CN102071980A - 一种利用工质相变循环的发动机的冷热源供热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种利用工质相变循环的发动机的冷热源供热装置，包括高温热源，低温热源，第一带活塞的发动机气缸，第二带活塞的发动机气缸，第一换热器，第二换热器，第一换向控制阀，第二换向控制阀，曲柄连杆系统。本发明具有结构设计合理、自动完成两气缸供热放热的切换、成本低、结构简易、工作效率高的特点。

Description

一种利用工质相变循环的发动机的冷热源供热装置
技术领域
本发明涉及一种利用工质相变循环的发动机的冷热源供热装置，用在工质相变循环的蒸气压缩式热力发动机上，向工质相变循环的蒸气压缩式热力发动机提供热量。
背景技术
目前，石油储藏量有限且价格上涨，以石油为燃料燃烧对环境产生较大的污染。而传统的发动机都以石油为燃料，具有成本高，污染严重，不够环保的缺点。太阳能及工业余热以及任何燃料燃烧产生的热能来工作，没有废气排放，因而热相变发电技术正在成为能源动力研究领域里的新兴技术，极具发展潜力和应用前景，在工质相变循环的蒸气压缩式热力发动机中，以冷热源为动力，必须有一套供热装置，如何设计一套成本低、结构简易、工作效率高的传热装置势在必行。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供了一种利用工质相变循环的发动机的冷热源供热装置本发明具有结构设计合理、自动完成两气缸供热放热的切换、成本低、结构简易、工作效率高的特点。
为达到上述的目的，本发明采用如下技术方案，
一种利用工质相变循环的发动机的冷热源供热装置，包括高温热源，低温热源，第一带活塞的发动机气缸，第二带活塞的发动机气缸，第一换热器，第二换热器，第一换向控制阀，第二换向控制阀，曲柄连杆系统；其中高温热源通过管路与第一换向控制阀连接；低温热源通过管路与第二换向控制阀连接；第一换向控制阀通过管路分别与第一换热器和第二换热器相连，第二换向控制阀通过管路也分别与第一换热器和第二换热器相连；第一换热器与第一带活塞的发动机气缸相连；第二换热器与第二带活塞的发动机气缸相连；第一换向控制阀和第二换向控制阀与曲柄连杆系统之间通过信号传输；曲柄连杆系统分别与第一带活塞的发动机气缸，第二带活塞的发动机气缸固连。
所述的曲柄连杆系统包括曲轴和正时齿轮，曲轴上设有1个正时齿轮；其中第一换向控制阀，第二换向控制阀分别与正时齿轮进行信号传输；曲柄连杆系统的曲轴与第一带活塞的发动机气缸中的第一活塞5，第二带活塞的发动机气缸中的第二活塞相连。
所述的第一换向控制阀，第二换向控制阀为2位4通换向控制阀，其信号采用机械凸轮机构或电磁阀换向。
所述的第一带活塞的发动机气缸，第二带活塞的发动机气缸内充满制冷剂工质，用2只2位4通的第一换向控制阀、第二换向控制阀控制高温热源和低温热源的传热路径，使第一换热器，第二换热器轮流交替对第一带活塞的发动机气缸，第二带活塞的发动机气缸进行供热和放热，自动完成一个工作循环。
所述的工质采用液态氨或其它制冷剂。
本发明的有益效果是：本发明通过从正时齿轮自动取得活塞上止点信号，通过电磁换向阀自动切换2只气缸的供热和放热，且具有结构设计合理、高效节能、成本低、结构简易的特点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例所指的一种利用工质相变循环的发动机的冷热源供热装置，包括高温热源1，低温热源2，第一带活塞的发动机气缸13，第二带活塞的发动机气缸23，第一换热器12，第二换热器22，第一换向控制阀11，第二换向控制阀21，曲柄连杆系统3；其中高温热源1通过管路与第一换向控制阀11连接；低温热源2通过管路与第二换向控制阀21连接；第一换向控制阀11通过管路分别与第一换热器12和第二换热器22相连，第二换向控制阀21通过管路也分别与第一换热器12和第二换热器22相连；第一换向控制阀11，第二换向控制阀21为2位4通电磁阀。第一换热器12与第一带活塞的发动机气缸13相连；第二换热器22与第二带活塞的发动机气缸23相连。曲柄连杆系统3包括曲轴7，曲轴7上设有1个正时齿轮4；其中第一换向控制阀11，第二换向控制阀21分别与正时齿轮4进行信号传输；曲柄连杆系统3的曲轴7与第一带活塞的发动机气缸13中的第一活塞5，第二带活塞的发动机气缸23中的第二活塞6相连。
第一带活塞的发动机气缸13，第二带活塞的发动机气缸23内充满制冷剂工质，本实施例采用的工质为液态氨；用2只2位4通的第一换向控制阀11，第二换向控制阀21控制高温热源1，低温热源2的传热路径，使第一换热器12，第二换热器22轮流交替对第一带活塞的发动机气缸13，第二带活塞的发动机气缸23进行供热和放热，自动完成一个工作循环。
本实施例的发动机完成供热冲程和放热冲程这两个过程，在所述的供热和放热冲程冲程中，当第一带活塞的发动机气缸13内的第一活塞5到达上止点前一个供热提前角，第二带活塞的发动机气缸23内的第二活塞6到达下止点前一个放热提前角时，上止点和下止点是曲柄连杆系统3运动时的活塞到达的最高点和最低点，通过正时齿轮4的位置确定，上止点和下止点是现有技术，是本行业专用术语。正时齿轮4自动获取活塞上的信号，并传输给第一换向控制阀11和第二换向控制阀21，此时高温热源1通过第一换热器12向第一带活塞的发动机气缸13内制冷剂供热，工质从高温热源1吸收热量后由液态变成气态，体积膨胀推动第一带活塞的发动机气缸13内的第一活塞5作功；第二带活塞的发动机气缸23内的工质通过第二换热器22向低温热源2放热，工质体积收缩，由气态变回液态，推动第二带活塞的发动机气缸23内的第二活塞6做功。当第一带活塞的发动机气缸13内的第一活塞5从上止点运动到下止点，第二带活塞的发动机气缸23内的第二活塞6从下止点运动到上止点时，曲柄连杆系统3上的曲轴7转动180度，正时齿轮4自动获取此信号传输给第一换向控制阀11，第二换向控制阀21，导致第一换向控制阀11，第二换向控制阀21换向，此时高温热源1通过第二换热器22向第二带活塞的发动机气缸23供热，第一带活塞的发动机气缸13通过第一换热器12向低温热源2放热。使第一换热器12，第二换热器22轮流交替对第一带活塞的发动机气缸13，第二带活塞的发动机气缸23进行供热和放热；自动完成一个工作循环。
本实施例的以工质相变循环的蒸气压缩式热力发动机的冷热源供热装置自动完成两气缸供热放热的切换，双向的作用提高了热机效率，可采用太阳能、工业余热以及任何燃料燃烧产生的低品位的热能驱动，有利于提高能源利用效率；具有成本低，结构简易、工作效率高的优点。

