多效多級(jí)渦流管冷熱雙能機(jī)系統(tǒng)的制造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種多效多級(jí)渦流管冷熱雙能機(jī)系統(tǒng)的制造工藝，屬于新能源利用領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的渦流管設(shè)備主要是利用渦流管的渦流（冷熱分離）效應(yīng)，采用壓縮空氣，空 壓機(jī)設(shè)備為能量動(dòng)力源，產(chǎn)生-45~+130°C的冷氣或熱氣，以滿足冷熱能量的需求，用于一 些不便于傳統(tǒng)空調(diào)裝置使用的特別環(huán)境。由于壓縮空氣是一次性排放、簡(jiǎn)單環(huán)保、能效比 (EER、C0P)較低、比傳統(tǒng)主流空調(diào)造價(jià)高，不宜在主流和大規(guī)模推廣使用。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，一種無(wú)工質(zhì)栗式循環(huán)發(fā)電方法（專利【申請(qǐng)?zhí)枴?01110462221. 7)、一 種取消工質(zhì)回流栗的閉式循環(huán)發(fā)電方法（201210102519. 1)、一種利用渦流進(jìn)行制冷的空調(diào) 工作方法（201310103227. 4)，上述文獻(xiàn)的技術(shù)特征是利用了相變工質(zhì)替代了壓縮空氣，在 系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)無(wú)動(dòng)力自動(dòng)循環(huán)。如果該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)其技術(shù)方案，就是"永動(dòng)機(jī)"。上述已有 技術(shù)方案的關(guān)鍵點(diǎn)是工質(zhì)在整個(gè)循環(huán)過(guò)程中低壓向高壓液化不使用回流栗及壓縮機(jī)，這是 一個(gè)難以實(shí)現(xiàn)的，且實(shí)現(xiàn)成本高于傳統(tǒng)制冷及熱栗設(shè)備，工藝繁瑣復(fù)雜，不能穩(wěn)定或較大規(guī) 模運(yùn)行，缺乏實(shí)用性。該已有技術(shù)集能設(shè)備裝置（蒸發(fā)器），這個(gè)系統(tǒng)能源技術(shù)核心裝置缺 失是難以進(jìn)入主流能源設(shè)備實(shí)施大規(guī)模應(yīng)用等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種可利用相變工質(zhì)進(jìn)行一個(gè)大系統(tǒng)循環(huán)，或 多個(gè)子系統(tǒng)循環(huán)，產(chǎn)生高品位的能量，實(shí)現(xiàn)高溫和深冷，將集能裝置產(chǎn)生的能量（冷熱）大 功率高能效比的穩(wěn)定輸出，滿足建筑空調(diào)及工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用能的需要的多效多級(jí)渦流管 冷熱雙能機(jī)系統(tǒng)的制造工藝。
[0005] 本發(fā)明所述的多效多級(jí)渦流管冷熱雙能機(jī)系統(tǒng)的制造工藝，包括由兩個(gè)以上的渦 流管串聯(lián)成的多級(jí)渦流管，渦流管包括進(jìn)氣口、冷端出口及熱端出口，渦流管串聯(lián)設(shè)置為熱 端出口串聯(lián)或者冷端出口串聯(lián)，液態(tài)工質(zhì)經(jīng)基礎(chǔ)集能蒸發(fā)器相變?yōu)闅庀噍d能工質(zhì)，氣相載 能工質(zhì)進(jìn)入第一級(jí)的渦流管的進(jìn)氣管，渦流管冷端出口連接冷能換熱器，熱端出口連接熱 能換熱器，冷能換熱器、熱能換熱器的出口分別對(duì)應(yīng)通向溫差發(fā)電混流器的冷熱進(jìn)口，溫差 發(fā)電混流器內(nèi)部設(shè)置溫差發(fā)電板，溫差發(fā)電混流器出口連接回流栗，回流栗連接工質(zhì)罐，工 質(zhì)罐連接基礎(chǔ)集能蒸發(fā)器。
