CN101586482A - 一种低温型发动机以及发动机回热方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低温型发动机及其回热方法。将膨胀机排出的膨胀工质与制冷机排出的低温制冷剂通过热交换器热交换，使膨胀工质的潜热被低温制冷剂吸收而液化，而制冷剂吸收膨胀工质的蒸汽潜热后汽化膨胀变成潜热，再由压缩机将制冷剂压缩升温并送入回热交换器中，已液化的膨胀工质通过液压泵增压后也压入回热交换器中，在回热交换器中膨胀工质与制冷剂热交换实现双作用，制冷剂的高温热量又传回给膨胀工质，使膨胀工质的温度上升，进行再循环利用，达到无排废的目的。降温后的制冷剂通过节流膨胀或膨胀机膨胀来制冷了；由于本发动机的工作温度低还可从空气或水中吸取部分热量来做膨胀功，被吸热的空气或水变成低温空气或冷水可用来做降温空调使用。

Description

一种低温型发动机以及发动机回热方法

技术领域

本发明涉及热力发动机，更具体地说，涉及一种动力膨胀循环系统和制冷循环系统的复合的发动机及其供能方法。

背景技术

随着工业的发展，工业的余热(也叫低品能源)排废越来越大，这些能量不仅浪费还造成大气变暖破坏和污染环境。如何将这些能源利用起来实现节能减排已受到全世界的关注，为此便产生各种低温余热发动机与及其它用途，例如余热供暖及溴化锂制冷等。

低品能源在学术上并没有定义多少温度以下的温度属什么低品级别的能源，但非常肯定温度越低的能源品位越低越难利用，由此可见设备的工作温度越低，低品能源的利用能力就越好，为此有设计用压缩制冷的方式来达到更低的工作温度，那么用压缩制冷来达到更低的工作温度是否可行呢？或者说要采用什么样的制冷方式才行呢？再则现在的余热发动机首先考虑的是能否将余热利用，然后才考虑效率，如果能达到较低的工作温度又有较高的热效率，那么它就不仅是用在余热上了，而是其它场所用包含燃料产生的动力也可以用到它。

中国专利申请，申请号为97119919.1和200510105805.3，公布了采用压缩制冷联合循环的发动机。97119919.1提出了用制冷方法产生一个人造低温，利用大气温度与人造低温的温差从空气中提出能量来产生动力，这个思想是好，但是从他的设计中存在致命问题：其将制冷压缩机产生的冷源来冷却自身产生的热量，再向膨胀机排出的尾气输出冷源，这违反了能量守恒定理，因为压缩制冷时，制冷压缩机不仅产生低温同时还产生热量，而产生的热量要大于冷量，即热量＝制冷量+压缩机功耗，显然制冷机产生的冷量还不够抵消自身产生的热量，哪里还有冷源去冷凝膨胀机的排气，可见申请号97119919.1是错误的。再则制冷是要消耗机械功的，如果所消耗的机械功小于从空气中获得的能量所产生的机械功，就不可能输出动力。压缩制冷与膨胀做功是相反的，制冷的温差越小能效比COP就越大，反之温差越大能效比就越低。膨胀做功正好相反，温差越小膨胀比就越小，热能转化成机械功的效率就越低，因为膨胀不仅要克服外力做功同时还要克服分子间的引力由分子动能转化成分子内能，膨胀比小正是克服分子引力大的级段，所以转化机械功的少，转为分子内能的多，热效率低。

