一種超臨界回熱加熱熱力驅動熱泵裝置的製作方法
2023-09-19 02:39:20
專利名稱：一種超臨界回熱加熱熱力驅動熱泵裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種熱力驅動熱泵裝置，特別涉及一種超臨界回熱加熱熱力驅動裝置。
熱力驅動熱泵裝置，如吸收式裝置，複合斯特林裝置等，直接利用熱量作動力，可適應多種能源，燃燒過程效率高。複合斯特林裝置目前採用氣體如氫氣、氦氣或空氣等作介質，平均充氣壓力高，實際性能係數不能令人滿意(Wurm，J.etal.「stirling and Vurlleumier Heat Pumps」，McGraw-Hill，1991)。
本發明旨在克服現有裝置的不足，提出一種利用相變介質冷凝蒸發以及超臨界流體回熱加熱實現氣液連續轉換的原理，實現一種新型熱力驅動熱泵循環裝置，其優點在於，利用相變介質，降低系統的平均充氣壓力，改善傳熱，利用超臨界流體回熱加熱，實現氣液連續轉換，提高循環性能係數。
附圖
為本實用新型的結構原理圖。
下面結合附圖對本發明的結構原理與工作原理作進一步說明。
本發明包括一動力活塞1，動力活塞1與氣缸2組成膨脹工作腔，膨脹工作腔通過吸入閥3與外部加熱器5相連通，外部加熱器5通過管道與超臨界流體回熱器6的管側相連通，超臨界流體回熱器6的管側通過管道與循環泵8的排出端相連通，循環泵8的吸入端經管道與冷凝器9的液相相連通，冷凝器9的氣相經管道與超臨界流體回熱器6的殼側相連通，超臨界流體回熱器6的殼側經管道及排出閥7與動力活塞1和氣缸2組成的工作腔相連通，加熱器5包括外部加熱迴路4，冷凝器9包括外部冷卻迴路(未示出)，動力活塞1通過曲柄連杆機構與壓縮活塞16相連接，壓縮活塞16與氣缸17組成壓縮工作腔，壓縮工作腔通過排氣閥15及管道與冷凝器10氣相相連通，冷凝器10的液相經管道及節流裝置11與蒸發器12相連通，蒸發器12經管道及吸氣閥14與壓縮工作腔相連通，蒸發器12包括外部循環迴路13、冷凝器10包括外部冷卻迴路(未示出)。超臨界回熱器6採用間壁式回熱器。
本發明的工作原理是由動力活塞1、氣缸2及吸入閥3、排出閥7組成動力輸出部分，吸入閥3打開後，膨脹工作腔吸入來自外部加熱器5的高溫高壓工質，對外作功，膨脹工作腔容積達到某一值，吸入閥3關閉，此後膨脹工作腔容積繼續增加，並繼續對外作功，直到動力活塞1的內止點，動力活塞1由內止點返回，排出閥7立即打開，直到動力活塞1到達外止點，排出閥7關閉，其過程工作腔的氣體介質被排入超臨界流體回熱器6的殼側，失去顯熱後，進入冷凝器9，被冷凝成液體，放出低溫熱量，接著冷凝液被循環泵8提高壓力至臨界壓力以上，送入超臨界流體回熱器6的管側，吸收熱量，實現氣液連續轉換，並進入加熱器5被繼續加熱，提高溫度，再通過管道及吸入閥3進入膨脹工作腔，從而完成動力輸出部分的循環。動力活塞1通過曲柄連杆機構與壓縮活塞16相連接，動力活塞16與氣缸17、吸氣閥14、排氣閥15組成動力消耗部分，將工質提高至冷凝壓力，經排氣閥15及管道進入冷凝器10，凝結成液體放出熱量，液體經管道及節流裝置11進入蒸發器12，吸收低溫熱量，變成蒸汽，再經管道及吸氣閥14進入壓縮工作腔，從而完成動力消耗部分的工作循環。
權利要求
1.一種超臨界回熱加熱熱力驅動熱泵裝置，包括一動力活塞(1)，動力活塞(1)與氣缸(2)組成膨脹工作腔，其特徵在於，膨脹工作腔通過吸入閥(3)及管道與加熱器(5)相連通，通過排出閥(7)及管道與超臨界流體回熱器(6)的殼側相連通，加熱器(9)經管道與超臨界流體回熱器(6)的管側相連通，超臨界流體回熱器(6)的管側又通過管道與循環泵(8)的輸出端相連通，循環泵(8)的吸入端經管道與冷凝器(9)的液相側相連通，冷凝器(9)的氣相側經管道與超臨界流體回熱器(6)的殼側相連通，動力活塞(1)經曲柄連杆機構與壓縮活塞(16)相連接，壓縮活塞(16)與氣缸(17)組成壓縮工作腔，經排氣閥(15)及管道與冷凝器(10)的氣相側相連通，壓縮工作腔經吸氣閥(14)及管道與蒸發器(12)相連通，冷凝器(10)的液相經管道及節流裝置(11)與蒸發器(12)相連通。
2.根據權利要求1所述的超臨界回熱加熱熱力驅動熱泵裝置，其特徵在於，超臨界回熱器(6)採用間壁式回熱器。
全文摘要
一種超臨界回熱加熱熱力驅動熱泵裝置,包括一動力活塞,由動力活塞、氣缸、吸入閥、排出閥組成的動力輸出部分,通過曲柄連杆機構與由壓縮活塞、氣缸、吸氣閥、排氣閥組成動力消耗部分相連接,兩部分工質各自完成循環,動力輸出部分中設有超臨界流體回熱器及循環泵,實現流體氣液連續轉換,具有系統結構簡單,熱力性能係數高的優點。
文檔編號F25B9/14GK1271833SQ00113799
公開日2000年11月1日 申請日期2000年4月29日 優先權日2000年4月29日
發明者顧兆林, 馮霄, 佐藤春樹 申請人:西安交通大學