[0006] 多級(jí)渦流管有至少兩個(gè)以上的渦流管個(gè)體組成，可以是按順序，第一級(jí)的渦流管 進(jìn)氣管連接于基礎(chǔ)集能蒸發(fā)器的出口，一級(jí)渦流管的熱（冷）端與下一級(jí)渦流管的進(jìn)氣管 連接，按順序依次連接多效。末端渦流管熱（冷）端分別連接于熱能換熱器及冷能換熱器。 熱、冷換熱器的出口分別通向溫差發(fā)電混流器的冷熱進(jìn)口。溫差發(fā)電混流器的出口連接于 回流栗。工質(zhì)罐的進(jìn)口端連接于回流栗的出口，出口連接于基礎(chǔ)集能蒸發(fā)器的進(jìn)口管，形成 串聯(lián)或多級(jí)渦流管的一個(gè)大循環(huán)回路。熱能換熱器的工質(zhì)流向溫差發(fā)電混流器的熱進(jìn)口， 冷能換熱器的工質(zhì)流向溫差發(fā)電混流器的冷進(jìn)口。
[0007] 所述的熱端出口串聯(lián)設(shè)置為第一級(jí)的渦流管熱端出口連接下一級(jí)的渦流管的進(jìn) 氣口，依次熱端出口連接相鄰下一級(jí)的渦流管的進(jìn)氣口，按順序依次連接多效，末級(jí)的渦流 管熱端出口連接熱能換熱器，各級(jí)的冷端出口連接冷能換熱器。
[0008] 所述的冷端出口串聯(lián)設(shè)置為第一級(jí)的渦流管冷端出口連接下一級(jí)的渦流管的進(jìn) 氣口，依次冷端出口連接相鄰下一級(jí)的渦流管的進(jìn)氣口，按順序依次連接多效，末級(jí)的渦流 管冷端出口連接冷能換熱器，各級(jí)的熱端出口連接熱能換熱器。
[0009] 所述的相鄰的渦流管之間設(shè)置雙效集能蒸發(fā)器和溫差發(fā)電混流器，第一級(jí)的渦流 管熱端出口連接下一級(jí)的雙效集能蒸發(fā)器，換熱后流向溫差發(fā)電混流器的熱進(jìn)口端，渦流 管的冷端出口則經(jīng)冷能換熱器連接溫差發(fā)電混流器的冷進(jìn)口端，溫差發(fā)電混流器的出口連 接回流栗，回流栗將工質(zhì)液化回注工質(zhì)罐，依次按順序連接，各效都有一個(gè)完整的循環(huán)回路 系統(tǒng)，形成逐效的多效效應(yīng)。多效渦流管由至少兩個(gè)以上的渦流管個(gè)體組成，可以是第一效 的渦流管分離出的熱（冷）供給下一級(jí)的雙效集能蒸發(fā)器，換熱后流向溫差發(fā)電混流器，經(jīng) 回流栗將工質(zhì)液化回注工質(zhì)罐，各效都有一個(gè)完整的循環(huán)回路系統(tǒng)，形成逐效的多效效應(yīng)。
[0010] 所述的工質(zhì)設(shè)置為氟利昂、HCFC或者HFC。均為低沸點(diǎn)的相變工質(zhì)。
[0011] 所述的基礎(chǔ)集能蒸發(fā)器包括三維空間聚能的翅片管，翅片管的外表面涂有選擇性 吸熱涂層，翅片管內(nèi)置換熱芯管?；A(chǔ)集能蒸發(fā)器為高導(dǎo)熱材質(zhì)，如銅、鋁材質(zhì)等，聚能的翅 片管可以串并聯(lián)組成列陣。
[0012] 所述的溫差發(fā)電混流器設(shè)置為在絕熱保溫層包裹的密閉圍護(hù)體，有熱腔和冷腔， 冷、熱腔之間有溫差發(fā)電板，末端有混流管。
[0013] 所述的熱腔和冷腔設(shè)置為多個(gè)，多個(gè)熱腔、冷腔和溫差發(fā)電板并列設(shè)置。
[0014] 為了達(dá)到高品位高溫和深冷能量及熱冷流量可進(jìn)行多級(jí)多效的混合串并聯(lián)組合。 可以中央控制或分組控制循環(huán)。渦流管的功率（流量）可根據(jù)系統(tǒng)中的渦流管可以是同等 流量功率，也可以不同流量親合使用，可以一個(gè)大流量上級(jí)多個(gè)小流量下級(jí)，或多個(gè)小流量 上級(jí)一個(gè)大流量下級(jí)連接形式。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：