申请号200510105805.3制冷系统产生的热能是靠水或空气冷却的，这种冷却方式局限了它制冷能力，冷却温度越高被冷却介质带走的热量越少，制冷量也随之减少，同时冷却温度高工作压力也高能效比COP就越低。该专利申请所提到的另一种加热、制冷方法却是错误的，其说明书中写到“其动力循环系统A的工质蒸发过热温度或加热温度等于制冷循环B其制冷剂冷凝温度或冷却温度，热源与冷源温度相等，是同一个热源”。这里的错误很多其一、系统A和系统B及加热温度都相同，温度相同了就是热平衡了它们就不会热交换了，制冷系统B的高温高压制冷剂就得不到冷凝，就无法制冷。其二、动力循环系统A的工质蒸发过热温度就是排气温度，加热温度就是发动机的进气温度，它们温差相同就是膨胀机的进口温度与排气温度相同，就不可能做功。其三、假如它们之间有理想的温差，可是它膨胀冷凝后的工质是先进入加热器，由加热器给膨胀工质供热相互热交换，热交换后的热源再来冷却压缩产生的高温高压制冷剂，这样冷却效果明显很差，甚至无法冷却，因为热源与膨胀工质热交换后温度虽然有所降低，但是热源的能量远大于膨胀工质的冷量(加热器提供的总能量＝输出机械功+排气余热)，显然热交换后的热源温度将大大高于冷源温度，如温度高至与高温高压的制冷剂温度相同时就不可能冷却高温高压制冷剂了，高温高压制冷剂得不到冷凝(冷却都不行一定要冷凝成液体)就不可能制冷，不制冷这个结构就不能循环。另：制冷必需先将高温高压的制冷剂冷凝成液体才能制冷，在启动时还没有冷源，用什么来冷凝高温高压的制冷剂呢？显然这种结构根本就启动不了是错误的。

再则，用制冷的方式仅用来降低工作温度是不节能的，相反消耗过多的机械功反使效率降低。如以水蒸汽做工质为例，蒸汽机的排气温度由50℃降到10℃热效率只提高百分之几，而由制冷机将50℃的蒸汽降到10℃的水，制冷机的能效比只有3倍左右(用R22制冷剂的空调，温差只有20℃而高效的空调能效比才有3倍，采用氨制冷的大型机能效比可达5倍多，但是温差大了能效比也会大大下降)，可是汽轮机排出的蒸汽潜热至少有总热量的50％，这总热量50％的潜热由制冷机来冷凝则需要：总热量×50％÷制冷能效比3(左右)×100％＝16.67％；即要将蒸汽机的排气温度由50℃降到10℃热效率只提高百分之几，而制冷机的消耗占总效率的百分之十几，显然由制冷机仅用来降低排气温度，不但不能提高热效率相反总效率还会降低。一个很简单的道理如果有经济实惠(如水)的冷却剂为何不用它呢？当然水不能做到更低的温度，但要消耗能源来达到更低的冷却温度不一定值得，由此可见由制冷机来降温冷凝只能降低工作温度，可以使用沸点更低的工质，使更低品位的低温能源得到利用但效率不高，如温差太小效率会是零，可见申请号200510105805.3所提到的很多方式如太阳能、第二类永动机，它们的温差太小都是不可行的。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述发动机的低品能源难以利用和热效率低的缺陷，提供一种工作温度较低、能有效回收膨胀机排除的蒸汽潜热的低温型发动机及其供热回热方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种低温型发动机，包括制冷压缩机、回热交换器、汽化膨胀装置、冷凝蒸发器、空气或水加热器、膨胀机、液压泵以及启动系统；

所述回热交换器包括第一放热通道以及第一吸热通道；

所述冷凝蒸发器包括第二放热通道以及第二吸热通道；

所述的空气或水加热器包括第五放热通道以及第五吸热通道，所述第五放热通道接入空气或水；

所述制冷压缩机、第一放热通道、汽化膨胀装置、第二吸热通道依次连接形成密闭制冷回路，所述制冷回路中填充有制冷剂；

所述膨胀机、第二放热通道、液压泵、第一吸热通道、第五吸热通道依次连接形成密闭做功回路，所述做功回路中填充有膨胀工质；

所述制冷剂由制冷压缩机压缩成高压气态制冷剂，进入到所述第一放热通道内与所述第一吸热通道内的低温液态膨胀工质进行热交换，在热交换后，所述高压气态制冷剂冷凝成为低温高压液态制冷剂，而所述低温液态膨胀工质吸热并经过空气或水加加热器以及加热器再加热后汽化形成气态膨胀工质；

