试述现代化空气能转化提取验证机

摘 要 进入21世纪以来，随着全球经济的发展，人类社会对各种资源的利用越来越广泛。但随之而来的问题也日益凸显，尤其是对能源的消耗也是越发巨大。目前的利用方式主要为化石能源的燃烧，外加部分的核能，太阳能等等。虽然有其他能源的补充，但是对化石能源的利用仍然是主导地位。在开采和使用化石能源时，对地球的生态环境的破坏也是巨大的，并且是灾难性的。我们应该更多地去寻找清洁的可再生的能源，和节约使用能源来保护我们本来就已经脆弱的家园。

关键词 热交换；提高热效率；化石能源

本设计是在一个密闭的工作环境中利用空气压缩后内能聚集而产生的高温状态加热液体至沸点以上后，产生蒸汽推动汽轮发电机提取能量的装置。整个系统与外界通道只有进气口与排气口和能量输出端（电力输出、机械输出、电磁输出等等）尽量将空气热能保持在这个密闭环境中运行并加以转化提取。但是简单的压缩加热后不能达到需要的效果。此设计是将进行热交换后压缩气体与进气进行加热后而增加压缩气体内能的利用率。以水蒸气为例，如果想要把空气压缩的温度升高到水蒸气的沸点，需要5～10个大气压。但是想要提高汽轮机的做功效率，必须要将汽轮机入口温度做得更高，如果要达到200度，则需要讲压缩空氣提高到15～20个大气压。这时需要提供很大的输入功率，并且压缩空气排气段的温度也在200度左右，并且整个系统所做出的功不一定比输入功率大。如果需要更高的蒸汽温度则需要将压缩空气的压强继续提高，对整个系统的运行增加更大的难度。但是如果利用排出系统的空气对进入系统的空气进行热交换的话则会大大提高系统的做工效率。由于系统稳定运行后，进气与排气量为恒定值，所以在理想状态下会将进气温度加热到排气口的温度值，将整个系统的效率提高，满足系统运行的需要。同时也会相应降低压缩气体的压缩值和压强，也就是说只要很小的压强就可以把压缩气体加热到很高的温度，最大型程度的减少输入功率。

设备主要系统主要为进气压缩系统；加热蒸发做功系统；热交换系统；安全控制系统及其他辅助系统。

系统运行图如下：

如图所示，进气压缩系统运行顺序如下。首先空气压缩机将气体吸入压缩后注入锅炉室；而后进行热交换后的空气反向流入热交换器；经过泄压阀与泄压罐后气体压力密度下降，并且温度降低在流入气体集热器进行加温吸热后进入下一循环。气体的循环是在一个密闭的环境下进行，其原因是为了将压缩气体的输入功率不受损失，并且可以选择容易被压缩的气体功质。

蒸汽运行系统工作顺序：首先蒸发液被加热至沸点以上，经由蒸汽轮机发电机组；后反向流入到热交换器，对空压机进气进行热交换并且温度降低到沸点以下后流入到回流泵中，进行下一次循环中。

热交换系统工作过程：主要是将吸入气体与排出的废气进行热交换，将能量始终保持在整个大循环中，提高热利用率。

安全控制系统及其他辅助系统：主要负责整个系统的安全运行和传递相应的数据。由于整个蒸发系统将运行在密闭的空间中，将液体加热到沸点以会上存在很大的压力差，以水蒸气为例加热到200度时将产生1553KP，也就是15倍大气压。所以要对整个系统进行安全指标的监视个控制。

整个系统运行的关键指标是当系统平稳运行后输出的稳定电力值和排气温度与进气温度的温度差，如果排气温度大于进气温度则失败。提高系统热效率主要是将空压机压力提高，即可得到更高的热效率，但是也必定加大了输入功率，也是整个系统比较矛盾的地方。这些都是建立在纸面上的推论，希望有志之士提出各种不可行性运行的推断并且共同探讨其中的运行原理。

目前的空气能热水器技术已经相对成熟，效率一般在300%以上。但是热水器只需要将液体加热到70度左右，如果将温度继续提升其热效率将会下降。但是通过本转化机运行后即可将液体温度加热至需要的温度上，并且热效率不会随着液体温度的上升不断下降。做工效率会稳定在300%以上。整个设计主要是为了判定其可行性，如果理论可行将会对现在的能源利用方式进行彻底的改变。改变整个地球的环境和能源摄取思想。

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