CN220001490U - 热量交换装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种包括第一流体路径的热量交换装置，热量交换装置用于在第一流体路径中的第一流体和第一流体路径外部的第二流体之间交换热量，第一流体路径被分为第一通道和第二通道，其中，第一通道的至少一部分形成为第一热交换器的一部分，以用于使处于气态的第一流体在流经第一热交换器时释放热能，第二通道的至少一部分形成第二热交换器的一部分，以使得在其中流动的处于液态的第一流体吸收热能，其中，在热量交换装置运行时第一通道和第二通道被配置成具有不同的气压值，第一热交换器中设置有用于促进处于气态的第一流体在第一热交换器内螺旋流动的第一气体导流结构。该能量传输装置降低了能耗，节省了能源并提高了能源利用率。

Description

热量交换装置

技术领域

本申请涉及能量传输技术，尤其涉及热量交换装置。

背景技术

热水在人们的日常生活中具有广泛的用途，比如煮食、清洗等。一般来说，在把热水或者温水用于清洗的场景下，清洗完毕所排放的废水中仍含有大量热能。这些热能往往随着废水的排放而被浪费掉，造成了能源浪费。又比如在利用热水进行煮食时，一般需要把水加热至沸腾以将食物煮熟，或把水加热以产生水蒸气把食物蒸熟。然而，高温水蒸气在蒸煮过程中或者蒸煮之后一般都是排放至环境大气中，而煮食后的沸水也一般是作为废水被处理，或者自然冷却。蒸气中含有大量的热能，特别是液体蒸发时吸收的潜热，高达2250KJ/Kg。现实生活中，这些热能往往被浪费掉。一直以来，人们尝试采用各种方法回收和利用这些流失和浪费的能源。

美国专利号US1025400713B2公开了一种如图1所示的水蒸气煮食装置A41，其包括第一热交换器A6和第二热交换器A46。第一热交换器A6用于使液态工作流体A21(比如水)和水蒸气A53进行热交换，使得水蒸气A53放热冷凝而工作流体A21则吸收水蒸气A53冷凝时释放的潜热从而蒸发气化。第二热交换器A46则用于使气化的工作流体A21与含水液体A45进行热交换，具体来说，在第一热交换器A6中被气化的工作流体A21于第二热交换器A46内由于热交换而被液化并在此过程中释放潜热，从而加热含水液体A45并使其沸腾并产生水蒸气A53从而用于加热食物52。虽然该煮食装置能够通过热交换回收一部分热能，但是，其回收效率仍存在有以下问题。

具体来说，如图1所示：

1)在第一热交换器A6处的热交换中，首先，水蒸气A53中的很大一部分在热交换之后会凝结成水珠并依附于第一热交换器A6的翅片上或管道外壁。由于液态水珠并非热的良导体，因此会阻挡水蒸气A53与第一热交换器A6的翅片及管道外壁之间的热传导，从而减低了水蒸气A53与工作流体A21之间的热交换效率。

同时，在第一热交换器A6的管道内壁上也依附有由液态工作流体A21气化所形成的工作气体气泡。由于气体气泡也不是热的良导体，因此会阻挡液态工作流体A21与第一热交换器A6的管道内壁之间的热传导，从而减低了液态工作流体A21与水蒸气A53在第一热换器A6处的换热效率。

2)在第二热交换器A46处的热交换中，首先，气态的工作流体A21在热交换之后会在管道内凝结为液态，所生成的液体会依附于第二热换器A46的管道内壁。由于凝结在所述内壁的液态工作流体(例如，水)并非良好的热导体，因此会阻挡工作气体与第二热交换器A46的管道内壁的热传导，从而减低了工作气体A21与含水液体A45在第二热交换器A46处的热交换效率。

同时，当含水液体A45于第二热交换器A46内吸收工作流体A21的热量而气化时会形成水蒸气气泡，气泡会依附于第二热交换器A46的翅片表面及管道外壁。由于所述水蒸气气泡并非热的良导体，因此会阻挡含水液体A45与工作流体A21在第二熬交换器A46之间的热传导，因此减低了第二热交换器A46的换热效率。

由此可见，上述例子中热交换效率并不十分理想，存在着改进的空间。此外，第一热交换器A6、阀门A24、压缩器A22及第二热交换器A46通过管道连通成永久的封闭流路，且流路中只存在有水及水蒸气。当装置休息时，其温度会降温至室温，此时，封闭流路中的水蒸气会凝结成水，而封闭流路内的压力会降至近乎真空。这将导致形成封闭流路的各部分及其连接件在装置休息时需要长时间地承受来自大气的约1BAR压力。该压力容易损伤装置部件的可靠性和稳定性，提高了对出厂部件的性能要求，变相地增加了所述装置的造价。

基于以上原因，现有技术中存在着提高热量交换装置的热量交换效率以及提高装置的可靠性和稳定性的需求。

发明内容

本申请的目的在于提供一种热量交换装置，其能有效解决上述问题，显著提高能源回收效率，且能够降低大气压力对装置的损害，提高了装置的可靠性、稳定性和使用寿命，使用方便。

根据本申请的第一方面提供了一种包括第一流体路径的热量交换装置，所述热量交换装置用于在第一流体路径中的第一流体(35A,35B)和所述第一流体路径外部的第二流体(36A,36B)之间交换热量，所述第一流体路径被分为第一通道和第二通道，其中，所述第一通道的至少一部分形成为第一热交换器(21)的一部分，以用于使处于气态的所述第一流体(35B)在流经所述第一热交换器(21)时释放热能，所述第二通道的至少一部分形成第二热交换器(31)的一部分，以使得在其中流动的处于液态的所述第一流体(35A)吸收热能，其中，在所述热量交换装置运行时所述第一通道和所述第二通道被配置成具有不同的气压值，其中，所述第一流体路径处于热量交换工作状态时是密封的，其中，所述第一热交换器(21)中设置有用于促进处于气态的所述第一流体(35B)在所述第一热交换器(21)内螺旋流动的第一气体导流结构(219),其中，所述第二热交换器(31)中设置有用于促进处于液态的所述第一流体(35A)在所述第二热交换器(31)内螺旋流动的第一液体导流结构(320)，其中所述第一气体导流结构(219)和所述第一液体导流结构(320)中的至少一个是可移动的。优选地，所述第一流体路径分别在所述第一热交换器(21)和第二热交换器(31)处与位于所述第一流体路径以外的第二流体路径以互不流体连通地方式相交，所述热量交换装置被配置使得：气态的所述第一流体(35B)在流经所述第一热交换器(21)时与所述第二流体路径中液态的第二流体(36A)进行热量交换从而使得液态的第二流体(36A)的至少一部分被气化成为气态的所述第二流体(36B)而所述气态的第一流体(35B)的至少一部分被冷凝成为液态的所述第一流体(35A)；液态的所述第一流体(35A)在流经所述第二热交换器(31)内部时与所述第二流体路径中气态的所述第二流体(36B)交换热量，从而使得液态的所述第一流体(35A)的至少一部分被气化为气态的所述第一流体(35B)而气态的所述第二流体(36B)的至少一部分被冷凝成为液态的所述第二流体(36C)。优选地，所述第一液体导流结构(320)的至少一部分邻近于形成所述第二热交换器(31)的第二通道内壁并且沿着所述内壁形成有螺旋状的导流通道，其中，所述第一气体导流结构(219)的至少一部分在所述第一热交换器(21)内邻近形成所述第二流体路径的管道(212A)外壁并且沿着所述外壁形成有螺旋状的导流通道。优选地，所述热量交换装置还进一步包括安置于所述第一流体路径中的压缩机(11)和与所述压缩机(11)间隔开的调节阀(12)，所述第一流体路径被所述压缩机(11)和所述调节阀(12)分为所述第一通道和所述第二通道，其中，所述压缩机(11)和调节阀(12)用于改变所述第一通道和所述第二通道中的气压以使得在所述热量交换装置运行时所述第一通道和所述第二通道具有不同的气压值。优选地，所述热量交换装置还进一步包括用于促进气态的所述第一流体于所述第一通道内循环经过所述第一热交换器(21)的第一气体动力装置(213)。优选地，所述热量交换装置还进一步包括用于促进液态的所述第一流体于所述第二通道内循环经过所述第二热交换器(31)的第一液体动力装置(314)。优选地，其中所述第一流体路径可通过选择性地打开气阀(222)和/或液体阀(603)，以与外界流体连通。优选地，所述热量交换装置还进一步包括第一加热装置(318)和位于所述第一流体路径上的第一腔室(315)，其中所述第一腔室(315)用于容纳液态的第一流体(35A),其中所述第一加热装置用于对所述第一腔室(315)进行加热以气化其中的所述第一流体(35)。优选地，其中所述第一加热装置用于对所述第一腔室(315)进行加热时，所述气阀(222)处于开启状态。优选地，所述热量交换装置还进一步包括用于收集并容纳经过所述第二热交换器而被液化的所述第二流体(36C)的第二腔室(322)，被液化的所述第二流体可通过打开液体阀(603)而进入所述第一腔室(315)。