所述低温高压液态制冷剂经所述汽化膨胀装置后，进入所述的冷凝蒸发器的第二吸热通道，而所述气态膨胀工质在所述膨胀机中做功后，进入所述冷凝蒸发器的第二放热通道；在所述冷凝蒸发器中进行热交换，所述制冷剂吸热膨胀成低温低压气态制冷剂重新进入到所述压缩机中；而所述膨胀工质放热被冷凝成低温低压液态的膨胀工质，进入到所述液压泵加压；

所述启动系统设置于所述制冷压缩机的高压气体出口处，用于提供启动冷源，冷却所述制冷压缩机出来的高温高压气态的制冷剂，并且在所述第一吸热通道内的液态膨胀工质达到一定量时，所述启动系统停止工作。

在本发明的发动机中，所述发动机还包括加热器，所述加热器包括第三放热通道以及第三吸热通道，所述第三放热通道接入热源；所述第三吸热通道连接与所述第五吸热通道和所述膨胀机之间，所述第三放热通道与所述第三吸热通道进行热交换，所述第三吸热通道内的膨胀工质吸热。

在本发明的发动机中，所述制冷剂和膨胀工质为两种具有不同沸点的工质；所述制冷剂为汽化潜热大、沸点比膨胀工质低的工质，所述膨胀工质为汽化潜热小、沸点比所述制冷工质高。

在本发明的发动机中，所述发动机还包括连接在所述回热交换器与所述制冷压缩机之间的启动冷却蒸发器；

所述启动冷却蒸发器包括与所述制冷压缩机和第一放热通道连通的第四放热通道、以及与所述启动系统连通的第四吸热通道。

在本发明的发动机中，所述启动系统包括启动压缩机、冷凝器、启动干燥过滤器以及启动节流器；

所述压缩机、冷凝器、启动干燥过滤器、启动节流器以及第四吸热通道依次连接形成密闭启动制冷回路，所述启动制冷回路中填充有启动降温冷媒；

或者，所述启动系统为连接所述第四吸热通道的液氮供给系统。

在本发明的发动机中，所述汽化膨胀装置包括依次连接在所述第一放热通道和第二吸热通道之间的干燥过滤器和节流器；

或者，所述汽化膨胀装置包括连接在所述第一放热通道和第二吸热通道之间的透平膨胀机、以及连接在所述第二吸热通道和所述制冷压缩机之间由所述透平膨胀机同轴带动的透平压缩机。

在本发明的发动机中，所述膨胀机的进气口设有用于控制所述膨胀工质进入所述膨胀机的末级启动阀。

本发明还提供一种发动机供热回热方法，包括以下步骤：

S1：制冷压缩机压缩制冷剂，产生高压气态制冷剂；

S2：在启动状态时，所述高压气态制冷剂与启动系统产生的冷源进行热交换；当低温液态膨胀工质到达一定量后，停止所述启动系统；

S3：步骤S2启动停止后，所述高压气态制冷剂由所述低温液态膨胀工质来冷却，在回热交换器中所述的膨胀工质与所述的制冷剂热交换实现双作用，使所述的膨胀工质与所述的制冷剂的温度及能量交换，在热交换后，所述高压气态制冷剂冷凝成为低温高压液态制冷剂或冷却成低温高压气态制冷剂，而所述低温液态膨胀工质吸热成过热液态膨胀工质；由于所述的制冷剂的热量来自膨胀机做功后排出的膨胀工质余热，在所述的回热交换器中再传给了所述的膨胀工质进行再循环利用，达到回热目的；

S4：步骤S3形成的膨胀工质进入到空气或水加热器中，在空气或水加热器中膨胀工质在空气或水中吸取热量，使膨胀工质的能量增大；

S5：在冷凝蒸发器中，所述低温高压气态制冷剂经节流后或膨胀机膨胀后，在所述的冷凝蒸发器中吸热膨胀成低温低压气态制冷剂，进入到所述制冷压缩机或进入透平膨胀机中的透平增压机再进入压缩机中进行循环压缩制冷；而低温低压气态的膨胀工质放热，被冷凝成低温低压液态膨胀工质，然后通过液压泵加压形成低温高压液态膨胀工质，进入到所述回热交换器中进行回热循环。

