本發明涉及一種熱泵制熱的溫差動力發動機,屬于能源動力機械。
背景技術:
人類文明在于善于制造并使用工具。最近幾年,熱泵技術發展迅速,有地源熱泵、空氣源熱泵。利用空氣源熱泵設計的空氣源熱水器,是采用壓縮機從空氣中“搬運熱量”加熱水。以極少的電能“搬運熱量”,變為高溫熱能。空氣能熱水器是一般電熱水器的4-6倍,例如一臺制熱量為5000w、能效比為4.0的空氣能熱水器,標稱的消耗功率為1.25kw,1小時消耗1.25度電,可以使107.5升的水從15°c加熱到55°c。如果要把相同水量的水用電熱水器的話,需要消耗5度電。如果將該熱能用于發動機,其動力比直接使用電動機強若干倍。
技術實現要素:
本發明的任務是,提供一種熱泵制熱的溫差動力發動機,使用較少的電力,產生較大的機械能。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種熱泵制熱的溫差動力發動機,包括有高溫室、低溫室,所述高溫室內有高溫盤管換熱器,所述低溫室內有低溫盤管換熱器,所述高溫室與低溫室之間用管道連接,所述管道內有風機葉輪,所述風機葉輪固定在轉軸上,所述轉軸兩端有軸承,所述軸承通過支架固定,所述高溫室、低溫室和管道一并構成密閉的外殼;所述高溫盤管換熱器的一端與高溫室外的壓縮機相連,所述壓縮機與一吸熱盤管的一端相連,所述吸熱盤管的另一端通過一節流閥與所述高溫盤管換熱器另一端連接成一個閉合回路,所述閉合回路內有導熱工質,所述吸熱盤管安放在高溫環境處;所述低溫盤管換熱器的一端與低溫室外的低溫水泵相連,所述低溫水泵與一吸冷盤管的一端相連,所述吸冷盤管的另一端與所述低溫盤管換熱器的另一端連接成另一閉合回路,所述另一閉合回路內有導熱工質,所述吸冷盤管安放在低溫環境處;朝著所述高溫盤管換熱器的方向有若干噴頭,所述若干噴頭并聯起來通過管道與所述高溫室外的另一水泵連接,所述另一水泵通過管道連接到工質液體槽,所述工質液體槽處在所述低溫室的下方,所述工質液體槽通過管道與所述低溫室聯通;所述固定風機葉輪的軸承一端固定有筒形內磁鋼,在所述筒形內磁鋼的外部,對應有筒形外磁鋼,所述筒形內磁鋼與筒形外磁鋼的中間有密閉的外殼隔開,所述筒形內磁鋼與筒形外磁鋼的結構是由數對按規律排列成筒形狀磁體構成,所述筒形外磁鋼通過磁鋼軸承、磁鋼支架傳輸到動力輸出輪;所述低溫室的外部安裝有壓力表和充(放)氣閥,所述壓力表和充(放)氣閥聯通到所述低溫室內。所述吸熱盤管是安裝在所述高溫室外部環境溫度較高的空氣中的,或者安裝在所述高溫室外部環境溫度較高地源換熱器、水源換熱器、工廠余熱換熱器中的;所述吸冷盤管是安裝在所述低溫室外部環境溫度較低的空氣中的,或者安裝在所述低溫室外部環境溫度較低地源換熱器、水源換熱器中的。本發明的工作原理是這樣的:在一個由高溫室、低溫室和管道一并構成的密閉的容器中,高溫室內有高溫盤管換熱器,低溫室內有低溫盤管換熱器,在高溫盤管換熱器上通過若干噴頭噴射液體狀態的工質,高溫盤管換熱器周圍的溫度大于工質的汽化溫度,工質汽化膨脹,相對低溫室產生壓強差,這個壓強差推動管道內的風機葉輪轉動,葉輪轉動的機械能,通過磁力耦合傳遞到殼體外的動力輸出輪。當高溫的工質通過風機葉輪后,到達低溫室,設計的低溫盤管換熱器的溫度和氣壓低于工質的凝結為液體的溫度和氣壓,則工質到達低溫室后就凝結成為了液體,會聚到了低溫室下方的工質液體槽內,槽內工質液體通過另一水泵又被抽到了噴頭,這樣往復的汽化——液化,使風機葉輪有恒定的壓強動力。工質在低溫室的液化與低溫室壓強關系密切,所以,在所述低溫室的外部安裝有壓力表和充(放)氣閥,所述壓力表和充(放)氣閥聯通到所述低溫室內,通過充(放)氣閥對低溫室充(放)氣,調節低溫室氣壓,達到工質每當到達低溫室時候,就被液化,保持循環一直以高效率運行。