根据本申请的第二方面提供了一种用于在第一流体(35/36)和与所述第一流体在热量交换之前处于不同物态的第二流体(36/35)之间进行热量交换的热量交换装置，所述热量交换装置具有用于供所述第一流体通过的第一热量交换通道(211/311)和用于供所述第二流体通过的第二热量交换通道(212/312)，所述第二热量交换通道的至少一部份由具有内壁及外壁的管道(212A/312A)的内腔形成，其中所述第二热量交换通道(212/312)以彼此不流体连通的方式与所述第一热量交换通道(211/311)相交并从所述第一热量交换通道(211/311)中穿过，其中所述第一热量交换通道(211/311)中设置有促使流经所述第一热量交换通道的所述第一流体(35/36)绕所述第二热量交换通道螺旋流动的第一导流结构(219/319)，其中所述第二热量交换通道(212/312)中设置有促使流经所述第二热量交换通道的所述第二流体(36/35)在所述第二热量交换通道内螺旋流动的第二导流结构(220/320)，所述第一导流结构(219/319)和所述第二导流结构(220/320)中的至少一个是可移动的，其中所述第一流体的至少一部分和所述第二流体的至少一部分因所述热量交换而改变物态。优选地，所述第一导流结构(219/319)的至少一部分邻近形成所述第二热量交换通道(212/312)的管道(212A/312A)的外壁并且沿着所述外壁形成有螺旋状的导流通道。优选地，所述第二导流结构(220/320)的至少一部分邻近所述第二热量交换通道(212/312)的内壁并且沿着所述内壁形成有螺旋状的导流通道。优选地，所述热量交换装置进一步具有供第一流体流动的第一流体路径，所述第一流体路径具有安置于所述第一流体路径中的压缩机(11)和与所述压缩机(11)间隔开的调节阀(12)，所述第一流体路径被所述压缩机(11)和所述调节阀(12)分为第一通道和第二通道，其中，所述第一流体路径处于热量交换工作状态时是密封的，所述压缩机(11)和调节阀(12)用于改变所述第一通道和所述第二通道中的气压以使得在所述热量交换装置运行时所述第一通道和所述第二通道具有不同的气压值，其中所述第一热量交换通道(211)由所述第一通道的至少一部分形成。如优选地，所述热量交换装置进一步包括供第二流体流动的所述第二流体路径，所述第二流体路径位于所述第一流体路径之外，并与所述第一流体路径以互不流体连通地方式相交，其中所述第二热量交换通道(212)由所述第二流体路径的至少一部分形成。优选地，其中所述第一流体路径的所述第二通道的至少一部分形成第三热量交换通道(312)，所述第三热量交换通道的至少一部份由具有内壁及外壁的管道(312A)的内腔形成，所述第二流体路径在与所述第一流体路径的所述第三热量交换通道(312)相交处形成有第四热量交换通道(311)，所述第三热量交换通道(312)以彼此不流体连通的方式与所述第四热量交换通道(311)相交并从所述第四热量交换通道(311)中穿过。优选地，其中所述第三热量交换通道(312)中设置有用于促进第一流体在其中内螺旋流动的第三导流结构(320)，所述第四热量交换通道(311)中设置有用于促进第二流体在其中内螺旋流动的第四导流结构(319)，其中所述第三导流结构(320)和第四导流结构(319)中的至少一个是可移动的，其中所述第一流体和所述第二流体通过所述第三热量通道和所述第四热量通道交换热量并使所述第一流体的至少一部分和所述第二流体的至少一部分改变物态。优选地，其中，所述第四导流结构(319)的至少一部分邻近形成所述第三热量交换通道(312)的管道312A的外壁并且沿着所述外壁形成有螺旋状的导流通道。优选地，其中，所述第三导流结构(320)的至少一部分邻近形成所述第三热量交换通道(312)的管道312A的内壁并且沿着所述内壁形成有螺旋状的导流通道。优选地，所述热量交换装置还进一步包括用于促进气态的所述第一流体于所述第一通道内循环经过所述第一热量交换通道(211)的第一气体动力装置(213)。优选地，所述热量交换装置还进一步包括用于促进液态的所述第一流体于所述第二通道内循环经过所述第三热量交换通道(312)的第一液体动力装置(314)。优选地，其中所述第一流体路径可通过选择性地打开气阀(222)和/或液体阀(603)，以与外界流体连通。优选地，所述热量交换装置还进一步包括第一加热装置(318)和位于所述第一流体路径上的第一腔室(315)，其中所述第一腔室(315)用于容纳液态的第一流体(35A),其中所述第一加热装置用于对所述第一腔室(315)进行加热以气化其中的所述第一流体(35)。优选地，其中所述第一加热装置用于对所述第一腔室(315)进行加热时，所述气阀(222)处于开启状态。优选地，所述热量交换装置还进一步包括用于收集并容纳经过所述第四热量交换通道而被液化的所述第二流体的第二腔室(322)，所述第二流体可通过打开液体阀(603)而进入所述第一腔室(315)。

从与附图相结合的以下详细描述中，将会清楚地理解根据本申请的各技术方案的原理、特点、特征以及优点等。例如，与现有技术相比，本申请技术方案易于制造、安装和维护，使用成本低，冷凝带来的不利影响，能够有效保证并提高装置的工作性能、安全性和可靠性。本申请具有显著的实用性。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本申请的技术方案作进一步的详细描述，但是这些附图只是出于解释目的而提供的，仅意在概念性地说明此处的结构构造，而不一定要依比例进行制造。

下面参照附图来示例性地说明本申请的基本构造，其中﹕

图1是现有技术的热量交换装置。

图2根据本申请的一个实施例的热量交换装置的结构示意图。

图3是图2所示的热量交换装置中第一流体路径的示意图。

图4A和4B分别示出在不配置有本申请的导流结构和配置有本申请的导流结构的情况下，图2所示的热量交换装置中第一热交换器(21)处热量交换时的示意图。

图5A和5B分别示出在不配置有本申请的导流结构和配置有本申请的导流结构的情况下，图2所示的热量交换装置中第二热交换器(31)处热量交换时的示意图。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本申请的热量交换装置的结构组成、特点和优点等，然而所有描述仅是用来进行说明而不构成对本申请的任何限制。在本文中，技术术语“第一”、“第二”仅是用于进行区分性表述目的而无意于表示它们的顺序以及相对重要性，技术用语“连接(或相连等)”涵盖了特定部件直接连接至另一部件和/或间接连接至另一部件，技术术语“基本上”旨在包括与特定量的测量相关联的非实质性误差，技术术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”及其派生词等应联系附图中的定向，除非明确指出以外，本申请可采取多种替代定向。

此外，对于在本文所提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，本申请仍然允许在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或者删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本申请的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的零部件和特征在同一附图中可能仅在一处或若干处进行标示。

下面参照附图，通过举例方式描述本申请的热量交换装置、能量传输装置以及液体加热装置的各种实施例。应当理解，本申请并不受其限制。在各附图中，相同的构件使用相同的附图标记。

本领域技术人员应该能够理解的是，本申请的热量交换装置同样可以采用水以外的其它流体作为工作流体，而且可以应用于不同的场景中，比如大型工厂的冷凝装置、车辆装置、制冷装置等中。