在本发明的方法中，当膨胀工质在空气或水中吸取的热量不能推动膨胀机输出功率时，该方法还包括，S6：步骤S4形成的膨胀工质进入到加热器中，进行加热形成高温高压气态膨胀工质，然后进入到膨胀机中进行膨胀做功。

本发明的方法的所述步骤S6中，所述加热器的热源为废气余热、煤或油及燃气燃烧的热源。

实施本发明具有以下有益效果：将膨胀机排出的膨胀工质与制冷机排出的低温制冷剂通过热交换器热交换，使膨胀工质的潜热被低温制冷剂吸收而液化，而制冷剂吸收膨胀工质的蒸汽潜热后汽化膨胀变成潜热，再由压缩机将制冷剂压缩升温并送入回热交换器中，已液化的膨胀工质通过液压泵增压后也压入回热交换器中，在回热交换器中膨胀工质与制冷剂热交换实现双作用，使膨胀工质与制冷剂的温度及能量交换，即制冷剂的高温热量又传回给膨胀工质，使膨胀工质的温度上升，进行再循环利用，达到无排废的目的。已传热给膨胀工质的制冷剂温度降低，降温后的制冷剂又可通过节流膨胀或膨胀机膨胀来制冷了。

另外，回热交换器和冷凝器中采用逆流方式热交换；而且由于本发明的发动机的工作温度低可通过热交换器在空气或水中获取一定的能量来做功，被提出能量的空气或水温度降低可用来做降温空调使用，从而达到有低温冷气和无排热及从水或空气获得能量。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的发动机的一个具体实施例的结构原理示意图；

图2是本发明的发动机的第二个具体实施例的结构原理示意图。

具体实施方式

如图1所示，是本发明的一个具体实施例，该发动机包括制冷压缩机1、制冷剂2、油、气分离器3、启动冷却蒸发器4、回热交换器5、干燥过滤器6、节流器7、冷凝蒸发器8、启动系统、空气或水加热器10、加热器11、膨胀机12、膨胀工质13、液压泵14、末级启动阀16以及连接通道等。

该启动系统包括启动压缩机9a、启动降温冷媒9b、油、气分离器9c、油回流管9d、冷凝器9e，冷凝器的进水接口9f和冷凝器的出水接口9g、干燥过滤器9h以及节流器9i；其组成一个完整的制冷回路，为发动机的启动提供启动冷源。启动工作时，分三步进行，第一步：首先开启启动压缩机9a，将启动降温冷媒9b压缩为高温高压气体送入油、气分离器9c，分离出来的油经回油管9d回到启动压缩机9a的低压进口(防止润滑油进入蒸发器影响散热效果)，分离出的高温高压启动降温冷媒9b进入冷凝器9e，冷凝器9e的另一组是冷却水(也可采用空气冷却器)，冷却水从9g进入9f流出，高温高压的冷媒9b放热，而冷却水吸热，放热后的冷媒9b冷凝成液体，液态冷媒经干燥过滤器9h和节流器9i进入启动冷却蒸发器4；在冷却蒸发器4内，液态冷媒9b吸热气化膨胀，对另一路的高温高压制冷剂2进行降温。

第二步，启动系统运行后(例如4分钟左右)，再启动制冷压缩机1，将制冷剂2压缩为高压气体送入油、气分离器3，分离出来的油经回油管3a回到制冷压缩机1的低压进口(防止润滑油进入蒸发器影响散热效果)，分离出的高压气体进入启动冷却蒸发器4的第四放热通道41内，启动冷却蒸发器4的另一组通道(为第四吸热通道42)是节流器9i进入的启动降温冷媒9b，高温高压的制冷剂2(放热)和启动降温冷媒9b(吸热)热交换后冷凝成液体，液态制冷剂2经回热交换器5(启动时制冷剂2在回热交换器5内不进行热交换或仅进行小量的热交换)、干燥过滤器6和节流器7，进入冷凝蒸发器8的第二吸热通道81汽化吸热膨胀后再回到制冷压缩机1的低压进口。

