CN103673380B - 吸收传递低温热源热量的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
吸收传递低温热源热量的方法及装置，属于能量收集传递技术。本发明包括容器、中心轴管、隔墙、吸热器和散热器，容器由横向截面成圆形的两个壳体内外设置构成，两壳体间的空腔为容器容腔，壳体上端截面直径大于下端；吸热器和散热器都为一端封闭的圆柱形筒体，分别连接在容器外壳体上、下两端中心；中心轴管两端穿过内壳体两端内部中心，分别伸入吸热器和散热器内腔，中心轴管内腔、容器容腔以及吸热器和散热器的内腔连通并组成密闭内腔，密闭内腔中装满制冷剂；容器由套装于吸热器和散热器的轴承支撑容置于隔墙空腔，端部伸出隔墙外；容器旋转产生离心力，上端中心形成低温低压制冷剂通过吸热器吸热，四周形成高温高压制冷剂，流动到散热器散热。
Description
技术领域
本发明属于能量收集传递技术领域，尤其与一种吸收传递低温热源热量的方法及装置有关。
背景技术
在现有的热力学理论中，处于孤立系统中两物体通过热传递的方式最终能达到两物体的等温平衡，并且认为热量只能自发的从温度较高的物体向温度较低的物体传递，而不能自发的从温度较低的物体传递到温度较高的物体。但是一般热能利用的过程就是将高温转化为低温释放能量的过程，为使温度较低的物体中所具有的热量能得到利用，就需要将低温物体具有的热量传递到温度较高的物体；现有空调装置是一种将低温热源热量传递到温度较高的物体的装置，但是其热量传递过程需要消耗大量能量，不适于作为一个能量转化收集利用装置。
发明内容
本发明的目的旨在克服转化温度较低物体具有的热量为可利用能量是需要消耗较多能量或更多能量的缺陷，提供能微动力实现吸收传递低温热源热量的方法及利用该方法实现吸收传递低温热源热量的装置。
为此，本发明采用以下技术方案：吸收传递低温热源热量的方法，其特征是：使用一容器带动容器内的制冷剂作圆周运动，并利用运动惯性和微动力维持制冷剂的圆周运动，通过离心力的作用，使容器中心的制冷剂向四周流动，产生中心与四周的压强差；中心处的制冷剂压强减小，制冷剂汽化，吸收汽化潜热，四周的制冷剂压强增大，气相的制冷剂液化，释放液化潜热；通过管路将液相的制冷剂向中心处补充流动；在制冷剂的离心流动和补充流动中实现制冷剂汽化和液化的动态平衡，利用潜热释放和吸收的循环而形成非惯性体系中的制冷剂动态温差平衡，吸收传递低温热源热量。
在理想状态下，运动惯性能维持容器作匀速圆周运动。
本发明方法可以应用于制冷制热等空调设备中，也可应用于将低温热源的热量吸收传递后加以利用的领域。
一种吸收传递低温热源热量的装置，其特征是，所述的装置包括容器、中心轴管、隔墙、吸热器和散热器，容器由横向截面成圆形的两个壳体内外设置构成，两个壳体之间的空腔为容器容腔，容器壳体上端截面直径大于下端直径，吸热器和散热器都为一端封闭的圆柱形筒体，吸热器和散热器分别连接在容器外壳体上、下两端中心，吸热器和散热器的圆柱形筒体内腔与所述的容器容腔连通，中心轴管两端在内壳体两端内部中心穿过，分别伸入吸热器和散热器的圆柱形筒体内腔，中心轴管内腔、容器容腔以及吸热器和散热器的圆柱形筒体内腔连通并组成密闭内腔，密闭内腔中装满制冷剂；隔墙中设置容置所述容器的空腔，容器由套装于吸热器和散热器上的轴承安装支撑容置于隔墙的空腔中，吸热器和散热器端部伸出于隔墙外空间；容器的壳体材料为热的不良导体，吸热器和散热器的材料为热的良导体。
该动态装置使用时，吸热器与低温热源连接，散热器与能量利用装置连接，容器在轴承支撑下做惯性匀速转动，容器容腔中的制冷剂产生离心力，使容器容腔上端的制冷剂从中心向四周流动，中心处制冷剂压强减小，低压制冷剂汽化成为气相，需要吸收汽化潜热，容器容腔上端中心处的制冷剂从吸热器补充，吸热器就会从低温热源吸收热量；四周的制冷剂压强增大，高压制冷剂为液相，需要释放液化潜热，通过中心轴管向吸热器内腔补充制冷剂，中心轴管又从散热器补充制冷剂，容器容腔上端四周的高压制冷剂流入容腔下端后补充入散热器，将高温热量带入散热器释放，高温高压的液相制冷剂释放热量后，在空心管中转化为下为液相、上为气相的混合制冷剂，在容器容腔上端形成基本稳定的气相制冷剂和液相制冷剂分界面。通过制冷剂的离心流动和补充流动，实现制冷剂汽化和液化动态平衡，伴随着潜热的释放和吸收的循环；利用潜热释放和吸收循环，在作圆周运动的容器非惯性体系中形成制冷剂动态温差平衡。散热器释放的热量由能量利用装置吸收利用，吸收传递低温热源热量。
