CN1110394A - 空气能8字循环空调机-微分冷谷管应用 - Google Patents

Abstract

一种由空气能热泵J管、超冷凝J管、低压差能 量转换热泵构成的，以空气能量为主要制冷(热)循环 动力(简称8字循环)的全新风低能耗高级空调机。 其理论热力能量转换效率EER值可趋向于∞，远高 于卡诺循环效率。因实际空调系统需要风扇、循环 泵、能量控制等耗能元件，实际EER值可达20～ 35。严重制约现行空调发展的三大难题：高能耗，氯 氟烃(CFCs)制冷剂被限制，及室内空气气调品质问 题，可望同时得以解决。

Description

本发明是一种以空气能量为主要制冷（热）循环动力的低压差热泵空调机（以下简称8字机）。空气能是指自然空气中所含有的可被用来制冷（热）的这部分能量。微分冷谷管（J管）是一种单位面积热流量大，并可使终点传热温差无限趋近于零的高效换热器。8字机由空气能热泵J管，超冷凝J管，低压差能量转换热泵M构成的全新风空调机，其温-熵图为8字形的热力循环，可充分利用空气能量来补偿制冷（热）过程所需的循环动力，因而具有极高的热力循环效率。8字机的另一特征是空气调节中冷（热）量的输出均需采用100%的室外新风才能获得最佳热力循环效率。

热力学第二定律指出：热量能自发地从高温物体传向低温物体，而不能自发地从低温物体传向高温物体。卡诺循环，劳伦茨循环是热力效率最高的理想循环，也是各类空调的指导理论。依据上述理论研制的现行各类空调机，其制冷过程必然是高品质能量的耗费及贬值过程，而且现行的各类空调机其热力循环效率远低于卡诺循环效率。

空气调节是调节室内空气的能量状态和空气品质，以满足人体的舒适和生理卫生要求。高能耗及低能量转换效率是现行空调的最大缺陷。一个20m²、2～3人的居室，采用封闭式气流循环，所需制冷量3500W左右。用现行的EER值较高的蒸气压缩式空调，耗电量约1300～1700W。而室内空气的污染主要发生在室内物品及人体的生命代谢运动。封闭式气流循环的是将室内污气吸入制冷后继续输入室内，这种气流循环的结果是污浊度不断加剧的反复性恶性循环，对人体健康极为不利。如果用100%的新风，相应的耗电量需增加1.2倍以上，如此高的耗电量，对于普及性民用空调是不现实的，特别是我国的电力配备，远远满足不了目前的空调需求量。

高品质的气体能量调节是现代空调的唯一出路，否则就满足不了人们的生理卫生需求。制冷过程的能量转换效率是这一课题的焦点，这也是制冷工程师们为之奋斗了几个世纪的目标所在，能否借助于被制冷空气的能量（室外热空气能量更高）来补偿制冷循环所需的能量呢？这就使耗能的制冷过程逆转为能量的存储和产生动力的过程了！只要其获得的能量≥制冷所需的能量，即可使制冷系统自动运行。这当然需要较高的蒸发温度和较低的冷凝温度，并且在换热过程中获得空调所必需的冷（热）谷温度。

图1是8字循环温熵TS图。

在制冷循环中：

T₂是热谷温度，也是室外空气干球温度。T₂＝T_K（热谷是最高温点）。

T₁是冷谷温度，也是冷风输出温度。T₁＝T₀（冷谷是最低温点）。

T₄是空调房间的空气湿球温度。

T₃是冷凝空气的排气温度。

Ⅰ区：1-J-2过程是制冷工质对从T₀～T_K的连续变温吸热（储存空气能量）过程;所对应的被制冷空气侧是Ⅱ区：2-J-1过程是被制冷空气从T_K～T₀的连续变温放热过程。

Ⅲ区：3-J-4过程是制冷工质对从T₃～T₄的连续变温放热过程;所对应的Ⅳ区：4-J-3过程是冷凝空气从T₄～T₃的连续变温完全湿吸热过程。

2-3是从高温至低温的绝热泵送过程。

4-1是绝热膨胀过程。

△_1J4的面积是制冷循环所需的功W₁;△_2J3的面积是制冷循环所获得的空气能量W₂，W₂是有用净功。J点是制冷工质对的吸热线和放热线之交点。逆时针走向的△_1J4是8字循环中的制冷机，顺时针走向的△_2J3是8字循环中空气能发动机，J点是制冷机和空气能发动机的串联点。