启动时因回热交换器的另一组还没有低温液态膨胀工质，制冷剂2在回热交换器5内不进行热交换或仅进行小量的热交换，当整个系统都启动并正常运行时，回热交换器的另一组就有低温液态膨胀工质流过，此时就可停止启动制冷压缩机1的整个启动系统，高温高压的制冷剂2在回热交换器5中由流过的低温液态膨胀工质来冷凝液化，此后启动冷却蒸发器4只作通道使用，或增加旁路阀将启动冷却蒸发器4短路。

第三步，在发动机还没启动前，膨胀机进、出口两边原有的液态膨胀工质13受外界温度的加热会汽化成高压气体，使膨胀机进、出口的压力接近或相同不能工作，启动时冷凝蒸发器8的另一组为第二放热通道82，其内是膨胀工质13，与另一组来自节流器7的制冷剂2在冷凝蒸发器8内与制冷剂进行热交换，使膨胀工质13(放热)冷凝成液态膨胀工质13，膨胀工质冷凝后压力就会降低，膨胀机的进、出口就会产生压差，当压差达到一定值时，打开末级启动阀16使高压气态膨胀工质进入膨胀机膨胀做功，末级启动阀16也是停机制动阀，当发动机要停止工作时关闭此阀；经冷凝器8冷凝的液态膨胀工质13经液压泵14加压压入回热交换器5的第一吸热通道51进行回热，液态膨胀工质13是低温高压液体，其与回热交换器5的第一放热通道52中的高温高压气态制冷剂2(启动时是液态)热交换后，膨胀工质吸热温度回升，制冷剂2的温度会降低，随着液态膨胀工质增多，当液态膨胀工质达到一定数量后启动系统停止工作。

从回热交换器5中出来的膨胀工质进入空气或水加热器10的第五吸热通道102再热，放热通道101的10b是冷却水进口，10a是冷却水出口，引入热源加热第五吸热通道102内的膨胀工质，放热通道101出来的冷水用作冷气空调，从水(空气)加热器10出来的膨胀工质进入加热器11的第三吸热通道112，加热器中第三放热通道111的热源是任何可以加热的热源如废气余热、煤或油等燃烧产生的热，经加热后的膨胀工质形成高温高压的气体进入膨胀机膨胀做功产生动力，反复循环。当膨胀工质在空气或水中吸取的热量就能推动膨胀机输出功率时，可不使用加热器加热了，由空气或水加热的膨胀工质直接进入膨胀机做功。

在本实施例中，制冷剂和膨胀工质为两种具有不同沸点的工质。制冷剂的作用是用于产生冷气和热能，选用汽化潜热大沸点比膨胀工质低的做制冷剂，而膨胀工质的作用是吸收压缩产生的热能和加热补充的热能来膨胀做功，选用汽化潜热小沸点比制冷工质大的做膨胀工质。

相同的制冷剂在不同的工作温度制冷效率都不相同，不相同的制冷剂制冷效率就更不同了，工作温度越接近临界温度，制冷效率就越差。而膨胀则相反，工作温度越接近临界温度膨胀效率就越高，采用两种工质可选择制冷效果好的做制冷剂，膨胀效率高的做膨胀工质，如R717在常温级段的制冷效率最好，而R125在常温级段的膨胀效率比R717好，通常在相同的温度压力越高者膨胀效率就越好。以40℃相比，R717制冷剂40℃时的压力是1.5554Pa，而R125在40℃时的压力是2.0079Pa，特别是R125在66.02℃时就是临界温度了，工作温度只要超过66.02℃就是超临界温度了，工作在超临界温度状态比非临界状态的膨胀效率高。

