Transcript 生物機電之閉迴路循環觀點 方煒 台大生機系教授 2005農機/生機論文發表會 屏東 生態上的 閉迴路循環 水循環 碳循環 氮循環 磷循環 海洋環流 龍捲風 （乾冷＋濕熱) 熱力學領域的 閉迴路循環 蒸汽動力循環 氣体動力循環 冷凍空調循環 Q out  Qin  WC 冷凍空調系統 高壓低溫液態 Q out Hot air 高壓高溫氣態 Condenser WC 冷凝器/熱排 EV 膨脹閥 Capillary tube 毛细管 低壓低溫液態 蒸發器/冷排 Q in C 壓縮機 Evaporator Cold air 低壓高溫氣態 熱氣出口 血液循環 心臟  double pump ？  體循環/大循環  肺循環/小循環 Heart beat.

生物機電之閉迴路循環觀點
方煒 台大生機系教授 2005農機/生機論文發表會 屏東
生態上的
閉迴路循環
水循環
碳循環
氮循環
磷循環
海洋環流
龍捲風
（乾冷＋濕熱)
熱力學領域的
閉迴路循環
蒸汽動力循環
氣体動力循環
冷凍空調循環
Q out  Qin  WC
冷凍空調系統
高壓低溫液態
Q out
Hot air
高壓高溫氣態
Condenser
WC
冷凝器/熱排
EV
膨脹閥
Capillary tube
毛细管
低壓低溫液態
蒸發器/冷排
Q in
C
壓縮機
Evaporator
Cold air
低壓高溫氣態
熱氣出口
血液循環
心臟
 double pump ？
 體循環/大循環
 肺循環/小循環
Heart beat begins with an electrical
impulse from the SA (sinoatrial) node
仍然是單一動力源
血管為什麼要有舒張壓
血液循環
冷凍空調
血管缺乏舒張壓就没有彈
性位能，血管與器官都
會扁掉
冷媒管缺乏低壓側壓力，
大氣壓力與壓縮機的負
壓會把冷媒管壓扁
收縮壓 (血液擠向動脈)
動態調配血液的力量
高壓側壓力
舒張压 (血液由動脈流出)
保持血管彈性的力量
低壓側壓力
讓冷媒流回壓縮機的力量
心臟之體循環(大循環)
 充氧血液經壓縮由左心
室至左心房，在左心房
經壓縮排出，
 通過主昇動脈泵入體内上
中下三區，
供應主要
器官氧氣之後成為
缺氧血液
 經過微血管，進入靜脈，
流回心臟的右心室
vs.高壓側
 氣態冷媒進入壓縮機
至排出
 冷媒在熱排散熱，冷凝
成為液態冷媒
心臟之肺循環(小循環)
 在右心房經壓縮排出的缺
氧血液通过直径擴大的肺
動脈泵入肺中，肺内容積
大幅加大，血液喷入
 血液在肺泡内進行氣體交
換，排出二氧化碳，吸進
氧氣，使血液恢復成為充
氧血液
 通過肺靜脈回到左心室
vs.低壓側
 在熱排末端儲液器內
的液態冷媒進入膨脹
閥
 冷媒經膨脹，降壓，
在冷排吸熱，汽化，
成為低壓氣態冷媒
 經由回流冷媒管回到
壓縮機
血液循環理論應用於冷凍空調系統的研發
高血壓
壓縮機高負荷
 高舒張壓：肺功能不
足造成血液含氧量不
足
 高收縮壓：動脈硬化
或阻塞造成血液循環
差，供血量不足
 造成器官缺氧
 心臟加速動作，形成
高血壓
 低壓側冷排中冷媒吸
熱不足，液態冷媒被
液氣分離裝置留住，
進入壓縮機的氣態冷
媒量不足
