[發明專利]雙缸往復式壓力能回收熱泵機構

無效

• 申請號: 201010209329.0
• 申請日: 2010-06-25
• 公開（公告）號: CN101893349A
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 蔡茂林;劉沖
• 申請（專利權）人: 蔡茂林
• 主分類號: F25B30/02
• 分類號: F25B30/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于熱泵行業領域，涉及一種大大提高能效比的雙缸往復式壓力能回收機構。?

背景技術

提高熱泵系統的能效比是提高熱泵效率、普及熱泵使用的關鍵技術。在冷媒技術發展趨于成熟的今天，熱泵的機構改進則是提高熱泵能效比的關鍵，是提高熱泵實用性和推廣普及使用的基礎。高效的熱泵將在許多工業和民用場合得到廣泛使用。?

現有的熱泵技術，機構和原理基本一致，效率不高的主要原因在于能量的浪費，目前熱泵壓縮機電能轉化的高壓冷媒的壓力能在膨脹閥處損失掉而沒有得到有效的利用，高壓冷媒只是單純通過膨脹閥進行節流降壓，有效能在節流過程中損失掉。針對這一情況，本發明提出的雙缸往復式壓力能回收機構可以讓釋放熱量后的高壓冷媒在減壓過程中對外做功，并將其有效回收到低壓冷媒壓縮過程，減少小功率電機的電力輸入，理論上，高壓冷媒具有的壓力能完全來自于并等于低壓冷媒的壓縮能耗，考慮這其中摩擦等損失占20％，回收80％的能量將使驅動電機的電耗就可以下降到原來的五分之一，從而可以使熱泵的能效比由現在的3～5大幅提高到15～25，這將極大地促進熱泵在工業和民用領域的推廣使用。?

發明內容

本發明的目的是：提供一種結構簡單，維護方便，易于實現，能夠大大提高能效比的新型的熱泵機構，有利于在工業和民用領域的推廣使用。?

本發明的技術方案是：雙缸往復式壓力能回收機構采用了雙缸結構，兩個缸體通過活塞桿連接在一起，兩缸體中間布置一個小功率電機，通過齒輪齒條連接活塞桿，可以驅動活塞桿運動，該機構的工作目的是讓低壓冷媒的壓縮過程與高壓冷媒的減壓過程實現聯動，使冷媒在減壓過程中對外做功，實現壓力能的回收，兩氣缸的入口處各自設置兩個單向閥，可以使冷媒單向的流入和流出缸體。?

氣態低壓冷媒通過壓縮缸低壓單向閥4進入壓縮缸2，驅動電機6驅?動活塞運動壓縮冷媒，在壓縮缸2中，冷媒等溫壓縮，壓力升高，然后推開壓縮缸高壓單向閥3進入放熱換熱器1中，釋放熱量，等壓降溫，變成高壓液態，打開截止閥9，高壓冷媒推開膨脹高壓單向閥8進入膨脹缸10內，高壓冷媒在膨脹缸10中，等溫膨脹，壓力降低，對外做功推動活塞運動，把吸入壓縮缸2的低壓冷媒進行壓縮，實現了壓力能的回收，膨脹缸10中的冷媒經膨脹缸低壓單向閥7進入吸熱換熱器5，液態低壓冷媒吸收熱量等壓膨脹變成低壓高溫氣態冷媒，隨后氣態低壓冷媒推開壓縮缸低壓單向閥4進入壓縮缸2，在壓縮缸2中，冷媒被壓縮，完成一個循環。待穩定后，驅動電機6做功大大減少，系統可借助很小的驅動力完成能量的轉移，實現制冷和制熱。雙缸往復式壓力能回收機構包括：放熱換熱器1、壓縮缸2、壓縮缸高壓單向閥3、壓縮缸低壓單向閥4、吸熱換熱器5、驅動電機6、膨脹缸低壓單向閥7、膨脹缸高壓單向閥8、截止閥9、膨脹缸10。(見附圖1)?

1、高效回收壓力能，大大提高能效比，其特征在于：雙缸結構完全取代了傳統的壓縮機和膨脹閥，借助配置電機的驅動作用，待系統穩定后，可使膨脹缸內的冷媒在完成降壓節流的同時，推動活塞實現對低壓冷媒的壓縮，完成壓力能的高效回收，驅動電機僅需較少的電能輔助驅動，熱泵能效比得到大大提高。?

2、結構簡單可靠，整體性強，效率高，其特征在于：本發明通過活塞桿把壓縮缸和膨脹缸有效地連接在了一起，使兩個缸作動一致，整體性強，同時實現了冷媒的壓縮和膨脹，該結構不僅可實現壓力能的高效回收，還使熱泵工作效率得到較大提高，該結構維護方便，可靠性強。?

本發明的優點是：新技術與傳統技術最大的不同之處在于傳統技術中膨脹閥處存在節流減壓的能量損失，而新技術針對該損失，提出了一種機構來回收該能量并有效地用于低壓冷媒的壓縮過程中，并避免了傳統熱泵結構中壓縮機所需的大量耗電，可將熱泵能效比提高到目前能效比的3～5倍。?

附圖說明

圖1是本發明雙缸往復式壓力能回收機構的結構簡圖。?

1-放熱換熱器；2-壓縮缸；3-壓縮缸高壓單向閥；4-壓縮缸低壓單向閥；5-吸熱換熱器；6-驅動電機；7-膨脹缸低壓單向閥；8-膨脹缸高壓單向閥；9-截止閥；10-膨脹缸。?

圖2是本發明雙缸往復式壓力能回收機構卡諾循環圖。?

圖3是本發明雙缸往復式機構簡圖。?

具體實施方式

下面對本發明作進一步的說明。?

從熱泵的工作原理入手看，最理想的熱泵循環是逆向卡諾循環，由兩個可逆的絕熱過程和兩個可逆的定溫過程組成，如附圖2所示。?