[实用新型]一种热力驱动热泵空调装置

说明书

本实用新型涉及一种热力驱动制冷机。

众所周知，CFCs问题的出现使传统的制冷空调业面临严峻的挑战，同时也促进了各种新型热力循环用于制冷的研究。维勒米尔制冷机，即热力回热式制冷机，简称VM制冷机首先在低温领域获得了成功应用，用以获得80K左右的数瓦级冷量。现在人们正努力把VM制冷机推广应用到空调温区。要实现这种应用方式，VM制冷机还存在着一些困难。如需使用高纯氦气、氮气或空气作工质，以达到较高的制热（冷）系数；循环的平均压力必须在100bar左右，压力较高，密封问题较难解决；工质在循环中处于单相气态，有限时间传热的影响效应大。因此，VM制冷机用于空调的商品化过程还需一段时间（参考文献：Jaroslav    Wurm    etal.Stirling    ane    Vuillermier    Heat    Pump-Design    ane    Applications.McGraw    Hill，Inc，1991）。

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种热力驱动制冷机，可用二氧化碳、丙烷等工质作为循环工质，并使工质在两相区循环，具有制冷（热）系数高、循环压力低的特点。

图1是本实用新型的结构原理图。

图2是本实用新型的工作原理图。

下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作详细的说明。

参照图1，本实用新型包括一气缸2，气缸2内配置一推移活塞1，气缸头上配置一加热系统，气缸2与推移活塞1组成的热腔a通过管道及回热器3与室温腔b相连通，室温腔b内配置有冷凝系统，使其中的工质由气相向液相转化，形成气液两相，室温腔b的液相端经管道及节流阀4与蒸发器9相连通，蒸发器9经管道及进气阀5与压缩机的压缩腔c相连通，压缩腔c经排气阀7及管道与室温腔b的气相端相连通，压缩腔c由压缩活塞6，气缸8及进气阀5、排气阀7组成。推移活塞1和压缩活塞6经连杆10、11与曲轴12相连接，形成相对运动，并且从压缩活塞6上止点起，推移活塞1超前于压缩活塞6一相位角。

参照图2，当制冷机处于位置①时，压缩活塞6由上止点返回，余隙气体膨胀到一定压力后，进气阀5开启，压缩腔c吸入蒸发器9来的低压蒸汽，并且压缩活塞6处于行程中间位置。热腔推移活塞1处于上止点，热腔容积最小，这时相互连通的热腔a与室温腔b的平均温度较低，因而压力较低。

过程①－②，压缩活塞6继续向下止点运动，直至下止点，热腔推活塞1开始自上止点返回，处于行程中间位置，室温腔b的气相工质经过回热器3进入热腔a，并受到加热，压力逐渐升高。

过程②－③，压缩活塞6由下止点返回，压缩腔c容积减少，压力升高    热腔a容积继续增加，推移活塞1处于下止点时，容积最大，吸热过程一直进行，压力升高到最大值。

过程③－④，压缩腔c容积减小，当压力升高到略高于室温腔b的压力（又称背压）时，排气阀7开启，向室温腔b排气，直至上止点，排气过程结束。热腔推移活塞1由下止点返回，容积减小，压力逐渐降低。

过程④－①，压缩活塞6由上止点返回，重复位置①所述的情形。热腔推移活塞1继续排出工质，直到上止点，压力    逐渐降到最小值。

在上述四个过程进行期间，室温腔b的冷凝过程一直在进行，使工质不断液化。

综合上述各过程，本实用新型的制冷过程在蒸发器9中进行，室温腔b的液相端工质经节流阀4节流减压，进入蒸发器9产生冷量。本实用新型的吸热过程在热腔a的气缸头发生。冷凝和冷却排出的热量由位于室温腔b和压缩机气缸8内的冷却水带走。

由此可见，本实用新型具有以下特点：

（1）根据本实用新型的结构特点，工质需具有高温热稳定性和较高的临界温度，因此，选用二氧化碳、丙烷等做工质，而不用高纯氦气、氮气或空气工质。

（2）由于二氧化碳、丙烷等工质的临界压力较低，所以整个装置的平均循环压力较低。

（3）相互连通的热腔a和室温腔b组成一压力系统，蒸发器9和压缩腔c通过节流阀4、进气阀5、排气阀7组成另一压力系统，并且以上压力系统相互联系形一定关系。