制冷循环所需补偿的功为W₁-W₂＝△W

热力性能系数EER＝ (Q_M)/(△W) ，Q_M是制冷量。

当W₂≥W₁时可借助于空气能量W₂而自动运行，这时EER→∞。

当冷谷温度T₀降低时：T₄也随之下移、J点也随之下移、W₁和W₂同时增加、△W＝W₁-W₂并不增加，可见8字循环在耗功的制冷过程中同时又获得空气能量W₂。

图2是理想的卡诺循环、劳伦茨循环和8字循环的TS对比图。

是卡诺循环。

是劳伦茨循环。

是8字循环。

在相同的T_K和T₀条件下卡诺循环耗功最大，制冷量最小;8字循环制冷量最大，耗功最小;劳伦茨循环介于卡诺循环和8字循环之间。T_K和T_O的温差越大上述对比差也越明显。

J管的传热过程是充分的、无限微分的不等温过程，其终点传热温差无限趋近于零。因而1-J-2和3-J-4可以认为是可逆的连续变温过程。8字循环是由两个可逆的连续变温和两个等熵过程所构成。

图3是8字机制冷过程示意图。

参见图3：J₁.空气能热泵J管、J₂.超冷凝J管、M.低压差能量转换热泵、13.液汽输送管、16.输液管、17.节流阀、3.工质分配管、4.垫片、5.导热片、6.膜式蒸发面、7.波纹导热片、8.夹板、9.积水盘、10.接水盘、11.回路管、12.送风扇、14.出风调节窗叶、18.喷嘴、19.排风扇、20.dx_n微分绝热片、21.dy_n微分绝热片。

J₁是通过导热片换热的。按图2平行排列的平面状金属导热片将J₁分隔Ⅰ区和Ⅱ区。Ⅰ区是导热片和dx_n微分绝热片组成的从T_O-T_K的制冷工质无限微分不等温吸热（储能）区（dx_n流道）;Ⅱ区是导热片和波纹导热片组成的从T_K-T_O的被制冷空气的无限微分不等温放热区（dy_n流道）。波纹导热片是薄金属材料制成的dy_n方向的导热量可视为零，可在dy_n方向将导热片绝热切割为很多条形温区;其次是增大导热片与空气的换热面积。dx_n微分绝热片用热阻较大的非金属材料制成，在dx_n方向将导热片绝热切割成很多条形温区。因此导热片被dx_n、dy_n绝热切割成无数个（dx_n、dy_n）微等温导热面，而每一个微等温面和彼此相邻的微等温面（dx_n+1、dy_n）或（dx_n、dy_n-1）的温度既不相等其温差又趋向于零。由于J₁的导热面是无限微分和不等温导热面，因此可以认为J₁是从T₀～T_K（或T_K～T_O）的连续变温导热面，并且两侧的变温过程是同步的。

处于热谷温度T_K的室外空气a₁，在送风扇推动作用下沿a₂方向在Ⅱ区的dy_n流道内充分地连续变温加热导热片，放热至冷谷温度T_O的冷风a₃经出风调节窗叶输入室内。其被制冷过程在T-S图上对应于2-J-1（T_K～T_O）的连续变温放热过程。

吸收剂i和制冷剂x组成的稀溶液g₁经输液管均匀分配各个工质分配管从喷孔喷入Ⅰ区平行排列的各个dx_n流道内，按g₁→g₁₂→g₂方向流动，回路管是dx_n流道的拐弯处。g₁→g₁₂→g₂在dx_n流道内的吸热过程在T-S图上对应于1-J-2（T_O-T_K）的连续变温吸热过程。在等压状态P₁下g₁从T_O冷谷温度充分地、连续变温被加热至热谷温度T_K，g₁内含的液态制冷剂x逐步吸热蒸发为过热温度T_K-T_O＝△T的汽态制冷剂x₂，g₁也相应地被加热至过热温度△T的g₂浓溶液。

