一種基于混合工質的回熱式裝置制造方法及圖紙

一種基于混合工質的回熱式裝置，包括氣缸

【技術實現步驟摘要】
一種基于混合工質的回熱式裝置


[0001]本專利技術涉及制冷機
、
熱泵
，尤其涉及一種基于混合工質的回熱式裝置
。

技術介紹

[0002]回熱式裝置是指工質交變流動的裝置，主要有斯特林裝置
。
斯特林裝置是基于斯特林循環
(
見圖1中1?2?3?
4)
，其具有與卡諾循環一樣的循環效率
。
然而，在實際斯特林裝置中，由于等溫過程難以實現，工質在斯特林裝置中的循環更趨近絕熱循環
(
見圖1中1?2’?3’?
4)
，即工質在壓縮腔與膨脹腔內是經歷絕熱壓縮與絕熱膨脹過程，從而導致工質在壓縮腔與膨脹腔內產生了溫度滑移
。
進一步地，由于斯特林裝置中換熱器接近等溫，因此，溫度滑移工質與等溫換熱器之間的換熱導致了換熱不可逆損失
。
[0003]專利
202110873126.X
提出了一種回熱式裝置及運行方法，公開了基于溫度滑移換熱器的回熱式裝置，能夠一定程度降低溫度滑移工質與等溫換熱器之間的不可逆損失
。
然而，目前蒸氣壓縮循環裝置在室溫制冷
/
制熱領域具有效率高的特點，因此，斯特林裝置的性能仍需改進，才能在室溫制冷
/
制熱領域獲得大規模應用
。

技術實現思路

[0004]本專利技術要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種能夠實現高效制熱，室溫端大范圍溫度滑移放熱的基于混合工質的回熱式裝置
。
[0005]為解決上述技術問題，本專利技術采用以下技術方案：
[0006]一種基于混合工質的回熱式裝置，包括氣缸以及依次相連的低溫腔
、
低溫換熱器
、
回熱器
、
高溫換熱器和高溫腔，所述低溫腔和所述高溫腔位于所述氣缸內，所述高溫換熱器為溫度滑移換熱器，所述低溫腔或所述高溫腔內設有壓力波作用器，所述高溫換熱器設有并行的工質流入流道，所述回熱器來的工質通過所述工質流入流道流入所述高溫腔，所述高溫換熱器的流道上設有第一控制閥，所述工質流入流道上設有第二控制閥，回熱式裝置內的工質包括至少一種室溫可凝性氣體和至少一種室溫不可凝性氣體
。
[0007]作為上述技術方案的進一步改進：所述室溫不可凝性氣體為
He、H2、N2
和空氣中的一種或多種
。
[0008]作為上述技術方案的進一步改進：所述室溫可凝性氣體為臨界溫度高于
273K
的氣體，所述室溫可凝性氣體在
273K
飽和溫度時，飽和壓力高于
0.1Mpa。
[0009]作為上述技術方案的進一步改進：所述室溫可凝性氣體為
CO2、R32、R1234yf
和
R134a
中的一種或多種
。
[0010]作為上述技術方案的進一步改進：所述室溫可凝性氣體的質量百分比為
0.5
％
?
50
％
。
[0011]作為上述技術方案的進一步改進：所述高溫換熱器具有傳熱媒介，所述傳熱媒介的出口溫度與入口溫度之差
≥10℃。
[0012]作為上述技術方案的進一步改進：回熱式裝置的壓比為
1.1
?
3。
[0013]與現有技術相比，本專利技術的優點在于：本專利技術公開的基于混合工質的回熱式裝置，工質采用室溫可凝性氣體與室溫不可凝性工質氣體組合，結合高溫換熱器內采用溫度滑移換熱，利用室溫可凝性工質降低室溫不可凝性工質在膨脹腔內的溫度滑移
、
減少低溫換熱器內工質與外界熱源之間的換熱不可逆損失，利用高溫換熱器大范圍溫度滑移換熱提升比功率
、
降低單位制熱量的回熱損失，從而實現高效制熱
、
室溫端大范圍溫度滑移放熱
。
附圖說明
[0014]圖1是不同類型循環的過程示意圖
。
[0015]圖2是本專利技術基于混合工質的回熱式裝置的結構示意圖
。
[0016]圖3是本專利技術中的高溫換熱器的結構示意圖
。
[0017]圖中各標號表示：
1、
氣缸；
2、
低溫腔；
3、
低溫換熱器；
4、
回熱器；
5、
高溫換熱器；
50、
傳熱媒介流道；
501、
傳熱媒介流道入口；
502、
傳熱媒介流道出口；
51、
工質出口；
52、
工質入口；
6、
工質流入流道；
7、
高溫腔；
81、
第一控制閥；
82、
第二控制閥；
10、
壓力波作用器；
11、
均溫器；
12、
排出器；
13、
傳動機構
。
具體實施方式
[0018]在本申請的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本申請和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位
、
以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本申請的限制
。
[0019]此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量
。
由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征
。
在本申請的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定
。
[0020]在本申請中，除非另有明確的規定和限定，術語“裝配”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關系
。
對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本申請中的具體含義
。
[0021]以下結合說明書附圖和具體實施例對本專利技術作進一步詳細說明
。
[0022]本申請的專利技術人發現：一方面，回熱式裝置制熱過程中，室溫端大范圍溫度滑移會造成低溫端也產生大范圍溫度滑移，雖然采用溫度滑移換熱器可以降低換熱不可逆損失，但是對于某些應用場景如空氣源熱泵
、
水源熱泵等，由于低溫熱源近乎無限，因此，低溫端大范圍溫度滑移會導致低溫端工質平均吸熱溫度與低溫熱源之間存在較大換熱溫差，從而產生較大的換熱不可逆本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.
一種基于混合工質的回熱式裝置，其特征在于：包括氣缸
(1)
以及依次相連的低溫腔
(2)、
低溫換熱器
(3)、
回熱器
(4)、
高溫換熱器
(5)
和高溫腔
(7)
，所述低溫腔
(2)
和所述高溫腔
(7)
位于所述氣缸
(1)
內，所述高溫換熱器
(5)
為溫度滑移換熱器，所述低溫腔
(2)
或所述高溫腔
(7)
內設有壓力波作用器
(10)
，所述高溫換熱器
(5)
設有并行的工質流入流道
(6)
，所述回熱器
(4)
來的工質通過所述工質流入流道
(6)
流入所述高溫腔
(7)
，所述高溫換熱器
(5)
的流道上設有第一控制閥
(81)
，所述工質流入流道
(6)
上設有第二控制閥
(82)
，回熱式裝置內的工質包括至少一種室溫可凝性氣體和至少一種室溫不可凝性氣體
。2.
根據權利要求1所述的基于混合工質的回熱式裝置，其特征在于：所述室溫不可凝性氣體為
He、H2、N2和空氣中的一種或多種
。3.
根據權利要求1所述的基于混合工質的回熱式裝置，其特征在于：所述室溫可凝性氣體為臨界溫度高于
273K
的氣體，所述室溫可凝性氣體在
273K
飽和溫度時，飽和壓力高于
0.1Mpa。4....

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅寶軍，陳映彤，孫嘉晨，劉敬平，付建勤，
申請(專利權)人：湖南大學重慶研究院，
類型：發明
國別省市：