如图2所示，是本发明的发动机另一个实施例的原理图；与图1的区别在于图1是采用节流器7节流膨胀降温的，图2是采用增压透平膨胀机15膨胀降温的。启动系统可以采用图1所示9a至9i的制冷装置也可采用液氮来降温启动，液氮从启动冷却蒸发器4的启动降温介质入口4a进入，从启动降温介质出口4b出来，当机器正常运行后就不再输入液氮来降温了；当然，采用液氮降温的方法也可以使用到图1的实施例中。图2与图1的工作原理区别是图2从回热交换器5出来的制冷剂不是液态而是气态，被降温的气态高压制冷剂进入增压透平膨胀机15的透平膨胀机15a膨胀降温，同时输出的轴功带动同轴的增压透平压缩机15b，从透平膨胀机15a出来的冷气进入冷凝蒸发器8，与冷凝蒸发器8的另一组膨胀工质13在冷凝蒸发器8内进行热交换，使膨胀工质冷凝成液态，热交换后的制冷剂被增压透平压缩机15b吸入进行增压压缩，增压后的制冷剂进入制冷压缩机1的进气口，再压缩的制冷剂进入油、气分离器3、启动冷却蒸发器4、回热交换器5降温反复循环，动力输出部分与图1完全相同不再描述。

值得说明，本发明发动机虽然没有排气损失(可能是世界上唯一没有对外排热气的发动机)，并且还可从水或空气中吸收些能量来，这都是消耗机械功换来的，因此其热效率也不高，并且结构复杂造价高，对于品位较高的废气能源(别的废气发动机能使用的能源)就没有什么价值，对品位较低难于利用的低品能源还是有一定的价值。而对于要钱的能源如煤、油燃料燃烧直接用推动发动机的热能则有较大的价值，因为本发明发动机的效率虽然不高，但是它的能量分要钱的和不要钱的，只有少部分是要钱的燃料燃烧来产生的，而大部分是不要钱的来自压缩机的回热(实际效率中已减去制冷所消耗的机械功)和空气或水的热量，因此其经济与实际效率大不相同。实际热效率＝实际输出功率÷总热量×100％

而：经济热效率＝实际输出功率÷要钱的热量×100％

如：它的总热量是50％回热，10％的空气或水的热量，40％是要钱的能量，实际热效率是25％；

因此它的经济热效率＝25％÷40％×100％＝62.5％

如水(或空气)的热量增加到20％，是要钱的能量只有30％；

那么经济热效率就会是：25％÷30％×100％＝83.3％

由此可见如何提高空气或水的能量利用率是提高本发明发动机热效率的关键。一种新型动力不可能在短时就做到最佳效果，蒸汽机问事时的效率才7％，通过上百年研究和发展到现在的蒸汽轮机效率接近40％。特别是本发明发动机没有热气排放，不会产生大气变暖，相反本发动机在空气吸取了部份热量使大气温度降低，可克服大气变暖，再则经济热效率高，是很有价值的新型发动机。

废气余热是有限的，大多的场合是要钱燃料产生的热量，本发明经济热效率高可适用大量场合。

Claims (10)

1、一种低温型发动机，其特征在于，包括制冷压缩机、回热交换器、汽化膨胀装置、冷凝蒸发器、空气或水加热器、膨胀机、液压泵以及启动系统；

所述回热交换器包括第一放热通道以及第一吸热通道；

所述冷凝蒸发器包括第二放热通道以及第二吸热通道；

所述的空气或水加热器包括第五放热通道以及第五吸热通道，所述第五放热通道接入空气或水；

所述制冷压缩机、第一放热通道、汽化膨胀装置、第二吸热通道依次连接形成密闭制冷回路，所述制冷回路中填充有制冷剂；

所述膨胀机、第二放热通道、液压泵、第一吸热通道、第五吸热通道依次连接形成密闭做功回路，所述做功回路中填充有膨胀工质；

所述制冷剂由制冷压缩机压缩成高压气态制冷剂，进入到所述第一放热通道内与所述第一吸热通道内的低温液态膨胀工质进行热交换，在热交换后，所述高压气态制冷剂冷凝成为低温高压液态制冷剂，而所述低温液态膨胀工质吸热并经过空气或水加加热器以及加热器再加热后汽化形成气态膨胀工质；

所述低温高压液态制冷剂经所述汽化膨胀装置后，进入所述的冷凝蒸发器的第二吸热通道，而所述气态膨胀工质在所述膨胀机中做功后，进入所述冷凝蒸发器的第二放热通道；在所述冷凝蒸发器中进行热交换，所述制冷剂吸热膨胀成低温低压气态制冷剂重新进入到所述压缩机中；而所述膨胀工质放热被冷凝成低温低压液态的膨胀工质，进入到所述液压泵加压；