由于J₁的换热过程是在微等温面上进行的，而每个微等温面又总是使其导热片两面的制冷工质对i、x和被制冷空气的温度尽其可能地趋于等温，其终点传热温差必然趋向于零，因此制冷工质对从T_O-T_K的吸热过程是无热损的可逆过程。而应用于实际热交换的J₁其传热温差为0.1～0.5℃，并没有必要去苛求传热温差→0。

J₁的热泵性表现在：g₂和x₂强烈过热，在T_O-T_K的可逆吸热过程中储存了△T这部分空气能量W₂，其制冷的过程又同时是储能的复合过程。

J₂也是由导热片换热。按图2平行排列的平面状金属导热片将J₂分隔为Ⅲ区和Ⅳ区。Ⅲ区是导热片和dx_n微分绝热片组成的制冷工质对g₂和x₂从T₃-T₄的无限微分不等温被冷凝而液化为g₁的放热区（dx_n流道），T-S图对应于3-J-4。与Ⅲ区对应的冷凝空气侧是Ⅳ区。Ⅳ区是导热片和dy_n微分绝热片组成的从T₄-T₃的冷凝空气无限微分不等温完全湿吸热区（dy_n流道），T-S图对应于4-J-3。导热片的外侧贴合着多孔吸水材料制成的膜式蒸发面，其膜面具有良好的载水、吸水性和较大的多孔表面积。载水性可大大提高膜式蒸发面和导热片的传热系数;多孔性可形成较大的湿蒸发表面积;使其冷凝过程成为温度较低的完全湿吸热过程。由于湿空气的定压比热Cp₁较干空气定压比热Cp₂大得多，由此T₄-T₃温升较小。dx_n微分绝热片和dy_n微分绝热片均采用热阻较大的非金属材料制成，可将导热片的两面被微分绝热切割为无限多个（dx_n、dy_n）微等温导热面，因而使J₂的导热片成为从T₄-T₃（或T₃-T₄）的连续变温导热面。

从J₁输出的冷风a₃在室内提取热、湿量后，成为人体舒适度所需温、湿度a₄，被排风扇强制吸入Ⅳ区的dy_n流道内沿a₅方向在膜式蒸发面上充分吸收水汽从湿球温度T₄升至湿球温度T₃的饱和态a₆而排向大气。

从J₁流出的压力为p₁的g₂和x₂被M泵压至p₂，经液汽输送管分配给J₂的各个工质分配管从喷孔喷入Ⅲ区的dx_n流道内，沿g₂→g₁方向从T₃～T₄充分地、连续不等温放热而逐步液化为过冷稀溶液g₁·g₁经输液管和节流阀流入J₁……如此往复循环。

J₂的换热过程也是在无限微分的微不等温导热面上进行的，其终点传热温差→0。因此从T₃～T₄的被冷凝过程和其对应的从T₄～T₃的冷凝空气湿吸热过程均是可逆连续变温过程，并且两侧的变温是同步的。

过热浓溶液g₂在T₃～T₄较低温度的冷凝状态下，其表面分压远低于p₂，具有强烈吸收气态制冷剂x₂并使其液化而放热的能力。因此J₂的超冷凝性表现在低温和低压冷凝两个方面，这是因为g₂储存的W₂和T₃～T₄低温冷凝双重作用的结果。超冷凝又可使g₁稀溶液的过冷，使制冷量增大和T_O进一步降低，这就更促使了系统的良性循环。可见J₂是一台负压发动机存在于8字循环系统内。

在实际循环中，J₁和J₂的不等温传热温差在0.1～0.5℃，而并无必要去苛求传热温差→0，因此，1-J-2和3-J-4过程仍有少量不可逆

损存在。另一方面，制冷工质对流体往复流动、分配时必然有摩擦阻力存在;4-1过程并不是等熵过程而是等焓的节流降压过程也有不可逆 损存在。

上述不可逆过程形成的

损表现为系统净功的损耗△W₁。因此8字机热力循环所需补偿的功W_M＝△W₁+△W。W_M＞理想8字循环需的补偿功△W。W_M由低压差能量转换热泵M来提供。M的泵送作用将液态g₂和汽态x₂同时从p₁增压至p₂向J₂入口输送，使吸收制和制冷剂组成的工质对按图3进行热力运行，完成能量输送和能量转换过程。