为了改善现有技术中能量传输装置的效率以及降低其生产成本，本申请的第一个实施例提供了一种热量交换装置。如图2所示，该热量交换装置1包含至少用于供第一流体35通过的第一流体路径和用于供第二流体36通过的第二流体路径。第一流体路径和第二流体路径在至少两处相交但是彼此并不流体连通。在该相交处第一流体35和第二流体36在相交处进行热量交换，使得其中的至少一部分第一流体35及第二流体36同时改变物态，比如从液态蒸发为气态或者从气态凝结为液态。其中第一个相交处为第一热交换器21，而第二个相交处为第二热交换器31。

如图2所示，在第一流体路径中，工作流体35以不同的物态经过其不同的部位，在这个过程中，工作流体35因为吸热或者放热而呈现不同的物态，比如液态或者气态。

下文结合工作流体35的走向来详细介绍第一流体路径的构造和功能。需要说明的是，为实现本申请的技术目标而不需要包括此处描述的所有部件。此处介绍的部件仅为示范性说明的目的，根据不同的应用场景，本领域技术人员应该能够增加或者减少此处的部件，或者对个别的部件进行等价替换。

首先，如图3所示，本申请的装置中的第一路径包括储存室315，其用于储存处于液体状态的工作流体即工作液体35A。储存室315内设置有加热器318，用于对工作液体35A进行加热，使之气化变成气态的工作流体，即工作气体35B。储存室315连接有流体通道326，以便工作气体35B通过其进入与之流体连通的密室通道327。密室通道327连通至压缩器11，使得工作气体35B可经压缩器11压缩后进入蒸发段。同时，储存室315还通过管道连通工作液体传输装置泵314。工作液体推进装置314通过流体通道325而与分流腔室316流体连通，用于把工作液体35A从工作液体储存室315经通道325传输至工作液体分流室316。工作液体分流室316通过分流孔317与凝结器管道312A的内腔相连通。工作液体35A可通过分流孔317进入凝结器管道312A内腔并向下流动最后进入储存室315中。工作液体35A在经过凝结器管道312A时与外界进行热量交换。

其次，位于第一流体路径中的压缩器11具有出口111及入口112，其入口112通过管道流体连通地与密室通道327相通，而出口111则通过分流室连接到多个工作气体通道211。工作气体通道211用于供工作气体35B通过并同时促进工作气体35B与外界进行热量交换。工作气体通道211下方设置有腔室用于临时储存热交换之后冷凝形成的工作液体35A，该腔室通过管道以及阀门12把工作液体35A输送回储存室315。

最后，作为一个优选实施例，第一流体路径中还设置有工作气体推进装置213，其用于在不显著压缩工作气体35B的情况下使未于工作气体通道211被凝结的部分工作气体35B经通道224再次进入工作气体通道211并流经蒸发器管道212A的外壁，从而进行再次热交换。同时，工作气体推进装置213还能够增加工作气体35B的流动速度，使得工作气体35B加速流经蒸发器管道212A外壁，从而提高换热效率。

在本申请的一个优选实施例中，在热量交换进行时，气阀222和液阀603关闭，第一流体路径形成为密封回路。

如图2所示，在第二流体路径中，自来水36以不同的物态经过其不同的部位，在这个过程中，自来水36因为吸热或者放热而呈现不同的物态，比如液态或者气态。

下文结合自来水36的走向来详细介绍第二流体路径的构造和功能。需要说明的是，为实现本申请的技术目标而不需要包括此处描述的所有部件。此处介绍的部件仅为示范性说明的目的，根据不同的应用场景，本领域技术人员应该能够增加或者减少此处的部件，或者对个别的部件进行等价替换。

本申请的装置包括自来水储存室215，其通过阀门601和管道501连接至自来水源以接收自来水36A。自来水储存室215内设置有加热器218，用于对自来水36A进行加热，使之气化，即变成水蒸气36B。储存室215连接有流体通道223，以便水蒸气36B通过其进入与之流体连通的蒸物室41。蒸物室41内具有待蒸物411。蒸物室41通过通道502被连接至水蒸气通道311。

水蒸气通道311与第一流体路径中的凝结器管道312A相交，但是与其内腔并不流体连通，而是相互流体隔绝的。一种示范性配置方式是，把多个凝结器管道312A设置在水蒸气通道311内，使得水蒸气通道311包含环抱多个凝结器管道312A。优选地，把多个凝结器管道312A和水蒸气通道311均沿竖直方向设置，以便于水蒸气和工作液体流动。水蒸气通道311通过管道连接至水蒸气推进装置313。水蒸气推进装置313经管道与蒸物室41相连通，能够在不显著压缩水蒸气36B的情况下把没有在水蒸气通道311中被凝结的水蒸气36B经通道推进到蒸物室41内以加热被蒸物411，同时多余的水蒸气36B则经通道502再次进入水蒸气通道311。

同时，自来水储存室215还通过管道连通自来水传输装置214。自来水传输装置214通过流体通道221而与自来水分流室216流体连通，用于把自来水36A从自来水储存室215经通道221传输至自来水分流室216。自来水分流室216通过分流孔217与蒸发器管道212A内腔(212)相连通。自来水36A可通过分流孔317进入蒸发器管道212A内腔并向下流动最后进入储存室215中。自来水36A在经过蒸发道管道212A时与外界进行热量交换。

蒸发器管道212A与第一流体路径中的工作气体通道211相交，但是与其内腔并不流体连通，而是相互流体隔绝的。一种示范性配置方式是，把多个蒸发器管道212A设置在工作气体通道211内，使得工作气体通道211包含环抱多个蒸发器管道212A。优选地，把多个蒸发器管道212A和工作气体通道211均沿竖直方向设置，以便于自来水和工作气体流动。

优选地，所述第二流体路径还具有蒸馏水储存室322，其与水蒸气通道311流体连通，用于收集冷凝的蒸馏水36C。蒸馏水储存室322连有蒸馏水泵604，用于把蒸馏水36C通过阀门602和603分别泵送至储存室215和/或315。

上文以流体路径结合流体的方式对本申请对装置进行了说明。下文将结合附图所示的结构以功能模块结构的方式来进一步说明本申请的能量交换装置结构及其工作方式。在一个示范性实施例中，如图2所示，能量传输装置1为将自来水36A加热成水蒸气36B从而来加热被蒸物(如食物等)411的蒸物装置。该能量传输装置1包括压缩器11、调节阀12、蒸发热交换器21、凝结热交换器31和蒸物室41以及若干流体输送管道。其中，压缩器11具有出口111及入口112，调节阀12具有出口121及入口122。蒸发热交换器21用于使得流经其中处于互不连通的流体通道中的自来水36A和工作气体35B进行热量交换，使得自来水36A被蒸发成水蒸气36B而另一流体通道中工作气体35B则冷凝为工作液体35A。凝结热交换器31则用于使得流经其中处于互不连通的流体通道中的水蒸气36B和工作液体35A进行热交换从而使得水蒸气36B凝结为蒸馏水36C而工作液体35A则吸取水蒸气36B的热量变成工作气体35B。阀门222可根据需要而选择性地关闭或开启。蒸物室41是一个示范性应用场景，比如可以用于放置被蒸物411。示范性地，所述能量传输装置1以水蒸气和液态水(例如纯水)为工作流体，下文中以工作液体35A及工作气体35B作为指代。

蒸发热交换器21具有多个工作气体通道211、多个蒸发器管道212A、自来水储存室215、自来水分流室216、自来水传输装置214、加热装置218以及工作气体推进装置213。其中，蒸发管道212A由金属等热的良导体制成，用于供自来水36A(及水蒸气36B)通过。蒸发管道212A被设置成基本上竖直的形式，且沿其长度具有一致的圆形切面。而工作气体通道211用于供工作气体35B(及工作液体35A)于其内通过，其被设置为分别包围着每个蒸发器管道212A。其中工作气体进装置(如吹风机)213则用于促进工作气体35B的流动。

