[发明专利]空气能热量循环交换机

说明书

本发明涉及空气能热量循环交换机。

空气调节是调节室内空气的能量状态和空气性质，用以满足人体的舒适和生理卫生要求。而室内空气的污染源主要来源于室内物品及人体的新陈代谢运动。封闭式气流循环是将室内污浊空气吸入制冷后继续输入室内，这种气流循环的结果是污浊程度不断加深并反复地恶性循环，对人体健康极为不利。如果引入100%的新鲜室外空气，相应的耗电量需增加1.2倍以上，因此高能耗及低能量转换效率是现行空调的缺陷。

换言之，若要满足一定空间里的需氧量，以及应有的制冷（热）要求，以目前的空调机而言，需要耗费大量的电能。

热力学第二定律指出：热量能自发地从高温物体传向低温物体，而不能自发地从低温物体传向高温物体。卡诺循环（Carnot cycle）、劳伦茨循环（Lorenz cycle）是热力效率最高的理想循环，也是各类空调的指导理论。依据上述理论研制的现行各类空调机，其制冷过程均需耗费很大能量才能将热能从低温物体泵送至高温物体。因此制冷过程必然是高能量的耗费及过量耗能过程，而且现行的各类空调机其热力循环效率远低于卡诺循环效率。

能否借助于被制冷空气的能量（室外热空气能量）来补偿制冷循环所需的能量，使耗能的制冷过程转为能量的存储和产生动力的过程，只要其获得的能量≥制冷所需的能量，即可使制冷系统自动运行。这需要较高的蒸发温度和较低的冷凝温度，并且在换热过程中获得空调所必需的冷（热）峰值温度。

本发明是一种以空气能量为主要制冷（热）循环动力的低压差热泵空调机。低压差热泵既可液气混合输送，亦可液气分离输送。空气能是指自然空气中所含有的可被用来制冷（热）的这部分能量。微分冷却管是一种单位面积热流量大，并可使终点传热温差无限趋近于零的高效换热器，工作介质对是指制冷剂和吸收剂组合，如水和溴化锂（LiBr）或氨（NH₃）和水，或水和氯化锂（LiCl）等。本发明的热力交叉循环机是由空气能双向蒸发器、空气能双向冷凝器、低压差能量转换热泵构成的室外新鲜空气空调机，其温-熵图为呈交叉状的热力循环，可充分利用空气能量来补偿冷（热）过程所需的动力循环，因而具有极高的热力循环效率。本发明热力交叉循环机的另一特征是空气调节中冷（热）量的输出均需采用100%的室外新鲜空气才能获得最佳热力循环效率。

本发明是以室外高温空气为能源直接达到加热及降温效果，一般冷凝器和室外气温△T＝13～15℃，蒸发器和蒸发温度△T＝8～12℃，而本发明的△T＝0.1～0.5℃，可充分利用空气能达到热交换的目的。

换言之，本发明引入100%的室外空气，流经本发明装置后，导出冷（热）空气，不但可充分地获得需氧量，且因充分运用室外空气的高（低）温度构成循环，理论上的EER值极高，即，以最低的能量损耗去产生最大的制冷（热）效果。

在本发明循环过程中，工作介质（Working substance）循环与现有方式不同，主要是在于：一般吸收模式由四部分组成，即蒸发器、发生器、冷凝器、吸收器，而本发明的蒸发器包含发生器功能，冷凝器包含吸收器功能，一般型发生器必须藉助废热或蒸气，蒸发器必须藉助冰水做二次热交换，本发明则不需要。

本发明的目的在于提供一种空气能热量循环交换机。

本发明的目的是这样实现的，即通过提供一种空气能热量循环交换机，由空气能双向蒸发器、空气能双向冷凝器、低压差能量转换热泵组成，以可被循环运用的工作介质对流布于空气能双向蒸发器及空气能双向冷凝器上，利用引流的空气能量作为热量转换动力以造成流动工作介质对在空气能双向蒸发器上贮存能量，而于空气能双向冷凝器上释放热量，且被循环，并使空气同时在空气能双向蒸发器释放能量，于空气能双向冷凝器上吸收能量。

本发明的优点在于它能以最低能耗实现最好制冷效果。

以下结合附图，描述本发明的实施例，其中：

图1是本发明交换机热力循环温熵TS图;

图2是理想的卡诺循环、劳伦茨循环与本发明热力循环的TS对比图;

图3是本发明空气能热量循环交换机制冷过程示意图;

图4是图3中A-A线剖视图;

图5是图3中B-B线剖视图;

图6是本发明热力循环、卡诺循环、劳伦茨循环所用工作介质的比较图;

图7是相应于图6的压焓Ph比较图;

图8是本发明热力循环改变成热力三角循环的TS图;

图9是本发明热力循环机的窗型实施例。

参见图1，它是空气能热量循环交换机温熵TS图（TEMPERATUREENTROPY），在制冷循环中：