由于J₁和J₂的传热温差极小，J₂的超冷凝作用P₂-P₁＝△P压差较低，因此4-1过程的等焓节流 损和制冷工质流体摩擦阻力引起的

损也较小;所以系统的总净功损耗△W₁也较小。可见8字机不但有极高的理论EER值，而且有较高的热力完善度。在标准的测试工况条件下其实际EER_M＝ (Q_W)/(W_M) 可达20～35。

图4是

工质为吸收剂和制冷剂组成的8字机和 工质为共沸或单一制冷剂的卡诺制冷机及

工质为非共沸混合制冷剂的劳伦茨制冷机的TS比较图，图5是其相应的压焓Ph比较图。现行的市售卡诺和劳伦茨制冷机（除大型空调）均采用风冷式冷凝器和风冷式蒸发器。由于风冷式冷凝器的冷凝温度较室外环境温度高13～15℃，风冷式蒸发器的蒸发温度较冷风出口温度低8～12℃，而8字机的J管传热温差为0.1～0.5℃。在相同的冷风输出温度和相同的环境温度T_K前提下：卡诺、劳伦茨制冷机的冷凝温度大于T_K和冷凝压力大于P₂，而蒸发温度却低于T_O和蒸发压力却低于P₁。从图4和图5对比可知在实际的制冷系统中：冷凝压力愈高、蒸发温度愈低、耗功也愈大、而制冷量反而愈小。

设：卡诺制冷机的耗功为W_C，制冷量Q_C、EER_C

劳伦茨制冷机的耗功为W_L，制冷量Q_L、EER_L

8字机的耗功为W_M，制冷量Q_M、EER_M

∵W_C＞W_L＞W_M而Q_M＞Q_L＞Q_C

∴EER_M＞EER_L＞EER_C

8字机具有较大的吸气过热温度，这部分热量由吸收剂的温升来运载，因此8字机应选择热容量大，导热系数高的吸收剂;还具有较大的过冷温度（是超冷凝作用的结果），因此制冷量Q_M较Q_C和Q_L大得多。因卡诺、劳伦茨制冷机EER值较低不能采用100%新风，而8字只有在采用100%新风时，才表现出最佳的热力循环效率。

参见图3，含湿量x₁的室外空气a₁在J₁内放热到冷谷温度T₀的a₃冷风，a₃含湿量降为x₂，则每Kg输入冷风的凝水量为x₁-x₂＝△x₁。△x₁滴入接水盘从水管流入积水盘内，由水泵定时、定量从喷嘴喷向J₂的膜式蒸发面。J₂的冷凝是湿吸热过程，含湿量x₃的室内空气a₄从J₂的膜式蒸发面上吸收水汽演变为含湿量x₄的湿空气a₆而排向室外，其每Kg排出空气的耗水量为x₄-x₃＝△x₂。8字机在单位时间输入空气和排出空气是等量的，因此当△x₁＝△x₂时为水平衡点。由于自然空气的含湿量x₁和室内的湿负荷x₃-x₂无法预定（是动态的），因此积水盘内的存水量在△x₂＞△x₁时应由自动供水装置补充，在△x₁＞△x₂时自动溢出。

参见图3、图6，当J₁作为室内机，J₂作为室外机时：J₁的被制冷空气即为室内空气的封闭循环气流;J₂的冷凝空气是从室外吸取再排向室外（相当于现行的分离型空调）。这时8字机的T-S图就演变为图6的刀字形T-S循环图（简称刀字机）。

T₂是室内空气的干球温度。

T_S是室外空气的湿球温度。

T₃是J₂的排气湿球温度。

T₀＝T₁是冷谷温度也是J₁的输出冷风温度。

刀字机在实际运行时T₂是变化的。当T₂＝T₃时：J点和T₂、T₃点重合为一点，W₂＝0。当T₃＞T₂时J点消失。刀字机和8字机是同一系统也是由两个近似可逆的连续变温过程、一个绝热泵送过程、一个等焓节流过程构成。

设定8字机和刀字机是相同的冷谷温度T₀。

因为：T₂＜T_K，T_K是室外环境温度;