凝结热交换器31具有多个水蒸气通道311、多个凝结器管道312A、工作液体储存室315、工作液体分流室316、工作液体传输装置314、加热装置318以及水蒸气推进装置313。凝结器管道312A也是由金属等热的良导体制成，用于供工作液体35A(及工作气体35B)于其内通过。凝结管道312A被设置成基本上是竖直的形式，且沿其长度具有一致的圆形切面。水蒸气通道311用于供水蒸气36B(及蒸馏水36C)于其内通过，其被设置为分别包围着每个凝结器管道312A。水蒸气推进装置(如吹风机)313则用于促进水蒸气36B的流动。

如图3所示，当阀门222及阀门603被关闭之后，蒸发热交换器21中的多个工作气体通道211、工作气体推进装置213、调节阀12、凝结热交换器31中的多个凝结器管道312A内腔(312)、工作液体储存室315、工作液体分流室316、工作液体传输装置(如水泵)314和压缩器11等通过密封管道和密封腔室以密封的形式连通成一个封闭回路，以供工作气体35B及工作液体35A于其内流动。

该封闭回路以压缩器11和调节阀12为界分为蒸发段(第一通道)和凝结段(第二通道)。具体来说，封闭回路中的压缩器出口111和调节阀的入口122之间构成蒸发段，其包括多个气体通道211及工作气体推动装置213；而封闭回路的调节阀出口121和压缩器入口112之间构成凝结段，其包括有凝结器管道312A内腔(312)、工作液体储存室315、工作液体分流室316及工作液体传输装置314。

回到图2，自来水储存室215通过管道501连接到自来水的水源以接收自来水36A。在使用时，通过开启阀门601使自来水通过管道501进入自来水储存室215。此时，整个蒸物装置1处于室温，封闭回路中含有处于环境室温的工作液体35A以少量室温的工作气体35B。

蒸物装置1开始以蒸气加热被蒸物411之前，须先对蒸物装置1进行预热。该预热程序包括：

1)启动加热器318、工作液体传输装置314(比如水泵)、工作气体推进装置213(比如推进器)，并打开阀门222。由加热器318来加热工作液体储存室315内的工作液体35A，直至沸腾。需要注意的是，初次设置装置时须一次性地注入适量纯水35A到工作液体储存室315室内，以用作工作液体。由于此时阀门222己被打开，因此回路与大气连通。如当时大气压力为1BAR，工作液体储存室315内的工作液体35A于99.6℃沸腾，并产生99.6℃的工作气体35B(例如，水蒸气)。工作气体35B进入当阀门222关闭时所形成的封闭回路空间中，并将该空间中的空气连同少量工作气体35B排走。

2)启动加热器218以加热自来水储存室215内的自来水36A至99.6℃直至沸腾并产生99.6℃的水蒸气36B。

3)一段较短的时间之后，工作气体35B会将回路中的空气通过阀门222完全排走，此时路中只存在有99.6℃的工作液体35A及99.6℃的工作气体35B。

此时，可关闭阀门222以形成上述封闭回路，同时，关闭加热器318并同时减少加热器218的功率并启动压缩器11。

如图3所示，运作的压缩器11将封闭回路中的工作气体35B从其入口112往其出口111推进并进行压缩，而调节阀12则限制或调节工作液体35A及工作气体35B于封闭回路中的流动。这样以来:

1)凝结段中的压力减低至略低于1BAR(如0.9BAR)而其内工作液体35A的沸点因而降至略低于99.6℃(如96.7℃)。处于凝结段中的工作液体储存室315内原本温度为99.6℃的工作液体35A，因凝结段中的降压而沸点降低从而沸腾，少部分工作液体35A蒸发为96.7℃的工作气体35B，且蒸发时其从工作液体35A带走潜热，并使工作液体35A温度降至96.7℃。

2)蒸发段中的压力增加至略高于1BAR(如1.1BAR)，其内工作气体35B的凝结温度也因而升高至略高于99.6℃(在一个实施例中，其凝结温度升到102.3℃)，少部分蒸发段中的工作气体35B则因压力增加而凝结为工作液体珠，凝结时其释放的潜热使蒸发段中剩余的工作气体35B升温至102.3℃，而凝结的工作液体也被升温至102.3℃。凝结了温度为102.3℃的工作液体35A汇集于蒸发段的底部，并通过调节阀12进入凝结段中。进入凝结段后，102.3℃的工作液体35A则因压力下降而沸腾，并降温至96.7℃。

因此，工作的压缩器11及调节阀12通过对气压的调节从而使在蒸发段中流动的工作气体35B维持其温度及凝结温度于102.3℃，同时使得在凝结段中流动的工作液体35A维持其温度及沸点于96.7℃。

下面结合图2和图3对蒸发热交换器21内的热交换过程进行解释。

如图2所示，在蒸发热交换器21内，自来水推进装置214将温度及沸点皆为99.6℃的自来水36A从自来水储存室215经通道221传输至位于蒸发器管道212A上部的自来水分流室216，并经自来水分流孔217进入自来水管道212A内腔(212)。自来水36A在蒸发器管道212A内腔内由于其自身重量而加速向下流动。由于自来水分流通道217窄于蒸发器管道212A内腔，自来水36A的流动不会充满蒸发器管道212A的所有内腔，其依附于蒸器管道212A内壁向下流动而再次进入自来水储存室215，并由自来水传输装置214再次循环至蒸发器管道212A内。

在此期间，在蒸发器管道212A中的向下流动的99.6℃的自来水36A从在工作气体通道211内流动的温度为102.3℃的工作气体35B吸收热量，从而被气化为99.6℃的水蒸气36B，同时，一部分工作气体35B也因为热量被吸收而凝结为102.3℃的工作液体35A。在蒸发器管道212A内形成的99.6℃水蒸气36B跟随自来水36A向下流动至自来水储存室215，其经通道223进入蒸物室41以加热被蒸物411，多余的水蒸气36B经通道502连通至凝结热交换器31，并进入其水蒸气通道311。

于工作气体通道211内凝结的工作液体35A汇集于蒸发热交换器21下部，其经调节阀12进入凝结热交换器31内的工作液体储存室315。

下面结合图2和图3对凝结热交换器31内的热交换过程进行解释。

在凝结热交换器31内，工作液体推进装置314将温度及沸点皆为96.7℃的工作液体35A从工作液体储存室315经通道325传输至位于凝结器管道312A上部的工作液体分流室316，并经工作液体分流孔317进入凝结器管道312A内腔(312)。工作液体35A于凝结器管道312A内腔因其自身重量加速向下流动。由于工作液体分流通道317窄于凝结器管道312A内腔，所以工作液体35A的流量不会充满凝结器管道312A的整个内腔，其将依附于凝结器管道312A内壁向下流动而再次进入工作液体储存室315，并由工作液体传输装置314再次循环至凝结器管道312A内。

在此期间，在凝结器管道312A中向下流动的96.7℃的工作液体35A从于水蒸气通道311内通过的温度为99.6℃的水蒸气36B吸收热量，并被气化为96.7℃的工作气体35B，而水蒸气36B也因其热量被吸收而凝结为99.6℃的蒸馏水36C。蒸馏水36C被收集并储存于蒸馏水储存室322。

在凝结器管道312A内形成的工作气体35B与工作液体35A一起向下流动至工作液体储存室315，并经通道326及密室通道327而被输送至压缩器11，然后被压缩器11压缩并进入蒸发段，并开始另一循环。

当蒸煮进行一段时间后，自来水储存室215内的自来水36A会因蒸发而渐渐减少，此时可打开阀门602并启动蒸馏水泵604以将储存的蒸馏水36C传输至自来水储存室215，从而可以节约用水。

当蒸煮完成后，如图3所示的所有加热装置、流体推进装置及压缩器都会被关闭。装置渐渐冷却，封闭回路内的工作气体35B凝结为工作液体35A，封闭回路内的压力逐渐下降。在本申请的一个实施例中，此时，为平衡回路中的压力与大气压力，可打开阀门222以容许空气进入回路中。而当装置降温至室温时，可再次关闭阀门222以减少工作液体35A流失。本申请的这种配置方式，可以使得整个装置在不运转的情况下装置的内外气压基本相同，不会造成其组成部件承受额外的气压，从而延长了装置的使用寿命，降低了维修成本。