[0016] 采用多效（級(jí)）渦流管及環(huán)保型相變工質(zhì)，結(jié)合溫差發(fā)電技術(shù)，通過(guò)集空氣能、太 陽(yáng)能、海水能等自然能，可穩(wěn)定地產(chǎn)生超高能效比熱冷雙能，廣泛應(yīng)用于建筑空調(diào)、海水淡 化、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用能發(fā)電的能源供給，給新能源的開(kāi)發(fā)利用提供了新的途徑。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖之一。
[0018] 圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖之二。
[0019] 圖3是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖之三。
[0020] 圖4是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖之四。
[0021] 圖5是基礎(chǔ)集能蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖6是溫差發(fā)電混流器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖7是多效渦流管工藝流程圖。 圖中:1、渦流管2、基礎(chǔ)集能蒸發(fā)器3、雙效集能蒸發(fā)器4、溫差發(fā)電混流器5、回流栗 6、工質(zhì)罐7、熱能換熱器8、冷能換熱器9、溫差發(fā)電板10、選擇性吸熱涂層11、翅片管 12、換熱芯管13、熱腔14、冷腔15、混流管16、絕熱保溫層。
【具體實(shí)施方式】
[0024] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述：
[0025] 如圖1~圖6所示，本發(fā)明所述的多效多級(jí)渦流管冷熱雙能機(jī)系統(tǒng)的制造工藝，包 括由兩個(gè)以上的渦流管1串聯(lián)成的多級(jí)渦流管，渦流管1包括進(jìn)氣口、冷端出口及熱端出 口，渦流管1串聯(lián)設(shè)置為熱端出口串聯(lián)或者冷端出口串聯(lián)，液態(tài)工質(zhì)經(jīng)基礎(chǔ)集能蒸發(fā)器2相 變?yōu)闅庀噍d能工質(zhì)，氣相載能工質(zhì)進(jìn)入第一級(jí)的渦流管1的進(jìn)氣管，渦流管1冷端出口連接 冷能換熱器8,熱端出口連接熱能換熱器7,冷能換熱器8、熱能換熱器7的出口分別對(duì)應(yīng)通 向溫差發(fā)電混流器4的冷熱進(jìn)口，溫差發(fā)電混流器4內(nèi)部設(shè)置溫差發(fā)電板9,溫差發(fā)電混流 器4出口連接回流栗5,回流栗5連接工質(zhì)罐6,工質(zhì)罐6連接基礎(chǔ)集能蒸發(fā)器2。熱端出 口串聯(lián)設(shè)置為第一級(jí)的渦流管1熱端出口連接下一級(jí)的渦流管1的進(jìn)氣口，依次熱端出口 連接相鄰下一級(jí)的渦流管1的進(jìn)氣口，按順序依次連接多效，末級(jí)的渦流管1熱端出口連接 熱能換熱器7,各級(jí)的冷端出口連接冷能換熱器8。冷端出口串聯(lián)設(shè)置為第一級(jí)的渦流管1 冷端出口連接下一級(jí)的渦流管1的進(jìn)氣口，依次冷端出口連接相鄰下一級(jí)的渦流管1的進(jìn) 氣口，按順序依次連接多效，末級(jí)的渦流管1冷端出口連接冷能換熱器8,各級(jí)的熱端出口 連接熱能換熱器7。