T_S＞T₄，T₄是室内空气湿球温度;

也就是刀字机热谷温度低于8字机，冷凝温度高于8字机;因此制冷过程中刀字机所获得空气能量W₂′小于8字机。则刀字机M向系统输入的功W_M′应大于8字机所需的功W_M。但是刀字机同样可在耗能的制冷过程中储存空气能量，J₁的热泵性和J₂的超冷凝性仍然存在，并且传热过程的不可逆损失较小，因此也具有较高的热力循环效率和EER值。

如果在刀字机中将制冷工质对改换为非共沸混合制冷剂;那么图6的刀字循环即变化为

的劳伦茨循环。从图中可以看出，劳伦茨循环所需的功W_L＞2W_M′;且由于吸热线1-2′以下的面积小于以刀字机吸热线1-J-2以下的面积;可知刀字机可比劳伦茨制冷机的性能系数EER高1倍以上。若将刀字机的工质改换为共沸制冷剂或单一制冷剂时，刀字循环即退化卡诺循环其性能系数EER还要进一步降低。因为劳伦茨制冷机和卡诺制冷机在制冷过程中不可能利用到空气能量，使J₁的热泵性和J₂的超冷凝性消失;所以8字机和刀字机只有在使用制冷工质对，才能获得其较高的性能系数。

8字机可制成窗型机。图7是窗型8字机。参见图7：其中心线以上为J₁（空气能热泵J管）部分;中心线以下为J₂（超冷凝J管）部分。22.水过滤器、23.水泵、24.电磁控制阀、25.J管夹板、26.制热喷嘴、27.回流板、28.排风调节窗叶、9.积水盘。其余标号和图3名称一致。J管夹板用于J管的装配。

室外自然空气被送风扇驱动通过J₁的dy_n流道放热至冷谷温度T₀的a₃输入室内;室内空气a₄在排风扇的抽吸作用下经出风调节窗叶导向后在J₂的dy_n流道的膜式蒸发面上提取湿、热后，以a₆态排向大气。J₁、J₂的回流板用以分隔dx_n流道，以使其制冷工质对在J管内呈U字形流动。

在制冷时喷嘴定时、定量向J₂的膜式蒸发面喷雾，及时润滑膜式蒸发面。水泵定时、间歇式向电磁控制阀送水;电磁控制阀在制冷时向喷嘴供水、在制热时则向制热喷嘴供水。水过滤器可防止杂物进入供水系统。

8字机在用作制热（热泵）时：J₁仍是空气能热泵J管，只是将冷谷转向室外;J₂仍是超冷凝J管，但要将其形成的热谷转入室内。须作如下变换：

1.将J₁、J₂的制冷工质的入口同时切换为出口、出口同时切换为入口使其制冷工质对反向运行。

2.使送风扇反向运转而成为排风扇从室内向室外排风，室内空气经J₁的dy_n流道放热至冷谷温度排向大气;

使排风扇反向运转而成为送风扇，室外新风经J₂的dy_n流道吸热吸湿至热谷温度输入室内。

3.在J₁左侧、在J₂左侧的制热喷嘴在电磁控制阀和水泵的作用下定时向J₁和J₂喷雾用以润湿J₂的膜式蒸发面和及时化解J₁的dy_n流道内的积霜。积水盘内可以加入适量丙三醇（甘油）或乙二醇溶液以增强J₁和J₂的热交换性能和防止J₁的dy_n流道形成冰堵。

8字机、刀字机由于J管的传热温差小，且冷凝温度较低，温升较小。即使用作劳伦茨循环和卡诺循环时，较现行的市售空调相比也可使其性能系数EER大大提高。

Claims (12)

1、本发明是一种由空气能热泵J管(J₁)、超冷凝J管(J₂)、低压差能量转换热泵(M)组成的，可充分利用被制冷空气能量作为制冷热力循环动力的全新风(输入冷风全部是室外新鲜空气)、全换气(冷凝空气全部是室内空气)的8字循环空气调节机(简称8字机)，其特征在于：在TS图上工质从T₁-T₂的连续不等温吸热弧线和从T₃-T₄的连续不等温放热弧线相交于J点，工质流动方向与被制冷空气(T₂-T₁)和冷凝空气(T₄-T₃)的流动方向相反、温度变化同步且传热温差趋近于零，工质是制冷剂x和吸收剂i组成的工质对。