所述吸熱盤管是安放在高溫室外的高溫環境中,作為熱泵的低溫熱源,從中轉移熱量到高溫盤管換熱器。如果吸熱盤管暴露在空氣中,就構成空氣源熱泵,其位置例如:如果本發明應用作為汽車(飛機、火車)的發動機,則所述吸熱盤管安裝在機車的車頂、陽面;如果本發明的發動機不移動,則所述吸熱盤管安裝在河邊水源換熱器構成水源熱泵,安裝在地源換熱器構成地源熱泵,事實上,不少工廠余熱沒有全部利用起來,例如發電廠,還是應用的大型的雙曲線型冷卻塔,占用了土地、浪費了大量水資源、浪費了低熱能。應用本發明,將發電廠涼水塔用換熱器代替,將本發明的吸熱盤管安裝在該換熱器內,本發明輸出的機械能用來發電,則可以產生大量的電能。本發明的低溫室有低溫盤管換熱器由低溫室外的吸冷盤管提供冷源,安裝環境溫度盡量低,其位置例如:如果本發明應用作為汽車(飛機、火車)的發動機,則所述吸冷盤管安裝在機車的車底、陰面;如果本發明的發動機不移動,則所述吸冷盤管安裝在比吸熱盤管溫度更低的位置。應用在發電廠,本發明的吸冷盤管可以與河水通過換熱器換熱。當然,如果吸冷盤管的周圍環境溫度與吸熱盤管周圍環境溫度相同也可以,只是高溫室與低溫室的溫差小,做的功少而已。熱泵提升的熱源溫度越高,高溫室與低溫室的溫差越大,發動機做功越多。本發明的熱泵起著搬運熱量的作用,工質做功與溫差有關,如果有溫差大的環境(例如火山附近),不使用熱泵也能使工質做功。關于提高熱泵高溫熱源的溫度的方法,將在與本發明同日申報的的另一發明給出。
本發明的有益效果是,使用較少的電能,驅動熱泵搬運熱量,在高溫室與低溫室產生溫差,做出較多的功。可以作為汽車(飛機、火車)的發動機,也可以固定不動,輸出動力,驅動發電機。
附圖說明
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是本發明結構示意圖。
圖中1.高溫室,2.低溫室,3.高溫盤管換熱器,4.低溫盤管換熱器,5.風機葉輪,6.管道,7.轉軸,8.軸承,9.支架,10.密閉的外殼,11.壓縮機,12.吸熱盤管,13.節流閥,14.低溫水泵,15.吸冷盤管,16.噴頭,17.另一水泵,18.管道,19.工質液體槽,20.筒形內磁鋼,21.筒形外磁鋼,22.磁鋼軸承,23.磁鋼支架,24.動力輸出輪,25.壓力表,26.充(放)氣閥。
具體實施方式
圖1中,高溫室1內有高溫盤管換熱器3,低溫室2內有低溫盤管換熱器4,高溫室1與低溫室2之間用管道6連接,管道6內有風機葉輪5,風機葉輪5固定在轉軸7上,轉軸7兩端有軸承8,軸承8通過支架9固定,支架9不影響工質在管道6內流動,高溫室1、低溫室2和管道6一并構成密閉的外殼10。高溫盤管換熱器3的一端與高溫室1外的壓縮機11相連,壓縮機11與吸熱盤管12的一端相連,吸熱盤管12的另一端通過節流閥13與高溫盤管換熱器3另一端連接成一個閉合回路,在該閉合回路內有導熱工質,吸熱盤管12安放在高溫環境處;低溫盤管換熱器4的一端與低溫室2外的低溫水泵14相連,低溫水泵14與吸冷盤管15的一端相連,吸冷盤管15的另一端與低溫盤管換熱器4的另一端連接成另一閉合回路,在該回路內有導熱工質,吸冷盤管15安放在低溫環境處;朝著高溫盤管換熱器3的方向有若干噴頭16,噴頭16并聯起來通過管道與高溫室1外的另一水泵17連接,另一水泵17通過管道18連接到工質液體槽19,工質液體槽19處在所述低溫室2的下方,工質液體槽19通過管道與低溫室2聯通;固定風機葉輪5的軸承一端固定有筒形內磁鋼20,筒形內磁鋼20的外部,對應有筒形外磁鋼21,筒形內磁鋼20與筒形外磁鋼21的中間有密閉的外殼10隔開,筒形外磁鋼21通過磁鋼軸承22、磁鋼支架23傳輸到動力輸出輪24;低溫室2的外部安裝有壓力25表和充(放)氣閥26,所述壓力表25和充(放)氣閥26聯通到所述低溫室內。