只要轴承精度足够高，就能使轴承的摩擦阻力非常小，那么维持容器的匀速转动所要消耗的能量非常小，能实现微动力(理想状态甚至能达到无动力)维持，则能使吸收低温热源热量转化的能量远比需要消耗的能量大。
作为对上述动态装置的完善，本发明装置还包括下述技术特征。
所述的容器容腔中设置有隔片，保证容腔中的制冷剂更好的随同容器运动。
所述的容器壳体成倒置圆锥体形，实现容器上端直径大于下端直径。
使用本发明可以达到以下有益效果：通过容器惯性匀速旋转产生的离心力将制冷剂在低温低压气相制冷剂和高温高压液相制冷剂之间转换，形成从低温热源吸收热量和在高温端释放热量的过程，转换为可利用的能量，实现有效利用低温热源的热量；在高温转低温的热能利用过程中又能实现能量的循环，保证了低温热源的热量用之不竭，解决了能源资源的枯竭问题和人类利用能源过程中产生的环保问题。
附图说明：
图1是本发明的原理示意图。
图2是图1的A-A剖视图。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明包括容器3、中心轴管4、隔墙2、吸热器1和散热器6，容器由成倒置圆锥体形的两个壳体内外设置构成，两个壳体之间的空腔为容器容腔，容器外壳上端截面直径大于下端直径，容腔中设置四个隔片7，吸热器1和散热器6都为一端封闭的圆柱形筒体，吸热器和散热器分别连接在容器上、下两端中心，吸热器1和散热器6的圆柱形筒体内腔与容器的容腔连通，中心轴管4两端在内壳体两端内部中心穿过，分别伸入吸热器和散热器的圆柱形筒体内腔，中心轴管内腔、容器容腔以及吸热器和散热器的圆柱形筒体内腔连通并组成密闭内腔，密闭内腔中装满制冷剂；隔墙中设置容置所述容器的空腔，容器由套装于吸热器和散热器上的轴承5安装支撑容置于隔墙的空腔中，吸热器1和散热器6端部伸出于隔墙外空间；容器3的壳体材料为热的不良导体，吸热器1和散热器6的材料为热的良导体。
吸热器与低温热源连接，散热器与能量利用装置连接，容器在轴承支撑下做惯性转动，容器容腔中的制冷剂产生离心力，使容器容腔上端的制冷剂从中心向四周流动，中心处制冷剂压强减小，低压制冷剂汽化成为气相，需要吸收汽化潜热，容器容腔上端中心处的制冷剂从吸热器补充，吸热器就会从低温热源吸收热量，四周的制冷剂压强增大，高压制冷剂为液相，需要释放液化潜热，通过中心轴管向吸热器内腔补充制冷剂，中心轴管又从散热器补充制冷剂，容器容腔上端四周的高压制冷剂流入容腔下端后补充入散热器，将高温热量带入散热器释放，由能量利用装置吸收利用。
在空调装置中，空调系统可以利用上述方法和装置实现温度的调节，无需使用压缩机等需要消耗大量能量的机构，可以使用上述方法将吸收的热量转化为可利用的能量来驱动容器带同制冷剂运动，实现节约能源的目的。
Claims (4)
1.吸收传递低温热源热量的方法，其特征在于：使用一容器带动容器内的制冷剂作圆周运动，并利用运动惯性和微动力维持制冷剂的圆周运动，通过离心力的作用，使容器中心的制冷剂向四周流动，产生中心与四周的压强差；中心处的制冷剂压强减小，制冷剂汽化，吸收汽化潜热，四周的制冷剂压强增大，气相的制冷剂液化，释放液化潜热；通过管路将液相的制冷剂向中心处补充流动；在制冷剂的离心流动和补充流动中实现制冷剂汽化和液化的动态平衡，利用潜热释放和吸收的循环而形成非惯性体系中的制冷剂动态温差平衡，吸收传递低温热源热量。
2.一种吸收传递低温热源热量的装置，其特征在于：所述的装置包括容器(3)、中心轴管(4)、隔墙(2)、吸热器(1)和散热器(6)，容器(3)由横向截面成圆形的两个壳体内外设置构成，两个壳体之间的空腔为容器容腔，容器壳体上端截面直径大于下端直径，吸热器(1)和散热器(6)都为一端封闭的圆柱形筒体，吸热器(1)和散热器(6)分别连接在容器外壳体上、下两端中心，吸热器和散热器的圆柱形筒体内腔与所述的容腔连通，中心轴管(4)两端在内壳体两端内部中心穿过，分别伸入吸热器和散热器的圆柱形筒体内腔，中心轴管内腔、容器容腔以及吸热器和散热器的圆柱形筒体内腔连通并组成密闭内腔，密闭内腔中装满制冷剂；隔墙中设置容置所述容器的空腔，容器由套装于吸热器和散热器上的轴承(5)安装支撑容置于隔墙的空腔中，吸热器和散热器端部伸出于隔墙外空间；容器的壳体材料为热的不良导体，吸热器和散热器的材料为热的良导体。
3.根据权利要求2所述的一种吸收传递低温热源热量的装置，其特征在于：所述的容器容腔中设置有隔片(7)。
4.根据权利要求2或3所述的一种吸收传递低温热源热量的装置，其特征在于：所述的容器壳体成倒置圆锥体形。
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