相鄰的渦流管1之間設(shè)置雙效集能蒸發(fā)器3和溫差發(fā)電混流器4,第一 級(jí)的渦流管熱端出口連接下一級(jí)的雙效集能蒸發(fā)器3,換熱后流向溫差發(fā)電混流器4的熱 進(jìn)口端，渦流管1的冷端出口則經(jīng)冷能換熱器8連接溫差發(fā)電混流器4的冷進(jìn)口端，溫差發(fā) 電混流器4的出口連接回流栗5,回流栗5將工質(zhì)液化回注工質(zhì)罐6,依次按順序連接，各級(jí) 都有一個(gè)完整的循環(huán)回路系統(tǒng)，形成逐級(jí)的多效效應(yīng)。工質(zhì)設(shè)置為氟利昂、HCFC或者HFC。 基礎(chǔ)集能蒸發(fā)器2包括三維空間聚能的翅片管11，翅片管11的外表面涂有選擇性吸熱涂 層10,翅片管11內(nèi)置換熱芯管12。溫差發(fā)電混流器4設(shè)置為在絕熱保溫層16包裹的密閉 圍護(hù)體，有熱腔13和冷腔14,冷、熱腔之間有溫差發(fā)電板9,末端有混流管15。熱腔13和冷 腔14設(shè)置為多個(gè)，多個(gè)熱腔13和冷腔14并列設(shè)置。
[0026] 渦流管1的材質(zhì)可以是金屬材料，如碳鋼、鋁合金、不銹鋼SUS304、316、310S等。
[0027] 實(shí)施例（一）：
[0028] 本實(shí)施例為利用熱能為主提供熱源的實(shí)施例。渦流管1材質(zhì)為SUS304,進(jìn)氣流量 40m3/min、30m3/min、20m3/min，四只禍流管為多級(jí)連接。
[0029] 基礎(chǔ)集能蒸發(fā)器2材質(zhì)為鋁合金7072的太陽(yáng)花翅片管，020X0150X10X10 (管徑公稱DNX翅片直徑X翅片數(shù)量X管壁厚度_)。材質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)285W/m.k，管壓 彡3. 8MPa，外涂選擇性（陽(yáng)極氧化）鍍層，對(duì)太陽(yáng)光的吸收率彡91 %，紅外法線輻射發(fā)射率 < 10%〇
[0030] 翅片行距200mm，基礎(chǔ)集能蒸發(fā)器2列陣集能面積500 m2。選用工質(zhì)R134a，或 R600,沸點(diǎn)溫度-26. 1°C，臨界溫度：101. 1°C，沸點(diǎn)：-11.8°C，臨界溫度：134. 98°C。工質(zhì)罐 300L不銹鋼鋼瓶，工質(zhì)罐承壓彡4. OMPa?；亓骼鯙闇u旋式壓縮機(jī)10KW，栗壓彡35MPa。
[0031] 溫差發(fā)電混流器為金屬殼，外有50mm Pu泡沫保溫材料，規(guī)格： 200X300X10000(寬X高X長(zhǎng)）mmXlO組，溫差發(fā)電總功率彡18KW。
[0032] 如果本發(fā)明的一種多效（級(jí)）渦流管冷熱雙能機(jī)系統(tǒng)設(shè)備在年光照強(qiáng)度7500MJ/ m2的春秋兩季，環(huán)境溫度25°C地區(qū)使用，可產(chǎn)生500KW熱及冷雙能量，除自身溫差發(fā)電外接 電源能耗為8. 2W，其能效比：EER彡25、C0P彡50,四級(jí)熱能高溫可達(dá)到300°C以上。
[0033] 當(dāng)環(huán)境溫度為25°C時(shí)，工質(zhì)罐內(nèi)可形成工質(zhì)壓力達(dá)到17. 5~18kg/cm2,通過(guò)電磁 閥進(jìn)入基礎(chǔ)集能蒸發(fā)器后，通過(guò)集熱蒸發(fā)器的金屬高導(dǎo)熱壁將環(huán)境空氣熱量和太陽(yáng)能輻射 熱量的熱量加熱，由-26. 2°C (或-11. 8°C )就可以汽化的工質(zhì)經(jīng)換熱加溫迅速溫升，增壓 至3. 0~5. OMPa(白晝光照與夜間或無(wú)光照條件情況下），以3. 0~5. OMPa的載能氣體沖 出渦流管進(jìn)氣口，通過(guò)渦流內(nèi)高速分離，熱氣體由熱端出口排出，溫度為130 °C。冷氣排出溫 度為-28 °C，冷氣進(jìn)入換熱器。
[0034] 130°C的一級(jí)渦流管排出熱氣流進(jìn)入二級(jí)渦流管進(jìn)氣口，經(jīng)二級(jí)渦流管分離后，熱 端出口達(dá)到200°C，冷端出口氣體為