[發明專利]傳統活塞單熱源閉合制冷系統

無效

• 申請號: 201210006201.3
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102563940A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 靳北彪
• 申請（專利權）人: 摩爾動力(北京)技術股份有限公司
• 主分類號: F25B1/02
• 分類號: F25B1/02;F25B27/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及制冷領域，尤其是一種傳統活塞單熱源閉合制冷系統。

背景技術

制冷技術及裝備目前被廣泛應用，但其耗功大，為此，人類消耗了大量能源，也對環境造成了嚴重污染。如果能夠發明一種以環境作為高溫熱源（即被冷卻降溫的目標熱源），并通過內部系統構造一個低溫熱源，并以此低溫熱源作為制冷冷源從環境吸熱，換句話說，不需要耗功就可以制冷，這將具有劃時代的意義。

發明內容

要想利用環境作為高溫熱源，在制冷系統內構建一個低溫熱源，唯一的方法就是將來自于環境的氣體、或將在環境中吸熱的氣體、進行絕熱深度壓縮或進行近似絕熱深度壓縮，在深度壓縮過程中被壓縮的氣體的壓力和溫度均大幅度提高，向被深度壓縮的氣體內混入液體（含臨界狀態），液體與氣體發生傳熱相變成氣體，使壓力升高、溫度小幅升高或不升高或下降，然后進行絕熱膨脹作功，膨脹作功的量大于壓縮過程的功耗，所以系統可以對外輸出動力，作功完了時的氣體溫度下降到低于壓縮前的溫度，至少部分氣體發生液化，這樣就構建了一個新的低溫熱源。如果從表面上看，這個過程違反了熱力學的相關定律，但是詳細分析，可知在向高溫高壓氣體內混入液體（含臨界狀態）時，壓力會大幅升高，壓力的升高會導致膨脹作功完了時的氣體溫度大幅下降，這一過程的實質是利用了傳質過程和傳熱過程的互換，用傳質過程替換了傳熱過程，從而實現了構建低溫熱源的目的，這一低溫熱源可以作為制冷過程的冷源。

向被深度壓縮的氣體內混入液體（含臨界狀態）的量應滿足液體氣化后氣相總摩爾數n、溫度T和氣體常數R的乘積大于混入液體前的此乘積。在向被深度壓縮的氣體內混入液體（含臨界狀態）的過程中，應盡可能維持恒容狀態。

為了解決上述問題，本發明提出的技術方案如下：

一種傳統活塞單熱源閉合制冷系統，包括氣缸和活塞，所述活塞設置在所述氣缸內，在所述氣缸的缸蓋上設進氣口，在所述進氣口處設進氣門，在所述氣缸的缸蓋上設排氣口，在所述排氣口處設排氣門，所述進氣口和所述排氣口經進排連通通道連通，在所述進排連通通道上設氣體工質吸熱制冷器，在所述進排連通通道與所述排氣口的連通處設氣液分離器，所述氣液分離器的液體出口經液體工質高壓回送系統與所述氣缸連通，所述進氣門、所述排氣門和所述液體工質高壓回送系統受過程控制機構控制，實現當氣體工質在所述氣缸內被深度壓縮后的溫度和壓力大幅度提高時，所述液體工質高壓回送系統將液體工質回送到所述氣缸內，所述液體工質與所述氣體工質混合受熱氣化使壓力進一步提高，推動所述活塞下行作功，所述活塞下行作功的量大于所述氣體工質被深度壓縮過程所需要的功，所述活塞對系統外作功，膨脹作功后的所述氣體工質的溫度降低到低于所述氣體工質被壓縮前的溫度，降溫后的所述氣體工質在所述活塞上行時經所述排氣門被排入所述氣體工質吸熱制冷器內自身吸熱升溫對外制冷，在所述活塞下行時，經所述進氣門被吸入所述氣缸內，當所述活塞上行時所述氣體工質被深度壓縮進入下一個循環。

在所述液體工質的流通通道上設液體工質吸熱制冷器。

在氣體工質吸熱制冷器和所述進氣口之間的所述進排連通通道上設氣體工質吸熱低品位熱源加熱器。

在所述液體工質吸熱制冷器之后的所述液體工質的流通通道上設液體工質吸熱低品位熱源加熱器。

本發明所公開的傳統活塞單熱源閉合制冷系統在壓縮沖程完了時的壓力大于等于3.5MPa、4MPa、4.5MPa、5MPa、5.5MPa、6MPa、6.5MPa、7MPa、7.5MPa、8MPa、8.5MPa、9MPa、9.5MPa、10MPa、10.5MPa、11MPa、11.5MPa、12MPa、12.5MPa、13MPa、13.5MPa、14MPa、14.5MPa、15MPa、15.5MPa、16MPa、16.?5MPa、17MPa、17.5MPa、18MPa、18.5MPa、19MPa、19.5MPa、20MPa、25MPa、30MPa、35MPa、40MPa、45MPa、50MPa、55MPa或60MPa。