如前所述，由于每次预热程序在排走装置中的空气时会把少量工作气体35B一同排走，当多次蒸煮后，工作液体储存室315中的工作液体35A会减少。此时可开启阀门603及蒸馏水传输装置(例如水泵)604，以将蒸馏水36C传输至工作液体储存室315内，从而可以补充流失的工作液体35A。当工作液体储存室315内容纳有适量工作液体35A后，可再次关闭阀门603及蒸馏水传输装置604以形成封闭回路。

如图4A所示，在蒸发热交换器21内，工作气体35B及自来水36A分别接触及通过所述蒸发器管道212A的内外壁换热。如背景技术部分所描述的，微细的工作液体珠35C首先凝结并依附于蒸发器管道212外壁，而微细的水蒸气气泡36D则首先形成并依附于蒸发器管道212A内壁，由于凝结并依附于蒸发器管道212A外壁的微细工作液体珠35C为不良热导体，其减小了工作气体35B与蒸发器管道212A外壁的部分接触面积，从而减低了工作气体35B通过蒸发器管道212A管壁向依附于蒸发器管道212A内壁向下流动的自来水36A直接输出热能(即潜热)的效果。

同样，形成并依附于蒸发器管道212A内壁的微细水蒸气气泡36D也为不良热导体，其减小了依附于蒸器管道212A内壁流动的自来水36A与蒸发器管道212A内壁的部分接触面积，从而减低了沿着蒸发器管道212A内壁流动的自来水36A直接从工作气体36B吸收热能的效果。

鉴于以上情况，为了改善热交换效率，本申请的一个实施例在图2和图3所示的蒸发器管道212A内外设置导流结构。具体来说，如图4B所示，本申请的一个实施例在工作气体通道211内设置有工作气体导流结构219。工作气体导流结构219包括邻近并绕蒸发器管道212A的外壁螺旋延伸的部分。在工作气体通道211内流动的工作气体35B因受阻于所述工作气体导流结构219而绕蒸发器管道212A流动，并带动细小的工作液体珠35C绕蒸发器管道212A旋转，从而使得细小的工作液体珠35C因离心力而加速离开蒸发器管道212A外壁，这样以来，热交换效果得到显著改善。具体来说，此处的工作原理在于，把工作气体35B设置为绕蒸发器管道212A螺旋流动，以使其带动凝结并依附于蒸发器管道212A外壁的细小工作液体珠35C绕蒸发器管道212A螺旋流动。由于工作液体珠35C的密度远较工作气体35B为高，因此，绕蒸发器管道212A螺旋流动的工作液体珠35C因离心力而离开蒸发器管道212A外壁，从而容许更多工作气体35B直接接触蒸发器管道212A外壁，从而大大加快了工作气体35B与沿蒸发器管道212A内壁向下流动的自来水36A之间的热传导和热交换，提高了输出热能(潜能)的量，增加了热交换效率。

本申请的另外一个实施例中还增加有适当的移动装置(图4B中未示)使得工作气体导流结构219相对于蒸发器管道212A移动，比如沿蒸发器管道212A上下往返移动或绕蒸发管道212A转动，从而更有效率地移除依附在管道壁上的凝结水珠。具体来说，当移动装置使得导流结构219移动时，邻近于蒸发器管道212A外壁的工作气体导流结构部分把凝结于蒸发器管道212A外壁的工作液体珠35C收集到所述工作气体导流结构219上，或者将其刮落，以使得蒸发器管道212A外壁有更多面积来直接接触工作气体35B，同时被收集到工作气体导流结构219上的工作液体珠35C会汇聚成较大体积的工作液体珠35D，其较易被螺旋流动的工作气体35B带动而离开蒸发器管道212A外壁。

本申请的一个优选实施例在蒸发段中设置流体推动装置比如工作气体推进装置213，如图3所示，从而在不显著压缩工作气体35B的情况下使得没有在蒸发器管道212A外壁内被凝结的部分工作气体35B经通道224再次通过蒸发器管道212A外壁。工作气体推进装置213还可以使得工作气体35B加速流经蒸发器管道212A外壁，以促进热交换。

在本申请的另外一个优选实施例中，把流体推进装置213与前述的工作气体导流结构219配合使用，加速螺旋流动的工作气体35B，从而使得凝结于蒸发器管道212A外壁的工作液体珠35C及35D更快离开蒸器管道212A外壁。

本申请的另外一个优选实施例在蒸发段内设置了一种螺旋导流装置，例如将所述自来水分流孔217设置成使所述自来水36A流出所述分流孔217时向所述蒸发器管道212A轴芯的一侧流动，以使得在蒸发器管道212A内向下流动的自来水36A在蒸发器管道212A内螺旋流动，以带动形成于蒸发器管道212A内壁的微细水蒸气气泡36D绕蒸器管道212A轴芯螺旋流动。由于自来水36A的密度远远高于水蒸气气泡36D的密度，因此，螺旋流动的自来水36A因离心力而紧贴蒸发器管道212A内壁流动，这种流动方式容易将形成于蒸发器管道212A内壁的水蒸气气泡36D带向蒸发器管道212A的中央方向，从而使得水蒸气气泡36D更易离开蒸器管道212A内壁。这样以来，自来水36A能够直接接触到更多的蒸发器管道212A内壁面积，即，换热面积得以大大增加，从而大大地促进换热效果。

本申请的一个进一步的实施例提供了一种设置于蒸发器管道212A内的自来水导流结构220，如图4B所示，以用于加强自来水36A于蒸发器管道212A内的螺旋流动。该导流结构220包括邻近于蒸发器管道212A内壁并绕蒸发器管道212A轴心螺旋延伸的部分。在蒸发器管道212A内流动的自来水36A因受自来水导流结构220的影响而加快旋转速度，有利地带动微细水蒸气气泡36D以更快的速度绕蒸发器管道212A轴心旋转。这使得所述微细水蒸气气泡36D更快离开蒸发器管道212A内壁，以改善换热效果。

本申请的另外一个实施例中还增加有适当的移动装置(图4B中未示)，以用于使所述自来水导流结构220相对于蒸发器管道212A移动，例如沿蒸发器管道212A上下往返移动或绕蒸发器管道212A轴心转动。在移动装置进行移动时，邻近于蒸发器管道212A内壁的自来水导流结构部分会把形成于蒸发器管道212A内壁的气泡36D移动，并把这些气泡收集到自来水导流结构220上并汇聚成较大体积的水蒸气气泡36E。更大的气泡则较易被螺旋流动的自来水36A带动而更快离开蒸器管道212A内壁，从而使得自来水36A更多接触蒸发器管道212A内壁而更有效地从工作气体35B吸取热能。

在图2和图3所示的热交换装置中，除了热交换器21，热交换器31处同样存在换热效率问题。如图5A所示，凝结器管道312A具有外壁及内壁，而水蒸气36B及工作液体35A分别接触内外壁并通过内外壁换热。由于上文所述的同样的理由，微细的蒸馏水珠36F会凝结并依附于凝结器管道312A外壁，而微细的工作气体气泡35E则会形成并依附于凝结器管道312A内壁。由于凝结并依附于凝结器管道312A外壁的微细蒸馏水珠36F为不良热导体，其减小了水蒸气36B与凝结器管道312A外壁的部分接触面积，从而减低了水蒸气36B与沿着凝结器管道312A内壁向下流动的工作液体35A之间的换热效果。

同样，形成于凝结器管道312A内壁的工作气体气泡35E为不良热导体，其也降低了依附于凝结器管道312A内壁流动的工作液体35A与凝结器管道312A内壁的部分接触面积，从而减低了沿着凝结器管道312A内壁流动的工作液体35A与水蒸气36B之间的换热效果。

