[发明专利]新型制冷机

说明书

技术领域

本发明提供一种以氨或氯甲烷等制冷剂为工质的新型制冷机。这种新型制冷机除了包括压缩机、冷凝器、节流阀和蒸发器等常规部件外，还包括多通阀、发电机和常规热机等主要部件，新型制冷机冷凝器的结构和常规制冷机冷凝器的结构不同。这种新型制冷机能够通过其热力学过程从冷库中吸收热量并利用外界大气压力做功，因此可以节约电能。

背景技术

我们知道，传统制冷机非常耗电，而且不能利用外界大气压力做功，而全球面临着地球变暖、化石燃料日渐枯竭的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种新型制冷机及其循环。这种新型制冷机包括压缩机、冷凝器、节流阀、三通阀或多通阀、发电机、蒸发器和常规热机等部件，并通过热力学循环实现制冷。

这种新型制冷机安装在一个密闭空间内，密闭空间内充满压力等于或高于一个大气压的气体，如空气或氢气或氦气，密闭空间能够和外界进行热交换。

这种新型制冷机冷凝器的结构和常规制冷机冷凝器的结构不同，这种新型制冷机的冷凝器是一个气缸组，由气缸1和气缸2等两个或多个气缸组成，目的是利用气体在冷凝器内放热过程后与环境存在的压力差做功并使新型制冷机能连续工作，因为气体需要在封闭的气缸内经历近似等容放热过程及近似等压放热压缩过程，这些过程都需要时间来完成，如果冷凝器是单独一个气缸，新型制冷机将不能连续工作。气缸1和气缸2等气缸的入口可以依次连接压缩机的出口。相应地，一个三通阀或多通阀安装在压缩机出口，并连接气缸1和气缸2等气缸的入口，当制冷剂离开压缩机后将会进入气缸1或气缸2等气缸的内部。

冷凝器的各个气缸的结构是相同的。各个气缸的入口和出口有阀门，活塞能够在这些气缸的内部移动。

工质采用较易液化和气液体积比较大的制冷剂，如氨等。

它包括两种热力学循环，对于热力学循环1：

制冷剂依次流经节流阀、蒸发器、压缩机、三通阀或多通阀、冷凝器，最后从冷凝器进入节流阀。

制冷剂在压缩机内被急速绝热压缩，温度升高，压强增大，压缩机出口的气态制冷剂压力等于或高于密闭空间内气体压力，并使气态制冷剂排出压缩机。

气态制冷剂排出压缩机后，通过三通阀或多通阀进入冷凝器的气缸1或气缸2等气缸内，例如先进入气缸1内。开始时，活塞在气缸1的底部，出口的阀门关闭，气缸1入口的阀门将会打开并连接压缩机。活塞的移动将会把从压缩机出来的气态制冷剂吸入气缸1，这个过程类似于奥托循环的吸气过程。当活塞到达气缸1的顶部时，活塞固定在顶部，入口和出口的阀门都将会关闭，此时轮到气缸2的入口连接压缩机的出口。对于冷凝器气缸组的一系列气缸重复与气缸1同样的操作。

由于气态制冷剂降温过程中会逐渐液化，让气态制冷剂在封闭的离开压缩机出口的气缸1内先作近似等容放热过程，直到制冷剂温度降到等于环境温度，由于气态制冷剂向常规热机放热而凝结为液体，常规热机吸收这些热量并用来做功发电。

由于气态制冷剂向常规热机放热而且已凝结为液体，这时候气缸1内气压将低于密闭空间内气体压力，此时将松开气缸1顶部的活塞，让密闭空间内气体压力对活塞压缩做功，使气缸1内压力升高到等于密闭空间内气体压力，这部分功是可以被新型制冷机利用来发电的。

当气缸1内压力等于密闭空间内气体压力时，气缸1的出口阀门将会打开，活塞继续向气缸1的底部移动并把液态制冷剂排出气缸1，当液态制冷剂排出气缸1后，气缸1将会重新连接压缩机并重复等容放热过程和压缩过程。冷凝器的其它气缸将会经历与气缸1同样的等容放热过程和压缩过程。

液态制冷剂排出气缸1后将进入节流阀，液态制冷剂经过节流阀后降压降温，再进入蒸发器，蒸发器由于压缩机的抽吸作用因而压强很低。液态制冷剂将从蒸发器吸热而自身全部蒸发为气态制冷剂，此气态制冷剂最后被吸入压缩机进行下一循环。

对于热力学循环2；

热力学循环2和热力学循环1大致相同，所不同的是制冷剂在冷凝器的气缸内的热力学过程是等压放热压缩过程。

也就是气态制冷剂排出压缩机后，通过三通阀或多通阀进入冷凝器的气缸1或气缸2等气缸内，例如先进入气缸1内。开始时，活塞在气缸1的底部，出口的阀门关闭，气缸1入口的阀门将会打开并连接压缩机。活塞的移动将会把从压缩机出来的气态制冷剂吸入气缸1，这个过程类似于奥托循环的吸气过程。当活塞到达气缸1的顶部时，入口和出口的阀门都将会关闭，此时轮到气缸2的入口连接压缩机的出口。对于冷凝器气缸组的一系列气缸重复与气缸1同样的操作。