注：T₁是冷谷温度、T₂是热谷温度也是室外环境温度、T₃是冷凝空气的排气温度、T₄是室内空气的湿球温度。

2、据权利要求1所述8字循环由一个从T₁-T₂可逆的等压（P₁）连续不等温吸热过程和一个从T₃-T₄可逆的等压（P₂）连续不等温放热过程、一个从T₂-T₃的绝热泵压过程、一个从T₄-T₁的绝热膨胀过程（实际8字机是等焓节流）构成其特征在于：在TS图上T₁-T₂弧线与T₃-T₄弧线相交于J点、J点右上侧顺时针走向的△_3J2面积是空气能发动机所获得的净功W₂，J点左下侧逆时针走向的△_1J4面积是制冷机所需净功W₁，当W₂≥W₁时性能系数EER→∞，当T₁降低时T₄和J点同时随之降低、W₁和W₂同时相应增大。

3、据权利要求1所述J₁是由导热片（5）导热的，其平行排列的平面状金属导热片（5）的两侧分别为Ⅰ区和Ⅱ区，Ⅰ区是导热片（5）和dx_n微分绝热片（20）组成的dx_n流道、是工质从T₁-T₂的无限微分不等温吸热（储能和被加热）区，Ⅱ区是导热片（5）和波纹导热片（7）组成的dy_n流道、是被制冷空气从T₂-T₁的无限微分不等温放热区，其特征在于：dx_n微分绝热片（20）是用热阻较大的非金属材料制成的波纹形绝热分割片、可在dx_n方向绝热分割导热片（5）的换热温区，波纹导热片（7）用较薄的金属材料压制而成的波纹形翅片其dy_n方向的导热量可视为零、可在dy_n方向绝热分割导热片（5）的换热温区和增大导热片（5）与被制冷空气的换热面积，因此导热片（5）被dx_n和dy_n绝热分割为无限多个微等温面、每一微等温面（dx_n、dy_n）和相邻的微等温面其温度既不相等而温差又趋向于零，所以工质从T₁-T₂的吸热弧线是和被制冷空气从T₂-T₁的放热弧线是流向相反的重合曲线、工质的吸热过程是受被制冷空气的加热过程。

4、据权利要求3所述J₁的dx_n流道其工质的入口处和出口处是工质分配管（3）、工质分配管（3）上均布着工质流体分配孔、dx_n流道的出口并联后接液汽输送管（13）、dx_n流道的入口并联后接输液管（16）、回流板（27）用以分隔dx_n流道、回路管（11）是dx_n流道的拐弯处、工质在回流板两侧以U字形流动，其特征在于：压力为P₂的x和i组成的稀溶液g₁在输液管（16）上经节流阀（17）等焓节流降压为P₁在J₁的入口处均匀分配给各个工质分配管（3）、从其上的流体分配孔中喷入平行排列的dx_n流道，g₁在dx_n流道流动过程中被Ⅱ区dy_n流道内的被制冷空气从T₁-T₂连续而充分地加热为过热温度为T₂-T₁＝△T的过热蒸汽x₂和浓溶液g₂、dy_n流道的被制冷空气也从室外温度T₂放热至冷谷温度T₁而输入室内，g₂和x₂在流体分配孔中流入dx_n流道出口处的工质分配管（3）汇合后进入液汽输送管（13）被M泵压至P₂后送向J₂的入口，因此，J₁的热泵性表现在：工质g₁在被加热为g₂和x₂过程中不但运载了△T部分热量而且也储存了W₂这部分空气能量。

5、据权利要求1所述J₂也是由导热片（5）导热的，其平行排列的金属导热片（5）的两侧分别为dx_n流道和dy_n流道，dx_n流道是导热片（5）和dx_n微分绝热片（20）构成的、dy_n流道是贴合着膜式蒸发面（6）的导热片（5）和dy_n微分绝热片（21）构成，dx_n流道是工质g₂和x₂从T₃-T₄无限微分不等温放热而冷凝液化稀溶液g₁的放热区、dy_n流道是冷凝空气从T₄-T₃的完全湿吸热区，dx_n微分绝热片（20）和dy_n微分绝热片（21）是用热阻较大的非金属材料制成的波纹形绝热片，因此J₂导热片（5）和膜式蒸发面（6）是被dx_n和dy_n绝热分割的无限多的微等温面、工质的放热弧线T₃-T₄和冷凝空气的吸热弧线是流向相反的重合曲线。