鉴于以上情况，为了改善热交换效率，本申请的一个实施例在图2和图3所示的凝结器管道312A内外设置导流结构。具体来说，本申请的一个实施例在水蒸气通道311内设置水蒸气导流结构319，如图5B所示，用于促进水蒸气36B于水蒸气通道311内的螺旋流动。水蒸气导流结构319包括邻近并绕凝器管道312A外壁螺旋延伸的部分。在水蒸气通道311内流动的水蒸气36B因为受到水蒸气导流结构319的影响而绕凝结器管道312A螺旋流动，从而带动所述微细蒸馏水珠36F绕凝结器管道312A旋转。这样能使得微细蒸馏水珠36F更快地离开凝结器管道312A外壁，以改善换热效果。

其工作原理如下：使得水蒸气36B绕凝结器管道312A螺旋流动，能够使其带动凝结并依附于凝结器管道312A外壁的微细蒸馏水珠36F绕凝结器管道312A螺旋流动。由于蒸馏水珠36F的密度远较水蒸气36B高，绕凝结器管道312A螺旋流动的蒸馏水珠36F因离心力而离开凝结器管道312A外壁，从而容许更多水蒸气36B直接接触凝结器管道312A外壁，从而促进水蒸气36B向沿着凝结器管道312A内壁向下流动的工作液体35A以传导方式输出热能(潜能)。

本申请的另外一个实施例中还增加有适当的移动装置(图5B中未示)以使得水蒸气导流结构319相对于凝结器管道312A移动，比如沿着凝结器管道312A上下往返移动或绕凝结管道312A转动，从而更有效率地移除依附在管道壁上的凝结水珠。具体来说，当移动装置使得水蒸气导流结构319移动时，邻近于凝结器管道312A外壁的水蒸气体导流构部分将凝结并依附于凝结器管道312A外壁的蒸馏水珠36F收集于所述水蒸气导流结构319内，从而使得凝结器管道312A外壁有更多面积能直接接触水蒸气36B，同时收集于水蒸气导流结构319上的蒸馏水珠36F会汇成较大体积的蒸馏水珠36G，其较易被螺旋流动的水蒸气36B带动而离开凝结器管道312A外壁。

本申请的一个优选实施例在凝结热交换器31内设置流体推动装置比如水蒸气推进装置313，如图2所示，以在不显著压缩水蒸气36B的情况下使未于水蒸气通道311内凝结的水蒸气36B经通道327再通过蒸物室41以加热被蒸物411，而多余的水蒸气36B则经通道502再次进入水蒸气通道311。水蒸气推进装置313使得水蒸气36B加速流经凝结器管道312A外壁以促进热量交换。

在本申请的另外一个优选实施例中，把水蒸气推进装置313与前述的水蒸气导流结构319配合使用，加速螺旋流动的水蒸气36B更有助于促使依附于凝结器管道312A外壁的蒸馏水珠36F及36G更快地离开凝结器管道312A外壁。

本申请的另外一个优选实施例在凝结段内设置了一种螺旋导流装置，例如将所述工作液体分流孔317设置成使所述工作液体35A流出所述分流孔317时向所述凝结器管道312A轴芯的一侧流动，以使得向下流动的工作液体35A于凝结器管道312A内螺旋通过，以带动形成于凝结器管道312A内壁的微细工作气体气泡35E绕凝结器管道312A轴芯螺旋流动。由于工作液体35A的密度远较工作气体汽气泡35E高，螺旋流动的工作液体35A因离心力而紧贴凝结器管道312A内壁，并将形成于凝结器管道312A内壁的工作气体气泡35E带向凝结器管道312A中央方向。这使工作气体气泡35E更易离开凝结器管道312A内壁。这样以来，工作液体35A能够直接接触更多凝结器管道312A内壁面积，即，换热面积得以大大增加，从而大大地促进换热效果。

本申请的一个进一步的实施例提供了一种设置于凝结器管道312A内的工作液体导流结构320，如图5B所示，以用于加强工作液体35A于凝结器管道312A内的螺旋流动。工作液体导流结构320包括邻近于凝结器管道312A内壁并绕凝结器管道312A轴心螺旋延伸的部分。在凝结器管道312A内流动的工水35A因受工作液体导流结构320的影响而加快旋转速度，从而带动微细工作气体气泡35E以更快的速度绕凝器管道轴心旋转。这使得微细工作气体气泡35E能够更快离开凝结器管道312A内壁，以改善换热效果。

本申请的另外一个实施例中还增加有适当的移动装置(图5B中未示)，以用于使工作液体导流结构320相对于凝结器管道312A移动，比如沿凝结器管道312A上下往返移动或绕凝结器管道312A心转动。在移动装置进行移动时，邻近于凝结器管道312A内壁的工作液体导流结构部分将形成于凝结器管道312A内壁的工作气体气泡35E移动，并将其收集于所述工作液体导流结构320上并汇聚成较大体积的工作气体气泡35F。由于更大的气泡则较易被螺旋流动的工作液体35A带动而离开凝结器管道312A内壁，从而使得工作液体35A更多接触凝结器管道312A内壁而更有效地从水蒸气36B吸收热能。

应当可以理解的是，在上述以蒸物装置1为例子的能量传输装置中，蒸物时密封回路中的工作液体35A在凝结热交换器31从外界(密封回路以外)的水蒸气36B吸收热量而气化为工作气体35B并使得外界的水蒸气36B凝结为蒸馏水36C；同时，蒸物时，密封回路中的工作气体35B在蒸发热交换器21向外界的自来水36A输出热量而自身凝结为工作液体35A并使得外界的自来水36A气化为水蒸气35B。应当理解本发明的能量传输装置并不受所述蒸物装置限制，其亦可用于其它存在热量交换的应用场合。

本申请备选实施例一提供了一种热交换器(21，31)，其用于把第一气体(35B，36B)凝结为第一凝结液(35A，36C)，并把第二液体(36A，35A)气化为第二气体(36B，35B)，其包括供第一气体于其内通过的第一气体通道(211，311)和至少一条具有内壁及外壁的第一管道(212A，312A)，其中，所述第一气体流经第一管道外壁，所述第二液体流经第一管道内壁，所述第一气体通道内具有促进第一气体绕第一管道外壁螺旋流动的第一气体导流结构(219，319)。优选地，至少一部分所述第一气体导流结构围绕并邻近于第一管道外壁设置；其中，使用所述热交换器时，所述第一气体导流结构相对于第一管道移动。优选地，其中，所述第一管道内具有促进所述第二液体于第一管道内螺旋流动的第二液体导流结构(220，320)；其中，所述第二液体导流结构绕所述第一管道轴芯螺旋设置并且其至少一部分邻近于所述第一管道内壁；其中，在使用所述热交换器时，所述第二液体导流结构相对于第一管道移动。

本申请的备选实施例二提供了一种把备选实施例一的热交换器(21)用作第一热交换器的能量传输装置(1)，该装置包括；压缩器(11)，其具有入口(112)及出口(111)；调节阀(12)，其具有入口(122)及出口(121)；及第二热交换器(31)，其包括至少一条具有内壁的第二管道(312A)，所述第一凝结液流经其内壁；及第一凝结液传输装置(314)，其用于传输第一凝结液，其中，所述压缩器，调节阀，第二管道内腔，第一凝结液传输装置及第一气体通道形成供第一气体及第一凝结液于其内流动的封闭回路；其中，所述第一气体通道位于封闭回路中压缩器出口及调节阀入口之间，所述第二管道内腔及第一凝结液传输装置位于调节阀出口和压缩器入口之间；其中，所述压缩器用于对从其入口进入其中的第一气体进行压缩并促进所述第一气体向其出口流动；其中，所述调节阀用于调节所述第一气体及第一凝结液在所述封闭回路中的流动；其中，所述第二热交换器用于使第一凝结液从外界(封闭回路以外)吸收热量并气化为第一气体；其中，使用时，所述第一凝结液传输装置使得所述第一凝结液于所述封闭回路中于调节阀出口及压缩器入口之间多次流经第二管道(312A)内壁，其中，所述能量传输装置用于使于第二热交换器从外界吸收热量的第一气体将其热量于第一热交换器传输予第二液体。优选地，所述能量传输装置其特征在于所述第二管道内具有促进所述第一凝结液于第二管道内螺旋流动的第一凝结液导流结构(319)。优选地，所述能量传输装置中，所述第一凝结液导流结构绕所述第二管道轴芯螺旋设置并且其至少一部分邻近于所述第二管道内壁；其中，在使用所述能量传输装置时，所述第一凝结液导流结构相对于所述第二管道移动。