Claims (5)

1.一种利用工质相变循环的发动机的冷热源供热装置，其特征在于：包括高温热源(1)，低温热源(2)，第一带活塞的发动机气缸(13)，第二带活塞的发动机气缸(23)，第一换热器(12)，第二换热器(22)，第一换向控制阀(11)，第二换向控制阀(21)，曲柄连杆系统(3)；其中高温热源(1)通过管路与第一换向控制阀(11)连接；低温热源(2)通过管路与第二换向控制阀(21)连接；第一换向控制阀(11)通过管路分别与第一换热器(12)和第二换热器(22)相连，第二换向控制阀(21)通过管路也分别与第一换热器(12)和第二换热器(22)相连；第一换热器(12)与第一带活塞的发动机气缸(13)相连；第二换热器(22)与第二带活塞的发动机气缸(23)相连；第一换向控制阀(11)和第二换向控制阀(21)与曲柄连杆系统(3)之间通过信号传输；曲柄连杆系统(3)分别与第一带活塞的发动机气缸(13)，第二带活塞的发动机气缸(23)固连。
2.如权利要求1所述的一种利用工质相变循环的发动机的冷热源供热装置，其特征在于：所述的曲柄连杆系统(3)包括曲轴(7)和正时齿轮(4)，曲轴(7)上设有1个正时齿轮(4)；其中第一换向控制阀(11)，第二换向控制阀(21)分别与正时齿轮(4)进行信号传输；曲柄连杆系统(3)的曲轴(7)与第一带活塞的发动机气缸(13)中的第一活塞(5)，第二带活塞的发动机气缸(23)中的第二活塞(6)相连。
3.如权利要求1所述的一种利用工质相变循环的发动机的冷热源供热装置，其特征在于：所述的第一换向控制阀(11)，第二换向控制阀(21)为2位4通换向控制阀，其信号采用机械凸轮机构或电磁阀换向。
4.如权利要求1所述的一种利用工质相变循环的发动机的冷热源供热装置，其特征在于：所述的第一带活塞的发动机气缸(13)，第二带活塞的发动机气缸(23)内充满制冷剂工质，用2只2位4通的第一换向控制阀(11)，第二换向控制阀(21)控制高温热源1，低温热源2的传热路径，使第二换热器(22)，使第一换热器(12)，第二换热器(22)轮流交替对第一带活塞的发动机气缸(13)，第二带活塞的发动机气缸(23)进行供热和放热，自动完成一个工作循环。
5.如权利要求4所述的一种利用工质相变循环的发动机的冷热源供热装置，其特征在于：所述的工质采用液态氨。
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