[发明专利]一种用混合动力压缩机的制冷装置

说明书

本专利申请的核心是混合动力压缩机，利用同一自然物质的低温增压液体工质和增热增压的气体工质混合作为动力，压缩气体制冷，其中的气体工质作为换热工质向外输出冷量的同时获取热量；混合动力压缩机借鉴低温活塞式液体泵和活塞式气体压缩机的结构特点，采用双缸交替驱动、双缸交替压缩的结构；做功的动力腔利用喷嘴出来的动能以及气液混合后产生的位能做功，压缩低压气体工质；混合工质因做功焓值降低、湿度增加；做功的动力腔切换后，作为非做功动力腔，其中的混合工质降压排出，经气液分离和过冷后，液体工质经低温液体泵增压继续使用，低压气体工质经换热增温、增压后继续使用；低压气体工质与外部换热输出冷量用于制冷。

技术领域

本专利申请涉及热能动力、制冷等技术领域，是一种利用低品位热能制冷的技术。

背景技术

气体压缩式制冷是应用最为广泛的制冷方式，制冷性能系数较高，但气体压缩式制冷的需要利用如电能等高等级能量，单位制冷量能耗较大。

其它可以利用低品位热能制冷的技术，制冷性能系数一般不高，装置组成相对复杂，可利用的低品位热能的温度相对较高。

发明内容

本专利申请的目的：可以利用接近环境温度的低品位热能作为主要能量，降低单位制冷量能耗；采用相对成熟的技术，使装置组成简单、制造容易；循环工质安全、环保、经济。

本专利申请的核心是混合动力压缩机，利用同一自然物质的低温增压液体工质和增热增压的气体工质混合作为动力，压缩气体制冷，其中的气体工质作为换热工质向外输出冷量的同时获取热量；混合动力压缩机借鉴低温活塞式液体泵和活塞式气体压缩机的结构特点，采用双缸交替驱动、双缸交替压缩的结构；做功的动力腔利用喷嘴出来的动能以及气液混合后产生的位能做功，压缩低压气体工质；混合工质因做功焓值降低、湿度增加；做功的动力腔切换后，作为非做功动力腔，其中的混合工质降压排出，经气液分离后，液体工质经低温液体泵增压后继续使用，低压气体工质经换热增温、增压后继续使用；低压气体工质与外部换热输出冷量用于制冷。

本专利申请采用液空、液氮、液氧液氮混合物等自然工质作为循环工质，利用深冷温度与环境温度之间接近200℃的温差，放大了低品位热能可利用温度范围；以电能作为辅助能量，使得低品位热能成为循环的主要能量来源，从而降低了单位制冷量能耗。

本专利申请的一种用混合动力压缩机的制冷装置包括：该制冷装置包括：低温补液阀(01)、气液分离器(02)、回流阀(03)、第一缓冲罐充气阀(04)、空气预热器(05)、第一缓冲罐(06)、进气切换阀(07)、混合动力压缩机(08)、混合动力压缩机动力侧(08-1)、混合动力压缩机压缩侧(08-2)、进液切换阀(09)、排气液切换阀(10)、过冷器(11)、低温液体泵(12)、气液换热器(14)、节流阀(15)、第二缓冲罐(16)、制冷换热器(18)、循环冷却水装置(20)、制冷用户(21)、主冷箱(30)，

气液分离器(02)与低温补液阀(01)、回流阀(03)、低温液体泵(12)、排气液切换阀(10)、节流阀(15)连通，过冷器(11)固定于气液分离器(02)中部，过冷器(11)与制冷换热器(18)、节流阀(15)连通，

回流阀(03)与低温液体泵(12)、第一缓冲罐充气阀(04)、气液换热器(14)连通，气液换热器(14)与进液切换阀(09)、第一缓冲罐(06)、进气切换阀(07)连通，第一缓冲罐充气阀(04)经空气预热器(05)与第一缓冲罐(06)连通，进液切换阀(09)与混合动力压缩机动力侧(08-1)连通，进气切换阀(07)与混合动力压缩机动力侧(08-1)连通，

混合动力压缩机动力侧(08-1)经排气液切换阀(10)与气液分离器(02)连通，混合动力压缩机(08)的混合动力压缩机动力侧(08-1)与混合动力压缩机压缩侧(08-2)绝热轴连，混合动力压缩机压缩侧(08-2)与第一缓冲罐(06)、第二缓冲罐(16)、循环冷却水装置(20)连通，

制冷换热器(18)与制冷用户(21)、第二缓冲罐(16)连通，