本申请的备选实施例三提供了一种把备选实施例一的热交换器(21)用作第一热交换器的能量传输装置(1)，其包括:压缩器(11)，其具有入口(112)及出口(111)；及调节阀(12)，其具有入口(122)及出口(121)；及第一气体推进装置(213)，以促进第一气体流动，及第二热交换器(31)，其包括至少一个具有内壁的第二管道(312A)，所述第一凝结液流经其内壁；其中，所述压缩器，调节阀，第二管道内腔，第一气体推进装置及第一气体通道形成供第一气体及第一凝结液于其内流动的封闭回路；其中，所述第一气体推进装置及所述第一气体通道位于封闭回路中压缩器出口及调节阀入口之间，所述第二管道内腔位于调节阀出口和压缩器入口之间；其中，所述压缩器用于对从其入口进入其中的第一气体进行压缩并促进第一气体向其出口流动；其中，所述调节阀用于调节所述第一气体及第一凝结液在所述封闭回路中的流动；其中，所述第二交换器用于使第一凝结液从外界(封闭回路以外)吸收热量并气化为第一气体；其中，所述第一气体推进装置被设置为使得少一部分第一气体在封闭回路中于压缩器出口及调节阀入口之间多次流经第一管道外壁，其中，所述能量传输装置用于使于第二热交换器从外界吸收热量的第一气体将其热量于第一热交换器传输予第二液体。优选地，于所述第一热交换器中形成的第二气体被导入至第二热交换器，其于第二热交换器内凝结并把其热量传输予第一凝结液。

本申请的备选实施例四提供了一种把备选实施例一的热交换器(21)用作第一热交换器的能量传输装置(1)，其包括:压缩器(11)，其具有入口(112)及出口(111)；及调节阀(12)，其具有入口(122)及出口(121)；(第一)阀门(222)，其选择性地可关闭或开启及第二热交换器(31)，其包括少一个有内壁的第二管道(312A)，其中，所述第一凝结液流经其内壁；其中，当所述(第一)阀门关闭时，所述压缩器，调节阀，第二管道内腔及第一气体通道形成供第一气体及第一凝结液流动的封闭回路；其中，所述第一气体通道位于封闭回路中压缩器出口及调节阀入口之间，所述第二管道内腔位于调节阀出口和压缩器入口之间；其中，压缩器用于对从其入口进入其中的第一气体进行压缩并促进所述第一气体向其出口流动；其中，所述调节阀用于调节所述第一气体及第一凝结液在所述封闭回路中的流动；其中，所述第二热交换器用于使第一凝结液从外界(封闭回路以外)吸收热量并气化为第一气体。其中，所述能量传输装置用于使于第二热交换器从外界吸收热量的第一气体，将其热量于第一热交换器传输予第二液体，其中，当所述(第一)阀门打开时，所述第一气体通道及所述第二管道内腔与外界连通。优选地，所述能量传输装置还包括加热装置(318)以加热第一凝结液或第一气体；其中，当启动加热器装置时，所述(第一)阀门处于开启状态。优选地，于所述第一热交换器形成的第二气体被导入至第二热交换器，其于第二热交换器内凝结为第二凝结液(36C)，并把其热量传输予第一凝结液。优选地，所述能量传输装置还包括第二阀门(603)，其选择地可关闭或打开，其中，当所述第二阀门打开时，其容许所述第二凝结液进入所述当第一阀门关闭时所形成所述封闭回路中；其中，当所述第二阀门关闭时，其与关闭的第一阀门共同形成所述的封闭回路。

本申请的备选实施例五提供了一种把备选实施例一的热交换器(31)用作第一热交换器的能量传输装置(1)，该装置包括：压缩器(11)，其具有入口(112)及出口(111)：及调节阀(12)，其具有入口(122)及出口(121)；及第二热交换器(21)，其包括至少一个第二气体通道(211)以供，所述第二气体通过；及第二液体传输装置(314)，其用传输第二液体，其中，所述压缩器，调节阀，第一管道内腔，第二液体传输装置及第二气体通道形成供第二气体及第二液体于其内流动的封闭回路；其中，所述第二气体通道位于封回路中压缩器出口及调节阀入口之间，所述第一管道内腔及第二液体传输装置位于调节阀出口和压缩器入口之间；其中，所述压缩器用于对从其入口进入其中的第二气体进行压缩并促进所述第二气体向其出口流动；其中，所述调节阀用于调节所述第二气体及第二液体在所述封闭回路中的流动；其中，所述第二热换交器用于使第二气体向外界(封闭回路以外)输出热量并凝结为第二液体；其中，所述第二液体传输装置用于使所述第二液体于所述封闭回路中于调节阀出口及压缩器入口之间多次流经第一管道内壁，其中，所述能量传输装置用于使于第一热交换器从第一气体及第一凝结液吸收热量的第二气体将其热量于第二热换器传输予外界。优选地，所述能量传输装置还包括:第二气体传输装置以促进所述第二气体于所述封闭回路中于压缩器出口及调节阀入口之间多次通过所述第二气体通道。优选地，所述第二热交换器被设置为使得第一液体(36A)从第二气体吸收热量并气化为第一气体，其中，于所述第二热换器形成的第一气体被导入至第一热交换器以凝结为第一凝结液。

本申请的备选实施例六提供了一种把备选实施例一的的热交换器(31)用作第一热交换器的能量传输装置(1)，其包括:压缩器(11)，其具有入口(112)及出口(111)；及调节阀(12)，其具有入口(122)及出口(121)；及(第一)阀门(222)，其选择性地可关闭或开启；及第二热交换器(21)，其包括至少一个第二气体通道(211)以供第二气体通过；其中，当所述(第一)阀门关闭时，所述压缩器，调节阀，第一管道内腔及第二气体通道形成供过第二气体及第二液体流动的封闭回路；其中，所述第二气体通道位于封闭回路中压缩器出口及调节阀入口之间；所述第一管道内腔位于调节阀出口及压缩器入口之间，其中，压缩器用于对从其入口进入其中的第二气体进行压缩并促进所述第二气体向其出口流动；其中，所述调节阀用于调节所述第二气体及第二液体在所述封闭回路中的流动；其中，所述第二热交换器用将第二气体凝结为第二液体并将其热量传输予外界(封闭回路以外)。其中，当所述(第一)阀门打开时，所述第二气体通道及所述第一管道内腔与外界连通；其中，所述能量传输装置用于使于第一热交换器从第一气体及第一凝结液吸收热量的第二气体将其热量于第二热交换器传输予外界。优选地，所述能量传输装置还包括:加热装置(318)以加热第二液体或第二气体，其中，当启动所述加热装置时，所述(第一)阀门处于开启状态。优选地，所述第二热交换器被设置为使得第一液体(36A)从第二气体吸收热量并气化为第一气体，其中，于所述第二热交换器形成的第一气体被导入至第一热交换器以凝结为第一凝结液。优选地，所述能量传输装置还包括:第二阀门(603)，其选择性地可关闭或开启，其中，当所述第二阀门开启时，其容许第一凝结液进入当第一阀门关闭时所形成的所述封闭回路中；其中,当所述第二阀门关闭时其与所述关闭的第一阀门共同形成所述封闭回路。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (25)

1.一种热量交换装置，其包括第一流体路径，所述热量交换装置用于在第一流体路径中的第一流体和所述第一流体路径外部的第二流体之间交换热量，所述第一流体路径被分为第一通道和第二通道，其特征在于，

其中，所述第一通道的至少一部分形成为第一热交换器的一部分，以用于使处于气态的所述第一流体在流经所述第一热交换器时释放热能，所述第二通道的至少一部分形成第二热交换器的一部分，以使得在其中流动的处于液态的所述第一流体吸收热能，

