中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn热泵冷凝技术与低温发动机原理谢春阳*（深圳龙澄高科技环保有限公司）摘要：把自然环境作为高温热源，采用低沸点工质在环境温度下吸热汽化、过热做功的低温发动机，它利用热泵冷凝技术使动力工质的乏汽在人造低温热源中冷凝液化，然后被增压重新回到高温热源吸热汽化，并过热后膨胀驱动涡轮做功，完成热力循环并输出有用功，其整个系统在低于环境温度以下运行，把环境热能通过热功转换的方式转变成机械能，或再转变成电能，使人类获得动力能源和冷源。关键词：低温发动机；热泵冷凝技术；人造低温热源；环境热能中图分类号：TK121》TheHeatpumpCondentionandThePrincipleofTheLowCryogenicEngineXieChunyang(ShenzhenLongchenghigh-techEnvironmentalProtectionCo.,Ltd.,)Abstract:Takingthenaturalenvironmentasahightmperatureheatsource,thecryogenicengineworksbasedontheendothermicvaporizationinenvironmenttmperatureandtheoverheatingactingoflowboilingworkingfluid.TheworkingfluidiscondensatedintheartificiallowtemperatureenvironmentbytheHeatpumpConentionTechnology,andpumpedbacktothehightemperatureheatsourcetobevaporizedagain.Whiletheexpansionalfluiddrivestheturbinestoact,onetimeofthermodynamiccycleisfinishedandengineoutputstheusefulworks.Theworkingtmperatureofthewholesystemisbelowtheenvironmentaltemperature.Theambientheatenergyistransformedintomechanicalenergybytheheat-to-powerconversion,further,thelatteristransformedintoelectricpowertoprovidethepowersourceandcoldsource.Keywords:cryogenicengine；heheatpumpcondensingtechnology；artificiallow-temperatureheatsource；ambientheat0引言随着工业的飞速发展，人们生活水平的改善，人类对动力能源的需求日益膨胀，而目前主要的动力能源是通过化石燃料燃烧的化学能以热能的方式，通过热功转换变成机械能，或再转变成电能加以利用。由于化石燃料的快速开采，将逐渐枯竭，更主要的是各种燃烧机所排放的有害产物，严重污染环境，威及人类健康及生物生长，其终产物CO2的增加，导致全球“温室效应”的加剧，从而引发的自然气象灾害给人类造成不可估量的损失。近来核能的利用，给人类带来希望，却让人们感觉到它的失控将为人类带来灭顶之灾。因此，节约能源、利用余热能源就成了人类重中之重，随着余热温度的降低，就必须采用沸点更低的动力工质，当我们采用低沸点工质（如液态氮、氢）时，在自然环境温度下，就已经成为超临界蒸汽，只要它有一个温度更低的环境能让它的乏汽冷凝，就能完成热力循环并输出用功。利用热泵冷凝技术使蒸汽动力工质的乏汽在人造低温环境下冷凝液化，回收冷凝热再次进入动力循环做功。利用低沸点工质在环境温度下吸收环境热能，通过热功转换的方式转变成机械能，它在没有外力、不消耗任何燃料的情况下，使自然环境温度降低而源源不断地获得有用功。它的能量来自环境热能，它的运行使外界温度降低，而环境温度的自然循环足以满足本机的正常运行。低温发动机是采用热泵冷凝技术和蒸汽动力技术相结合的热力循环方式，它有一个热力循环、热功转换的过程，它同时遵守热力学第一定律、热力学第二定律。*作者简介：谢春阳（1969-），男，工程师，从事工业余热及环保能源的研究.E-mail:chunyzl@126.com-1-51015202530354045中国科技论文在线http://www.paper.edu.cn为进一步说明低温发动机的可行性，现在以最简单的蒸汽动力循环（郎肯循环）和最常见的蒸汽压缩式热泵制冷循环组成的低温发动机进行热力分析；希望与热力学专家、学者以及广大热电工程人员共同探寻人类能源与环保的路径。1工作原理热力学第二定律告诉我们，循环热力发动机的效率是由热机的高温热源与低温热源的温差决定的，与温度高低无关。现代大型火电及核电都采用水蒸汽动力循环，它是把外界环境作为低温热源，把能获得的高温锅炉或核反应堆作为高温热源。其中水在高温热源中吸热汽化并过热后做功，然后在低温热源中（环境温度下）放热，完成热力循环...