[發(fā)明專利]一種真空升華蒸發(fā)冷熱能分離方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810949355.3
• 申請(qǐng)日: 2018-08-20
• 公開（公告）號(hào): CN110090467A
• 公開（公告）日: 2019-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武偉
• 主分類號(hào): B01D7/00
• 分類號(hào): B01D7/00
• 代理公司: 北京北新智誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 陳英

本發(fā)明提供一種真空升華蒸發(fā)的冷熱能分離方法，其是：在一人造環(huán)境中建立真空環(huán)境，令進(jìn)入其中液體一部分蒸發(fā)為蒸汽，一部分凝固為固體，其中一部分固體還可升華為蒸汽；然后對(duì)蒸汽和固體進(jìn)行分離，固體或固液混合物成為冷能輸出，蒸汽成為熱能輸出，此過程連續(xù)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)冷能和熱能的分離。本發(fā)明利用真空技術(shù)和水的物理性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)冷能和熱能分離以及進(jìn)一步的儲(chǔ)存并使用，能夠在現(xiàn)有制冷、制熱技術(shù)的基礎(chǔ)上大大提高系統(tǒng)效率和COP值。本發(fā)明還提供所述方法所用的裝置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制冷與熱泵技術(shù)領(lǐng)域，提供一種采用真空升華蒸發(fā)的手段進(jìn)行冷能和熱能分離的方法。本發(fā)明還提供所述方法中使用的裝置。

背景技術(shù)

制冷或制熱技術(shù)是指用人工的方法在一定時(shí)間和一定空間內(nèi)對(duì)某物體或?qū)ο筮M(jìn)行冷卻或加熱，使其溫度降到環(huán)境溫度以下，或者升到環(huán)境溫度以上，即是利用制冷或制熱設(shè)備加入能量，使熱量從低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移的一種屬于熱力學(xué)過程的單元操作。現(xiàn)有技術(shù)中應(yīng)用的制冷或制熱技術(shù)，是利用壓縮機(jī)做功使制冷或制熱設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)升壓，然后再減壓，從而進(jìn)行冷、熱能量的吸收和釋放并轉(zhuǎn)移至使用地點(diǎn)的一種操作技術(shù)。

目前的制冷和制熱是基于壓縮機(jī)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)冷、熱能量的轉(zhuǎn)移和使用操作，由于受設(shè)備原理和工作環(huán)境的限制，壓縮機(jī)制冷設(shè)備的制冷能效比(簡(jiǎn)稱COP值)，長(zhǎng)期徘徊于6左右。我國一級(jí)能耗的家用空調(diào)COP在3.4左右，國外雖有報(bào)道搞出了COP＞6且＜8的制冷機(jī)組，但因設(shè)備價(jià)格很高，效率實(shí)際提高幅度不夠大，造成設(shè)備性價(jià)比較低。

現(xiàn)有制冷制熱技術(shù)的高能耗使得集中空調(diào)成為耗電大戶，并大大增加了夏季國家電網(wǎng)峰值期的負(fù)荷壓力；而冬季供暖由于電費(fèi)相對(duì)高昂，只能燒煤，增加了大氣污染。為治理大氣，國家推行煤改氣，但因天然氣資源供應(yīng)偏緊、價(jià)格較高等問題，推廣中也存在一定困難。

尋求一種低耗能的技術(shù)來部分替代傳統(tǒng)的壓縮機(jī)制冷制熱技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗是當(dāng)前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種真空升華蒸發(fā)的冷熱能分離方法，該方法利用真空技術(shù)和水的物理性質(zhì)，實(shí)現(xiàn)冷能和熱能分離以及進(jìn)一步的儲(chǔ)存并使用，能夠在現(xiàn)有制冷、制熱技術(shù)的基礎(chǔ)上大大提高系統(tǒng)效率和COP值。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述冷熱能分離方法中使用的裝置。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種真空升華蒸發(fā)的冷熱能分離方法，是在這樣的一種裝置中進(jìn)行，該裝置包括一人造環(huán)境，即一個(gè)密封的容器，該容器設(shè)有液體進(jìn)口、氣體出口和固體或固液混合物出口，在該容器中還設(shè)有攪拌裝置，在該氣體出口上連接一真空升華蒸發(fā)機(jī)組；

分離方法是：

步驟1：在人造環(huán)境中建立真空環(huán)境，該真空環(huán)境為：令由所述液體進(jìn)口進(jìn)入所述人造環(huán)境液體：

其中的一部分蒸發(fā)，一部分凝固為固體，或者，

其中的一部分蒸發(fā)，一部分凝固為固體，部分固體升華為蒸汽；

同時(shí)和/或之前和/或在后，通過液體進(jìn)口向人造環(huán)境輸入液體；

步驟2：蒸汽與固體進(jìn)行分離，啟動(dòng)攪拌裝置，使得凝固的固體破碎，固體或者固體和液體的混合物從所述固體或固液混合物出口排出成為冷能輸出，蒸汽從所述氣體出口被真空升華蒸發(fā)機(jī)組抽出成為熱能輸出；

步驟1和步驟2交替和/或同時(shí)進(jìn)行，使得液體進(jìn)入所述容器，固體或固液混合物排出固體或固液混合物出口，蒸汽從氣體出口被抽出，此過程連續(xù)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)冷能和熱能的分離。

進(jìn)一步地，本發(fā)明提供的方法還包括步驟3：將固體或固液混合物從容器排到一與容器等壓的固體儲(chǔ)罐中。

優(yōu)選地，在步驟1中就啟動(dòng)攪拌裝置。

具體地，所述人造環(huán)境的壓力為600Pa以下。