其中，在所述热量交换装置运行时所述第一通道和所述第二通道被配置成具有不同的气压值，

其中，所述第一流体路径处于热量交换工作状态时是密封的，

其中，所述第一热交换器中设置有用于促进处于气态的所述第一流体在所述第一热交换器内螺旋流动的第一气体导流结构(219),

其中，所述第二热交换器中设置有用于促进处于液态的所述第一流体在所述第二热交换器内螺旋流动的第一液体导流结构，

其中所述第一气体导流结构和所述第一液体导流结构中的至少一个是可移动的。

2.如权利要求1所述的热量交换装置，其特征是，其中所述第一流体路径分别在所述第一热交换器和第二热交换器处与位于所述第一流体路径以外的第二流体路径以互不流体连通地方式相交，所述热量交换装置被配置使得：

气态的所述第一流体在流经所述第一热交换器时与所述第二流体路径中液态的第二流体进行热量交换从而使得液态的第二流体的至少一部分被气化成为气态的所述第二流体而所述气态的第一流体的至少一部分被冷凝成为液态的所述第一流体；

液态的所述第一流体在流经所述第二热交换器内部时与所述第二流体路径中气态的所述第二流体交换热量，从而使得液态的所述第一流体的至少一部分被气化为气态的所述第一流体而气态的所述第二流体的至少一部分被冷凝成为液态的所述第二流体。

3.如权利要求2所述的热量交换装置，其特征是，其中所述第一液体导流结构的至少一部分邻近于形成所述第二热交换器的第二通道内壁并且沿着所述内壁形成有螺旋状的导流通道，其中，所述第一气体导流结构的至少一部分在所述第一热交换器内邻近所述第二流体路径的外壁并且沿着所述外壁形成有螺旋状的导流通道。

4.如权利要求1-3中任一项所述的热量交换装置，其特征是，还进一步包括安置于所述第一流体路径中的压缩机和与所述压缩机间隔开的调节阀，所述第一流体路径被所述压缩机和所述调节阀分为所述第一通道和所述第二通道，其中，所述压缩机和所述调节阀用于改变所述第一通道和所述第二通道中的气压以使得在所述热量交换装置运行时所述第一通道和所述第二通道具有不同的气压值。

5.如权利要求1-3中任一项所述的热量交换装置，其特征是，还进一步包括用于促进气态的所述第一流体于所述第一通道内循环经过所述第一热交换器的第一气体动力装置。

6.如权利要求1-3中任一项所述的热量交换装置，其特征是，还进一步包括用于促进液态的所述第一流体于所述第二通道内循环经过所述第二热交换器的第一液体动力装置。

7.如权利要求1-3中任一项所述的热量交换装置，其特征是，其中所述第一流体路径可通过选择性地打开气阀和/或液体阀，以与外界流体连通。

8.如权利要求7所述的热量交换装置，其特征是，还进一步包括第一加热装置和位于所述第一流体路径上的第一腔室，其中所述第一腔室用于容纳液态的第一流体,其中所述第一加热装置用于对所述第一腔室进行加热以气化其中的所述第一流体。

9.如权利要求8所述的热量交换装置，其中所述第一加热装置用于对所述第一腔室进行加热时，所述气阀处于开启状态。

10.如权利要求8所述的热量交换装置，其特征是，还进一步包括用于收集并容纳经过所述第二热交换器而被液化的所述第二流体的第二腔室，被液化的所述第二流体可通过打开液体阀而进入所述第一腔室。

11.一种热量交换装置，用于在第一流体和与所述第一流体在热量交换之前处于不同物态的第二流体之间进行热量交换，所述热量交换装置具有用于供所述第一流体通过的第一热量交换通道和用于供所述第二流体通过的第二热量交换通道，其特征在于，

其中所述第二热量交换通道以彼此不流体连通的方式与所述第一热量交换通道相交并从所述第一热量交换通道中穿过，其中所述第一热量交换通道中设置有促使流经所述第一热量交换通道的所述第一流体绕所述第二热量交换通道螺旋流动的第一导流结构，其中所述第二热量交换通道中设置有促使流经所述第二热量交换通道的所述第二流体，在所述第二热量交换通道内螺旋流动的第二导流结构，所述第一导流结构和所述第二导流结构中的至少一个是可移动的，其中所述第一流体的至少一部分和所述第二流体的至少一部分因所述热量交换而改变物态。

12.如权利要求11所述的热量交换装置，其特征是，其中所述第一导流结构的至少一部分邻近所述第二热量交换通道的外壁并且沿着所述外壁形成有螺旋状的导流通道。

13.如权利要求11或12所述的热量交换装置，其特征是，其中所述第二导流结构的至少一部分邻近所述第二热量交换通道的内壁并且沿着所述内壁形成有螺旋状的导流通道。

14.如权利要求11-13中任一项所述的热量交换装置，其特征是，其进一步具有供第一流体流动的第一流体路径，所述第一流体路径具有安置于所述第一流体路径中的压缩机和与所述压缩机间隔开的调节阀，所述第一流体路径被所述压缩机和所述调节阀分为第一通道和第二通道，其中，所述第一流体路径处于热量交换工作状态时是密封的，所述压缩机和所述调节阀用于改变所述第一通道和所述第二通道中的气压以使得在所述热量交换装置运行时所述第一通道和所述第二通道具有不同的气压值，其中所述第一热量交换通道由所述第一通道的至少一部分形成。

15.如权利要求14所述的热量交换装置，其特征是，进一步包括供第二流体流动的所述第二流体路径，所述第二流体路径位于所述第一流体路径之外，并与所述第一流体路径以互不流体连通地方式相交，其中所述第二热量交换通道由所述第二流体路径的至少一部分形成。

16.如权利要求15所述的热量交换装置，其特征是，其中所述第一流体路径的所述第二通道的至少一部分形成第三热量交换通道，所述第二流体路径在与所述第一流体路径的所述第三热量交换通道相交处形成有第四热量交换通道，所述第三热量交换通道以彼此不流体连通的方式与所述第四热量交换通道相交并从所述第四热量交换通道中穿过。

17.如权利要求16所述的热量交换装置，其特征是，其中所述第三热量交换通道中设置有用于促进第一流体在其中内螺旋流动的第三导流结构，所述第四热量交换通道中设置有用于促进第二流体在其中内螺旋流动的第四导流结构，其中所述第三导流结构和第四导流结构中的至少一个是可移动的，其中所述第一流体和所述第二流体通过所述第三热量交换通道和所述第四热量交换通道交换热量并使所述第一流体的至少一部分和所述第二流体的至少一部分改变物态。

18.如权利要求17所述的热量交换装置，其特征是，其中所述第四导流结构的至少一部分邻近所述第三热量交换通道的外壁并且沿着所述外壁形成有螺旋状的导流通道。

19.如权利要求17所述的热量交换装置，其中，所述第三导流结构的至少一部分邻近所述第三热量交换通道的内壁并且沿着所述内壁形成有螺旋状的导流通道。

20.如权利要求16-19中任一项所述的热量交换装置，其特征是，还进一步包括用于促进气态的所述第一流体于所述第一通道内循环经过所述第一热量交换通道的第一气体动力装置。

21.如权利要求16-20中任一项所述的热量交换装置，其特征是，还进一步包括用于促进液态的所述第一流体于所述第二通道内循环经过所述第三热量交换通道的第一液体动力装置。

22.如权利要求16-21中任一项所述的热量交换装置，其特征是，其中所述第一流体路径可通过选择性地打开气阀和/或液体阀，以与外界流体连通。

23.如权利要求22所述的热量交换装置，其特征是，还进一步包括第一加热装置和位于所述第一流体路径上的第一腔室，其中所述第一腔室用于容纳液态的第一流体,其中所述第一加热装置用于对所述第一腔室进行加热以气化其中的所述第一流体。

24.如权利要求23所述的热量交换装置，其特征是，其中所述第一加热装置用于对所述第一腔室进行加热时，所述气阀处于开启状态。

25.如权利要求23所述的热量交换装置，其特征是，其中至少一部分气态的所述第二流体在经过所述第四热量交换通道时被凝结为液态的所述第二流体，其中，所述热量交换装置还进一步包括用于收集并容纳被凝结的所述第二流体的第二腔室，所述被凝结的第二流体可通过打开液体阀而进入所述第一腔室。