷機。

逆卡諾循環是最好的制冷循環，誕生以來制冷學界鮮有人重視逆卡諾循環中的二個等溫過程的利用方法即等溫壓縮過程和等溫膨脹過程的利用方法。本發明人注意到等溫壓縮過程和等溫膨脹過程具有良好的熱能轉換價值，本發明涉及的熱力循環則利用了這種價值。

本發明涉及的一種制冷循環由二個定壓回熱過程和二個多變過程組成(如圖1所示)，這里稱之為H制冷循環。需要說明的是H制冷循環與概括性逆卡諾循環中的Ericsson循環的不同點是二個多變過程與二個定溫過程的區別。與Ericsson循環相比，H循環更具有可操作意義，Ericsson循環是H熱力循環的一個特例。

二個定壓回熱過程由一套回熱器(氣---氣換熱器)實現。

二個多變過程分別是一個多變壓縮過程和一個多變膨脹過程，嚴格地說是一個升溫壓縮過程和一個降溫膨脹過程。顯然，H循環在回熱器傳熱溫差足夠小時，可以逼近概括性逆卡諾循環。本發明人認為以空氣為制冷劑的H循環優于目前公知的各類空氣制冷循環(如：布雷頓循環)，可以作為空氣制冷技術的一個發展方向。

發明內容

為實現H循環中的二個多變過程，本發明設計了一種實現多變膨脹過程的多變膨脹機組和一種實現多變壓縮過程的多變壓縮機機組，同時還設計了取冷的方法和取熱的方法。多變膨脹機組和多變壓縮機組組合為一個執行H循環的氣體制冷機。

本發明的目標是提出一種可以使用天然制冷劑、制冷效率較高的氣體制冷機。

附圖說明

圖1為H熱力循環的逆循環(H制冷循環)溫熵圖，箭頭指向為循環過程方向，圖中1→2為定壓升溫過程，2→3為多變壓縮過程，3→4為定壓降溫過程，4→1多變膨脹過程。

圖2為膨脹機示意圖，高壓氣體由下方箭頭指向進入膨脹機內，膨脹后由下方箭頭指向離開膨脹機，驅動葉輪轉動軸，對外作功，同時吸收上方流入膨脹機機體內之載冷劑的熱量Q(加熱)。載冷劑的流入流出方向與膨脹氣體走向相同，膨脹氣體被載冷劑間接加熱，載冷劑自身也得到降溫。

圖3為圖2與圖6的連合體，形成機組，為多變膨脹機組示意圖。

圖4為壓縮機示意圖，低壓氣體由下方箭頭指向進入壓縮機內，被壓縮后由下方箭頭指向離開壓縮機，外力驅動葉輪轉動軸，對氣體進行壓縮，同時氣體被上方流入壓縮機機體的冷卻介質(載熱劑)的間接冷卻，排熱Q(放熱)。冷卻介質的流入流出方向與氣體走向相同，氣體被壓縮機機體冷卻。

圖5為圖4與圖6的連合體，形成機組，為多變壓縮機組示意圖。

圖6為回熱器示意圖，冷熱氣體分別由相反箭頭指向流入流出回熱器進行熱交換，回熱器是逆流型換熱器。

圖7為H循環的制冷機示意圖，為圖3與圖5的組合體。膨脹機和外力通過轉動軸驅動壓縮機，制冷機對載冷劑實施制冷。

具體實施方式：

一膨脹機取冷方法和多變膨脹機組：