[发明专利]动能回馈热泵

说明书

技术领域

发明涉及一种新型热泵，以气体为热能的载体，通过对气体的压缩升温得到高温热源对目标加热，对目标加热后的气体温度降低，再对外做功后体积增大内能减少温度降低，从而从外界吸热组成一个热泵系统。

背景技术

现有热泵技术受工质气体临界温度、冷凝温度以及高泵高耗能的影响，不能很好地得到高温热源，限制了热泵技术在较高热源要求领域的发展。

发明内容

动能回馈热泵，利用气体被压缩时内能增加温度升高，和压缩气体对外做功后体积增大内能减少温度降低的原理。如图1，以气体为热能的载体，通过对气体的压缩升温得到高温热源对目标加热，对目标加热后的气体温度降低，再对外膨胀做功后体积增大内能减少温度降低，从而从外界吸热，如此循环形成一个热泵系统。同时气体对外做功所得动能回馈压缩机。

附图说明

图2为动能回馈热泵结构及主要部件，1为压缩机，2为散热器，3为热交换器，4为储气箱，5为动能回收机，6为吸热器，7为动能回收机，8为吸热器，9压强差感应控制器，10为压强差感应控制器，11为温度感测器。其中1压缩机和5动能回收机、7动能回收机连杆相连，由外界对其做功，做同步往复运动；3热交换器的结构如图3（由a－b散热管和热交换箱组成，a－b散热管在热交换箱中，对目标加热后的工质气体从a端进入到b端逐渐散热降温，压缩前工质气体从c端进入到d端逐渐吸热升温，达到充分的热交换，热交换器外壳由绝热性能好的材料制做，避免外界对热交换的影响）；4储气箱作用为平缓压缩后气体的压强；5动能回收机的结构如图4（动能回收机活塞有效做功距离为a－b,当活塞运动到b端排气门控制阀关闭，进气门控制阀打开，压缩气体进入气缸推动活塞向a端运动做功，到达c的位置进气门关闭，气体继续推动活塞向a端运动做功，做功完成排气门打开，活塞向b端运动，到达b端时排气门控制阀关闭，进气门打开，准备进行下一次做功，如此循环。位置c为可调性，增大和减小b－c以增大和减小做功前气体进入气缸的体积），其工作原理为，压缩散热后的工质气体膨胀推动动能回收机做功，膨胀程度为略高于压缩前压强（约为压缩前后压差的五分之一）；7动能回收机的结构如图5（动能回收机活塞有效做功距离为a－b,当活塞运动到b端气门控制阀关闭，进气门控制阀打开，压缩气体进入气缸推动活塞向a端运动做功，到达c的位置进气门关闭，气体继续推动活塞向a端运动做功；做功完成排气门打开，活塞向b端运动，到达b端时排气门控制阀关闭，进气门打开，准备进行下一次做功，如此循环。位置c为可调性，增大和减小b－c以增大和减小做功前气体进入气缸的体积，如此调节使排出工质气体压强与压缩前工质气体压强相同）；9压强差感应控制器用以感测气体做功前后压强，10压强差感应控制器用以感测5动能回收机气体做功后压强；11为温度感测器压缩机排出气体温度。如图所示， 1压缩机、2散热器、3热交换器、4储气箱、5动能回收机、6吸热器、7动能回收机、8吸热器、3热交换器、1压缩机依次用连接管连接在一个密闭的系统。9压强差感应控制器用以感测5动能回收机气体做功前压强，10为压强差感应控制器用以感测7动能回收机气体做功前压强，11温度感测器用以感测1压缩机排出气体温度。

具体实施方式

动能回馈热泵，利用气体被压缩时内能增加温度升高，和压缩气体对外做功后体积增大内能减少温度降低的原理。如图1，以气体为热能的载体，通过对气体的压缩升温得到高温热源对目标加热，对目标加热后的气体温度降低，最大限度地利用气体的有用热能（对目标加热后的气体再对压缩前的气体进行热交换），然后再对外做功后体积增大内能减少温度降低，从而从外界吸热，同时最大限度地利用气体从外界吸热后增加的有用动能，所有回收的动能回馈压缩机，如此循环形成一个热泵系统。同时气体对外做功所得有用动能回馈压缩机。

 

实施例一，在常温条件下，在空气中吸热，工质气体设为干燥的空气。