[发明专利]冷热机及其应用

说明书

本方案将热工学各机器改进，换代后统称为冷热机，它符合热力学第一定律，不符合冷热力学第二定律，和卡诺定律。应用冷热机对实体经济中的重要产品进行改进，降低成本改进质量，有显著的效果，特别是慢中子增殖反应堆和氘-氚对撞核聚变有可能成功，解决人类所需的能源将起重大贡献。

一、新式制冷机及其应用

1、氢扩散塔式静置分离制冷机器。制冷是高压液体制冷剂减压，蒸发成气体，因此制冷。本制冷是将液体制冷剂压缩成高压，制冷时不是减压，而是将制冷剂喷入制冷塔中(在相同压力的氢气中)，此时制冷塔中制冷剂气相组份为零，相当于喷入真空中，因此制冷剂蒸发成气体因而制冷。在塔式的结构中，制冷混合气体沉降，经过热交换，冷量被利用，制冷剂温度上升。制冷混合气沉降至塔的下层空间，在大容积的空间静置多时，由于扩散剂氢的比重很小，浮在制冷剂的上空，回流至制冷室的上空，完成制冷扩散剂循环，制冷剂则因比重大，集结在塔的底部，此时制冷塔底部的制冷剂分压很大，并带有冷量，形成此饱和温度下的饱和压力，因此气体制冷剂凝结成液体，用升压泵把制冷剂提高到塔顶的莲喷头喷出，完成了制冷剂循环。

以上制冷和自然界中，下雨气温变冷是相同的原理，下雨制冷是全自动过程。当河中、海中等地面的水因太阳的热而蒸发成水蒸汽，因比重小而上升至空气的上端，形成水蒸汽在空气上端集结，大气压 力为1大气压水蒸汽组份变得很大，即压力很大，当遇冷时，形成该饱和温度下的饱和压力，水蒸汽结成水，因重量大而降落，在空气中水的气体组份小，相当于减压，即在空气扩散下，水经蒸发成水汽而制冷，下雨气温低就是这个原因。由于水蒸汽的比重比空气小，而上升至高空，并在高空中能凝结成水，下雨是自动过程，水蒸发上升也是自动过程，本制冷则不能全自动，本扩散剂是氢，比重小，始终浮在制冷塔的上端，制冷剂重量大，始终沉降在塔的底部，要制冷需把液体制冷剂用循环泵提升到塔顶的莲喷中喷出，需花动力，但此动力是很小的，比气体压缩式制冷动力消耗小很多，因此，必将取代目前的冰箱、空调以及空分的制冷机，进入制冷换代的时候了。

本制冷机可分为初冷制冷机，可用R134a，或二甲醚作制冷剂，用氢作扩散剂；应用于冰箱、空调中。

图1、氢扩散静置制冷机原理图。1-莲喷头；2-扩散制冷室；3、-冷热交换室；4-扩散剂回流管；5-静置分离室；6-液体制冷剂；7-液封管；8-升压循环泵；9-导管；10-上花板；11-下花板；12-压力表。

首先确定制冷的范围，然后选择制冷剂，再确定系统压力，例如，冰箱和家用空调机可选用R134a作制冷剂，确定系统压力为20大气压，把整个设备抽真空后，然后把氢加入设备中使系统压力达20大气压，然后设备注入液体R134a(从塔的底注入)系统压力达20大气压，在塔底贮存一定量的制冷剂，升压循环泵受温度控制器控制，当2制冷室高于-20℃开动升压循环泵，把制冷剂送入1莲喷头号喷出在氢的 扩散剂中R134a相当于进入真空中，在制冷塔上端R134a气体组份为零，R134a由液体蒸发为气体。冷的扩散剂氢和制冷剂R134a气体混合气体从冷热交换室的导管中沉降，冷的混合气体进入与静置分离室，由于空间足够大，由急速运动的气体转变为静置状态，氢的比重小、上浮，R134a比重大，下沉，氢通过4扩散剂回流管上升至扩散制冷室上端完成扩散剂的循环。R134a下沉在塔底靠近液体R134a，此时制冷塔底部R134a组份很大，形成饱和压力，R134a含有冷量，使之凝结成液体进入R134a贮槽中，完成制冷剂的循环。

2、氢扩散静置分离式冰箱

图2、冰箱示意图。1-扩散制冷室；2-冷冻室；3-冷藏室；4-静置分离室；5-循环泵；6-扩散剂回流管，此冰箱是方形的塔；7-上花板；8-下花板；9-隔板；10-莲喷头。

7、上花板是扩散制冷室和冷冻室之间的隔板，8、下花板是冷藏室和静置分离室隔板，9是冷冻室和冷藏室之间的隔板。

图3是方形冰箱揭盖后的俯视图1、正面和左右侧的列管是固定在上花板上的形成方形的扩散制冷室。图2、图3的制冷与图1相同。

3、氢扩散静置分离式空调机

空调机的是将制冷机装机箱内，制冷的原理与图1一致其塔是方形塔。暖气制造是用不锈钢锅在电热盘中加生成低压蒸汽，在列管中放热使鼓入的空气吸热生成暖气，由排风口喷出暖气，电热盘的功率可调，分别产生1大气压蒸气，1.5大气蒸汽和2大气压蒸气，其设备要能承受2大气压以上的压力。

图4空调示意图。1-莲喷头；2-扩散制冷室；3-冷热交换室；4-静置分离室；5-制冷剂；6-循环泵；7-电热盘；8-不锈钢锅；