所述启动系统设置于所述制冷压缩机的高压气体出口处，用于提供启动冷源，冷却所述制冷压缩机出来的高温高压气态的制冷剂，并且在所述第一吸热通道内的液态膨胀工质达到一定量时，所述启动系统停止工作。

2、根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括加热器，所述加热器包括第三放热通道以及第三吸热通道，所述第三放热通道接入热源；所述第三吸热通道连接与所述第五吸热通道和所述膨胀机之间，所述第三放热通道与所述第三吸热通道进行热交换，所述第三吸热通道内的膨胀工质吸热。

3、根据权利要求2所述的发动机，其特征在于，所述制冷剂和膨胀工质为两种具有不同沸点的工质；所述制冷剂为汽化潜热大、沸点比膨胀工质低的工质，所述膨胀工质为汽化潜热小、沸点比所述制冷工质高。

4、根据权利要求1、2或3所述的发动机，其特征在于，所述发动机还包括连接在所述回热交换器与所述制冷压缩机之间的启动冷却蒸发器；

所述启动冷却蒸发器包括与所述制冷压缩机和第一放热通道连通的第四放热通道、以及与所述启动系统连通的第四吸热通道。

5、根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述启动系统包括启动压缩机、冷凝器、启动干燥过滤器以及启动节流器；

所述压缩机、冷凝器、启动干燥过滤器、启动节流器以及第四吸热通道依次连接形成密闭启动制冷回路，所述启动制冷回路中填充有启动降温冷媒；

或者，所述启动系统为连接所述第四吸热通道的液氮供给系统。

6、根据权利要求4所述的发动机，其特征在于，所述汽化膨胀装置包括依次连接在所述第一放热通道和第二吸热通道之间的干燥过滤器和节流器；

或者，所述汽化膨胀装置包括连接在所述第一放热通道和第二吸热通道之间的透平膨胀机、以及连接在所述第二吸热通道和所述制冷压缩机之间由所述透平膨胀机同轴带动的透平压缩机。

7、根据权利要求1所述的发动机，其特征在于，所述膨胀机的进气口设有用于控制所述膨胀工质进入所述膨胀机的末级启动阀。

8、一种发动机供热回热方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：制冷压缩机压缩制冷剂，产生高压气态制冷剂；

S2：在启动状态时，所述高压气态制冷剂与启动系统产生的冷源进行热交换；当低温液态膨胀工质到达一定量后，停止所述启动系统；

S3：步骤S2启动停止后，所述高压气态制冷剂由所述低温液态膨胀工质来冷却，在回热交换器中所述的膨胀工质与所述的制冷剂热交换实现双作用，使所述的膨胀工质与所述的制冷剂的温度及能量交换，在热交换后，所述高压气态制冷剂冷凝成为低温高压液态制冷剂或冷却成低温高压气态制冷剂，而所述低温液态膨胀工质吸热成过热液态膨胀工质；

S4：步骤S3形成的膨胀工质进入到空气或水加热器中，在空气或水加热器中膨胀工质在空气或水中吸取热量，使膨胀工质的能量增大；

S5：在冷凝蒸发器中，所述低温高压气态制冷剂经节流后或膨胀机膨胀后，在所述的冷凝蒸发器中吸热膨胀成低温低压气态制冷剂，进入到所述制冷压缩机或进入透平膨胀机中的透平增压机再进入压缩机中进行循环压缩制冷；而低温低压气态的膨胀工质放热，被冷凝成低温低压液态膨胀工质，然后通过液压泵加压形成低温高压液态膨胀工质，进入到所述回热交换器中进行回热循环。

9、根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当膨胀工质在空气或水中吸取的热量不能推动膨胀机输出功率时，该方法还包括，S6：步骤S4形成的膨胀工质进入到加热器中，进行加热形成高温高压气态膨胀工质，然后进入到膨胀机中进行膨胀做功。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述步骤S6中，所述加热器的热源为废气余热、煤或油及燃气燃烧的热源。

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