[实用新型]新型空气能等温发动机

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种新能源发动机，尤其是一种新型空气能等温发动机。

背景技术

目前，公知的朗肯膨胀做功循环装置通常采用等熵膨胀做功，体系外冷源冷凝。它主要包括工质泵、吸热器、膨胀机、冷凝器。由于采用等熵膨胀做功，它不能充分利用环境的热能，做功少，而且必须有体系外冷源。

发明内容

为了克服现有的朗肯膨胀做功循环装置采用等熵膨胀做功，不能充分利用环境的热能，做功少，而且必须有体系外冷源的不足, 本实用新型提供一种新型空气能等温发动机，该新型空气能等温发动机包含一个等温膨胀做功循环装置和一个逆卡诺制冷循环装置，采用等温膨胀做功，逆卡诺制冷循环制冷为冷源。它的特征之一是采用等温膨胀机，等温膨胀机出口是常温低压气体；它的特征之二是逆卡诺制冷循环所消耗的功来自于等温膨胀做功循环；它的特征之三是吸热器首先吸收等温膨胀机出口的常温低压气体的热能，再进一步吸收室内侧和环境常温空气的热能，室内侧也从吸热器中获得冷量；它的特征之四是逆卡诺制冷循环所产生的制冷量用于等温膨胀做功循环经吸热器吸热预冷的低温低压气体的冷凝。理论上，该新型空气能等温发动机的输出净功等于等温膨胀做功减去逆卡诺制冷循环压缩机功耗，它不仅无需体系外冷源，并且该新型空气能等温发动机还副产冷气，它的制冷量约等于逆卡诺制冷循环的制冷量，它制冷发电一举两得；实际上，基于目前的技术水平，该新型空气能等温发动机可能面临等温膨胀机、压缩机、换热器设备效率低的问题；但随着研究的深入和科技的发展，提高等温膨胀机、压缩机、换热器设备效率以及结合环境热源或冷源温差，该新型空气能等温发动机可能成为未来主要能量来源。这样达到使该新型空气能等温发动机能充分利用环境的热能，做功多，还能制冷，而且无需体系外冷源的目的。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该新型空气能等温发动机主要包括压缩机、冷凝器、节流阀、内部换热器、工质泵、吸热器、等温膨胀机等；它还包括系统内相连接的管道、附件及检测和控制装置，它有两个封闭循环系统，两个封闭系统内的工质可以相同也可以不同。该新型空气能等温发动机包含一个等温膨胀做功循环和一个逆卡诺制冷循环。在等温膨胀做功循环装置中有等温膨胀机。工质泵、吸热器、等温膨胀机、吸热器、内部换热器依次连接形成等温膨胀做功循环装置；压缩机、冷凝器、节流阀、内部换热器依次连接形成逆卡诺制冷循环装置。在等温膨胀做功循环装置中有首先吸收等温膨胀机出口的常温低压气体的热能，再进一步吸收室内侧和常温环境的热能的吸热器。等温膨胀做功循环装置与逆卡诺制冷循环装置通过内部换热器相连接。在第一封闭循环做功系统等温膨胀做功循环中，冷凝工质经工质泵进入吸热器首先吸收等温膨胀机出口的常温低压气体的热能，再进一步吸收室内侧和常温环境流体—空气中、水中的热能加热液态工质成为常温高压工质，然后常温高压工质进入等温膨胀机膨胀做功；等温膨胀机出口的常温低压气态工质进入吸热器放热成为低温低压气态工质，再进入内部换热器中与第二封闭循环系统中经节流阀节流的低温液态工质换热后放热冷凝，这样形成了第一封闭循环系统。在第二封闭循环系统逆卡诺制冷循环中，液态工质经节流阀节流再进入内部换热器吸收第一封闭循环系统中经吸热器吸热后的低温低压气态工质的冷凝热后蒸发成为气态工质，然后气态工质进入压缩机加压，加压后的气态工质去冷凝器放热冷凝为液态工质，热量传递给常温环境，这样形成了第二封闭循环系统。该新型空气能等温发动机的等温膨胀机主轴与压缩机主轴之间相连接。该新型空气能等温发动机的等温膨胀机可以是膨胀机组，每级膨胀机入口可以有换热器吸收常温环境的热量，末级膨胀机可以是耐液击膨胀机或用节流阀替代。对于工质相同的两个封闭循环系统，该新型空气能等温发动机的内部换热器可以用气液分离器替代，以简化设备提高传热效率。对于高压差的逆卡诺制冷循环系统，该新型空气能等温发动机的节流阀可以用耐液击膨胀机替代，以回收功并提高制冷效率。该新型空气能等温发动机副产冷量。该新型空气能等温发动机也可以用于余热废热地热等中低温热源发电；该新型空气能等温发动机可以安装于车船及其他机械设备作为直接动力装置或充电装置。该常温太阳能热力发电装置启动电力使用蓄电池或电网电力，动力除自用外可以发电上传电网。 

本实用新型的有益效果是，该新型空气能等温发动机能充分利用环境的热能，做功多，还能制冷，而且无需体系外冷源。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

附图1是本实用新型较佳实施例的工作流程示意图。