 高壓側熱排中散熱過
度，液態冷媒多，造
成壓損大
 壓縮機負荷大，過熱，
停機
血液循環理論應用於冷凍空調系統的研發
二尖瓣：位於左
分液器：位於低
心室與左心房之間，
防止體循環之血液逆
流
壓側，避免氣態冷媒
進入膨脹閥
三尖瓣：位於右
心室與右心房之間，
防止肺循環之血液逆
流
儲液器：位於高
壓側，避免液態冷媒
進入壓縮機
右心室
右心房
三尖瓣
靜脈
熱氣出口
動脈
身體
右肺動脈
左心房
左肺動脈
肺臟
二尖瓣
左心室
血液循環與「氣」
氣聚膻中
膻中(主昇動脈轉彎處)
血液循環中動能只占總能量的2%
98%能量在膻中(主昇動脈轉彎處)轉為彈性位能
血管缺乏彈性位能，就没有舒張壓，血管與器官都會扁掉
王唯工，2004
太極？
太極觀點的冷凍空調循環
低壓區
低壓低溫冷媒
高壓區
太陽
高壓高溫冷媒
壓縮機
氣態區
蒸發器
冷排
液態區
太極
少陽
兩儀
低壓低溫冷媒
冷凝器
熱排
少陰
膨脹閥
太陰
四象
高壓高溫冷媒
循環(cycle)就是一個畫圓的動作
太極者，無極而生，陰陽之母也
八卦觀點的冷凍空調循環
冷媒
高壓高溫熱
兩段熱排
排
散
熱
膨
脹
閥
低溫減
壓
冷
排
兩段吸熱 吸
熱
氣態
液態
兩段膨脹
低壓
液態
氣態
太極生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦
壓
縮
機
加
壓
兩段加壓
大循環：ㄧ個壓縮機，兩個凝結器(熱排)
充氧血供應
身體各區器
官的氧氣
2000，左
小循環：ㄧ個壓縮機
兩個蒸發器(冷排)
ㄧ顆心臟兩片肺
ㄧ對二分離式冷氣
兩個循環串聯
一元串聯式
兩顆心臟各自分工
Cycle A以肺循環為主
Cycle B以體循環為主
A與B在一處直接交換
Cycle B
Cycle A
含中間冷却的一元串聯式壓縮冷凍循環
兩顆心臟各自分工
Cycle A以肺循環為主
Cycle B以體循環為主
A與B在兩處為直接交換
Cycle B
Cycle A
多ㄧ顆心臟
加強體循環
二次膨脹：毛細管與膨脹閥串聯
熱排
2001，左
二次膨脹：毛細管與膨脹閥並聯
？？
熱排在
水槽内
冷排由太陽能
熱水器吸熱
2002, 黃
二次膨脹：兩個熱排之間增加ㄧ次膨脹
p
第一段散热
第二段散热
二次膨脹
h
2000, 2001 方 & 蕭
太極理念應用於冷凍空調系統的研發
 借力使力：機由己發，力從人借
 熱排後段與冷排後段結合
 加强散熱與吸熱利用
 熱排前段與冷排前段結合
 預冷與預熱
P-h Diagram
熱排後段與冷排後段結合
熱排前段與冷排前段結合
热排後段與冷排後段結合
 允许兩端各取所需
 左侧可視為熱排散热
之延續或加强
 右侧可視為冷排吸熱
之延續或加强
新增一个
熱交换器
(機由己發)
機由己發：熱排後段加在冷排下方
C
C
冷排
熱排
冷排
熱排
2000，左
P-h Diagram
熱排後段與冷排後段結合
預先散热
預先吸熱
熱排前段與冷排前段結合
結論
血液循環與太極
是遠比冷凍空調循環先進的閉迴路循環
研究冷凍空調循環要了解血液循環
由最簡單的生物開始
由了解西醫
如何治療高低血壓，
如何治療心臟病開始
研究冷凍空調循環要讀太極拳譜
由自己練拳開始
謝謝聆聽
敬請指教