[发明专利]冷热机、冷热机系统及提升低温蒸汽温度的方法

权利要求书

1.一种冷热机，其特征在于：包括制冷器、蒸发器、制热器和冷却器，所述制冷器、蒸发器、制热器和冷却器连续循环，所述制热器包括升温装置和加热器，所述升温装置具有高温回路和低温回路，所述制冷器的气体端与蒸发器低温输入端相连,蒸发器低温输出端与所述升温装置的低温回路连通，所述加热器的低温端与所述升温装置的低温回路连通，所述加热器的高温端与所述升温装置的高温回路连通，所述冷却器与所述升温装置的高温回路连通，所述制冷器的液体端与所述升温装置的高温回路连通；其中，所述制冷器制造低温冷能同时为整个冷热机蒸汽提供流动动力,蒸发器用于采集外部低温热能，将液态工质转化为低温蒸汽；所述制热器将低温蒸汽转化为高温热能,加热器用于将高温蒸汽温度进一步提高,为升温装置的低温回路和高温回路提供原始温差来源，高温回路和低温回路由于有温差，高温回路对低温回路进行加热，高温蒸汽转化为液体工质返回制冷器,从而实现再生式自加热功能；所述冷却器用于将制热器制造的高温热能传输给外部设备进行利用,同时将高温蒸汽转化为液态工质返回到制冷器。

2.一种冷热机，其特征在于：包括制冷器、制热器和冷却器，所述制冷器、制热器和冷却器连续循环，所述制热器包括升温装置和加热器，所述升温装置具有高温回路和低温回路，所述制冷器的气体端和外部气体均与所述升温装置的低温回路连通，所述加热器的低温端与所述升温装置的低温回路连通，所述加热器的高温端与所述升温装置的高温回路连通，所述冷却器与所述升温装置的高温回路连通，所述制冷器的液体端与所述升温装置的高温回路连通；其中，所述制冷器制造低温冷能同时为整个冷热机蒸汽提供流动动力；所述制冷器产生的低温蒸汽与外部气体为所述制热器提供低温蒸汽，所述制热器将低温蒸汽转化为高温热能,加热器用于将高温蒸汽温度进一步提高,为升温装置的低温回路和高温回路提供原始温差来源，高温回路和低温回路由于有温差，高温回路对低温回路进行加热，高温蒸汽转化为液体工质返回制冷器,从而实现再生式自加热功能；所述冷却器用于将制热器制造的高温热能传输给外部设备进行利用,同时将高温蒸汽转化为液态工质返回到制冷器；

优选地，所述外部气体为空气、天然气或其他需要低温液化的气体,液化以后的低温液体通过制冷器对外输出，满足外部需求。

3.根据权利要求1或2所述的冷热机，其特征在于：所述制冷器包括液体加压泵、节流阀、储液罐和过冷换热器,所述过冷换热器的液体通道的输入端与升温装置的高温回路连通，所述过冷换热器的液体通道的输出端通过液体加压泵与储液罐的输入端连通,所述储液罐的输出端与节流阀的高压端连通，节流阀的低压端与所述过冷换热器的气体通道的输入端连通，所述过冷换热器的气体通道的输出端与蒸发器的低温输入端连通；

优选地，所述储液罐的容积为冷热机中循环工质每秒流量的3倍以上,储液罐中的储液量不少于容积的50％，进一步优选地，所述储液罐为杜瓦瓶；

优选地，环境温度低于零下50℃时，所述液态工质采用超低温制冷剂，所述超低温制冷剂为甲烷、氮气和空气中的一种或多种；环境温度高于零下50℃时，所述液态工质采用低温制冷剂，所述低温制冷剂为二氧化碳、氨、R22、R23、R410a和r32中的一种或多种的混合物。

4.根据权利要求1或2所述的冷热机，其特征在于：所述加热器采用50-5000赫兹的低中频电源电磁感应加热；

优选地，所述加热器由加热管组成，所述加热管为U型管或者直管,所述加热管内安装有钢丝刷,所述加热管与升温装置焊接或通过法兰连接；

优选地，所述加热管与其内的钢丝刷材质相同，进一步优选地，所述加热器的加热温度在400℃以下时,所述加热管为碳钢管；所述加热器的加热温度在400℃以上且800℃以下时，所述加热管为铁素体或马氏体导磁性不锈钢管；

优选地，所述加热管连接50-5000赫兹的低中频的电磁感应电源加热。