[发明专利]一种工质相变循环的蒸气压缩式热力发动机

说明书

技术领域

本发明涉及一种工质相变循环的蒸气压缩式热力发动机，用在工质相变循环的蒸气压缩式热力发动机上，向工质相变循环的蒸气压缩式热力发动机提供热量。

背景技术

目前，石油储藏量有限且价格上涨，而且以石油为燃料燃烧对环境产生较大的污染。太阳能及工业余热以及任何燃料燃烧产生的热能来工作，没有废气排放，利用这些热能来成为能源动力尚未实施，但是极具发展潜力和应用前景。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供了一种工质相变循环的蒸气压缩式热力发动机，本发明具有燃料广泛、替代石油、成本低，无污染物，不污染环境，热机热效率高的特点。

为达到上述的目的，本发明采用如下技术方案，

一种工质相变循环的蒸气压缩式热力发动机，该发动机包括高温热源，低温热源，电磁换向阀，第一换热器，第二换热器，第一气缸，第二气缸，第一活塞，第二活塞，曲柄连杆机构；其中高温热源和低温热源分别与电磁换向阀连接，电磁换向阀与第一换热器和第二换热器连接，第一换热器与第一气缸连接，第二换热器与第二气缸连接；第一气缸内设有第一活塞，第二气缸内设有第二活塞；曲柄连杆机构包括曲轴和正时齿轮，曲轴上设有1个正时齿轮，曲柄连杆系统的曲轴分别与第一气缸内的第一活塞和第二气缸内的第二活塞固连；电磁换向阀与曲柄连杆机构间通过信号传输。

所述的第一气缸，第二气缸内存储制冷剂工质，从高温热源通过第一换热器吸收热量时，第一气缸内的工质从液态变成气态，体积膨胀推动第一活塞作功；第二气缸内的工质通过第二换热器向低温热源放热时，工质体积收缩，从气态变回液态，推动第二活塞作功，双向压力差推动曲柄连杆机构运动，当通过电磁换向阀改变阀体方向，使高温热源通过第二换热器对第二气缸内工质加热作用，低温热源通过第一换热器对第一气缸内工质冷却，过程刚好相反，完成一个工作循环。

所述的热源采用太阳能、工业余热以及任何燃料燃烧产生的低品位的热能。

所述的制冷剂工质采用液态氨或其他制冷剂。

所述的第一气缸，第二气缸排布方式采用对置式、V型和并排式中的一种。

当利用太阳能作热源时，用太阳能热水器作高温热源。

相变发电热力学原理如下；基于工质相变的热力发动机循环是由等温等压膨胀过程、等温等压压缩过程、两个绝热过程组成的卡诺循环系统。工质相变蒸气压缩式循环的在图上如图4所示，图4是制冷剂工质的lgp-h图，其中p为蒸气压力，h为工质焓值。线段1-2工况为从高温热源吸热，线段2-3为推动活塞做功，线段3-4为向低温热源放热，h₁，h₂，h₃分别为各过程点的焓值，pk、po分别为高低温热源的工质压力，Tk、To分别为高低温热源的工质温度，是近似的卡诺循环.

高温热源等温等压膨胀吸热过程，工质单位质量吸热量q_k为工质蒸发的焓差；q_k＝h₂-h₁

低温热源等温等压压缩放热过程，工质单位质量放热量q₀为工质冷凝的焓差：q₀＝h₃-h₄

工质单位质量活塞移动所做的功W₀为工质蒸发吸热量和工质冷凝放热量的焓差：W₀＝h₂-h₃

发动机单边工质质量为M，高温热源等温等压膨胀总热量Qk=Mqk]]>

发动机单边理论作功N＝M(h₂-h₃)