6、据权利要求5所述的J₂的dx_n流道与权利要求4所述的J₁的dx_n流道相同在出口、入口处都有均布着工质流体分配孔的工质分配管（3），dx_n流道的入口并联接液汽输送管（13）、出口并联接输液管（16），经M泵压至P₂的g₂和x₂经液汽输送管（13）进入J₂的入口、经J₂冷凝后的g₁从J₂的出口汇入输液管（16）流经节流阀（17）送向J₁入口……如此往复循环。

7、据权利要求5所述J₂的膜式蒸发面（6）其特征在于：是用多孔、吸水性较好材料制成、其膜面有良好的载水性、吸水性和较大的蒸发表面积，载水性和吸水性可大大提高膜式蒸发面（6）和导热片（5）的换热系数，多孔性可形成极大的水蒸发表面积使之dy_n流道成为完全湿吸热的冷凝气体吸热流道，由于T₂的冷凝是完全的湿吸热过程，因而T₄-T₃温升较小，温度较低。

8、据权利要求1所述J₂的超冷凝性表现在J₂的低温冷凝和dx_n流道内的低压冷凝两个方面，过热温度为△T的浓溶液在较低的冷凝温度（T₄-T₃）冷却下其表面分压远低于P₂、具有强烈吸收汽态制冷剂x₂并使其液化而在低压下向高温放热之能力，可使J₂的dx_n流道的冷凝压力P₂大幅度降低，因此权利要求2所述的空气能发动机实际是存在于J₂的dx_n流道内的负压发动机。

9、据权利要求1所述低压差能量转换热泵（M）其特征在于：M是低压差工质g₂和x₂液汽输送泵，g₂和x₂可以是液汽共送、也可以g₂和x₂分别输送。

10、据权利要求1所述的8字机在J₁和J₂分离安装时即为分离型8字机、合并安装时即为窗型8字机，当J₁作为室内机（被制冷空气是封闭式气流循环）、J₂作为室外冷凝器（冷凝空气在室外吸取）时其特征在于：8字循环因J₁所获得的空气能量减少和冷凝温度升高，而转化为刀字形TS循环图（简称刀字机），刀字机因W₂减小、W₁增大其热力循环性能系数EER较8字机相比降为1/2EER_M，但因刀字机和8字机是同一系统J₁的热泵性和J₂的超冷凝性仍然存在、且系统的不可逆

损较小，因而仍有较高性能系数和热力学优势。

11、据权利要求1所述的8字机用作热泵（制热机）应用时其特征在于：J₁仍是空气能热泵J管使室内空气冷却至冷谷温度排向室外，J₂仍是超冷凝J管使室外空气加热到热谷温度输入室内，同时应将J₁和J₂的工质入口同时切换为出口、出口同时切换为入口，使J₂的排风扇（19）反转而向室内送风、使J₁的送风扇（12）反转而向室外排风，J₁左侧和J₂右侧的制热喷咀（26）在水泵（23）和电磁控制阀（24）的作用下定时、定量向J₁和J₂喷雾以及时润湿J₂的膜式蒸发面和定时化解J₁的dy_n流道内的积霜，在积水盘（9）内可加入适量丙三醇或乙二醇以提高J₂和J₁的热交换系数，并防止J₁的dy_n流道形成冰堵。

12、据权利要求1和11所述的8字机和刀字机在制冷工质改换为单一工质或共沸工质时则退化为卡诺制冷机、在制冷工质改换为非共沸工质时则退化为劳伦茨制冷机，这时J₁的热泵性和J₂的超冷凝性消失、制冷（热）过程则成为纯耗费净功的过程，但因J管的传热温差较小，J₂的湿冷凝过程温度低，温升小，其热力学优势较现行空调相比依然存在。

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