專利名稱：抽空-壓縮式空調(diào)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于制冷設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在市場上的制冷設(shè)備有兩類，一類是壓縮式制冷，另一類是吸收式制 冷。壓縮式制冷設(shè)備的原理是液態(tài)制冷劑在蒸發(fā)器中變成氣態(tài)時吸收熱，壓縮機將 氣態(tài)制冷劑壓縮成液態(tài)后溫度很高，通過冷凝器釋放熱。吸收式制冷設(shè)備的原理是對三個物理現(xiàn)象的利用，1、溴化鋰與水的混合物加熱 后，水被汽化，而溴化鋰維持液態(tài)；2、在常溫以下，水蒸汽會被溴化鋰所吸收，釋放出大量潛 熱；3、在亞真空狀態(tài)下，水在常溫下就可以被汽化，吸收大量潛熱。根據(jù)這三個物理現(xiàn)象，可 以做成吸收式制冷設(shè)備。溴化鋰與水的混合物稱雙工質(zhì)，加熱后水被氣化，是制冷劑，而溴 化鋰是吸收劑。加熱后被氣化的水與液態(tài)的吸收劑相分離，兩者分成兩路管道，吸收劑通過 散熱器進行冷卻，作好吸收真空汽化的低溫制冷劑的準備，汽化的制冷劑通過冷凝器進行 冷卻成常溫液體，常溫液態(tài)的制冷劑傳送到蒸發(fā)器后，在亞真空狀態(tài)下被汽化而吸收大量 汽化熱，同時由于液態(tài)的吸收劑和氣態(tài)的制冷劑溫度都不高，所以氣態(tài)的制冷劑被液態(tài)的 吸收劑所吸收，維持蒸發(fā)器的亞真空狀態(tài)。本發(fā)明為了敘述簡明，特申明 所述制冷劑包括所有在常溫常壓下為液態(tài)的物
質(zhì)。 發(fā)明申請內(nèi)容本發(fā)明的目的有兩個，一是淘汰氟里昂，二是降低能耗。為了敘述簡潔，本發(fā)明定義1、在液體當前溫度下，逐步降低氣壓，當氣壓降到某個值時，液體開始沸騰，或由 固態(tài)直接被升華，本文將其氣壓定義為“當前沸騰氣壓”；2、在氣體當前溫度下，逐步升高氣壓，當氣壓升到某個值時，氣體開始液化，本文 將其氣壓定義為“當前液化氣壓”；3、制冷劑由冷凝系統(tǒng)流至蒸發(fā)系統(tǒng)稱為“回流”;4、當制冷劑回流速度小于制冷劑 汽化額定速度時，蒸發(fā)罐中的液位會下降以至干涸，這時的回流速度稱為“欠回流速度”；當 制冷劑回流速度大于制冷劑汽化額定速度時，冷凝罐中的液位會下降以至干涸，這時的回 流速度稱為“過回流速度”；當制冷劑回流速度與制冷劑汽化額定速度相等時，冷凝罐和蒸 發(fā)罐中都有液體且其液位不會變化，這時的回流速度稱為“最佳回流速度”，用u表示；5、在 流速控制器(E)對流體的阻力為零時，制冷劑回流速度稍大于最佳回流速度，這時的回流 速度稱為“暢流速度”，暢流速度等于1 2倍最佳回流速度；6、蒸發(fā)器包括蒸發(fā)管、蒸發(fā)片(即蒸發(fā)器的散熱片)、蒸發(fā)腔；冷凝器包括冷凝管、 冷凝片、冷凝腔；蒸發(fā)端包括蒸發(fā)罐和蒸發(fā)器；冷凝端包括冷凝罐、冷凝器、冷凝片(即冷凝 器的散熱片)、冷凝腔；7、低警液位檢測器(包括蒸發(fā)低警液位檢測器和冷凝低警液位檢測器)、流速控 制器(包括流入速度控制器和流出速度控制器)。8、制冷時，抽空_壓縮機將蒸發(fā)系統(tǒng)中的制冷劑抽出，排向冷凝系統(tǒng)并壓縮成液 體；制熱時，抽空-壓縮機的抽氣和排氣壓縮的方向反向，變成將原冷凝系統(tǒng)中的制冷劑抽出，排向原蒸發(fā)系統(tǒng)并壓縮成液體；所以，原冷凝系統(tǒng)變成了蒸發(fā)系統(tǒng)，簡稱“冷凝變蒸發(fā)系 統(tǒng)”，而原蒸發(fā)系統(tǒng)變成了冷凝系統(tǒng)，簡稱“蒸發(fā)變冷凝系統(tǒng)”，也就是說，冷凝系統(tǒng)與“冷凝 變蒸發(fā)系統(tǒng)”是同一個物理體，而蒸發(fā)系統(tǒng)與“蒸發(fā)變冷凝系統(tǒng)”是同一個物理體。本發(fā)明為抽空_壓縮式空調(diào)，以下簡稱抽空空調(diào)，有五大系統(tǒng)抽空-壓縮系統(tǒng)、蒸 發(fā)系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)、節(jié)流系統(tǒng)、流體傳輸系統(tǒng)。本發(fā)明的基本工作原理所述的空調(diào)在正常工作狀態(tài)下，抽空_壓縮機抽取蒸發(fā)系統(tǒng)中的制冷劑蒸氣，使 蒸發(fā)系統(tǒng)中的氣壓降至低于當前沸騰氣壓，使制冷劑沸騰而急劇蒸發(fā)并吸收周圍的熱量， 產(chǎn)生制冷效果；抽空-壓縮機將所抽取的蒸汽在冷凝系統(tǒng)內(nèi)進行壓縮，用節(jié)流系統(tǒng)調(diào)節(jié)對 制冷劑回流的阻力，使冷凝系統(tǒng)中的氣壓升至高于當前液化氣壓，將所述蒸汽在冷凝系統(tǒng) 內(nèi)壓縮成液體而溫度升高，向外散發(fā)熱能；實施例1 :S型管固定節(jié)流式單冷空調(diào)(圖1)。與本發(fā)明的基本工作原理相同，其 特征是(1)、采用固定式節(jié)流器Nm，使制冷劑回流速度不大于最佳回流速度，回流速度為 大于最佳回流速度的60%并小于最佳回流速度的100% ；因為回流速度不大于最佳回流速 度，所以蒸發(fā)罐A5中的液體會干涸，蒸發(fā)罐上部是氣體，蒸發(fā)罐底部即便有液體也抽不到 蒸發(fā)管中。實施例2 :S型管固定節(jié)流式冷暖空調(diào)(圖2)。與實施例1的特征⑴相同(采 用固定式節(jié)流器)；本實施例另外的特征是(2)、采用制冷和制熱的轉(zhuǎn)換原理對于單冷抽空空調(diào)而言是不需要換流閥的，直接將進氣口(J4)接至蒸發(fā)導氣管 (G1)，從蒸發(fā)系統(tǒng)抽取制冷劑蒸汽，將出氣口(J3)接至冷凝導氣管(H1)，使制冷劑排向冷 凝系統(tǒng)并壓縮成液體。而對于冷暖抽空空調(diào)而言，制冷時，流體與單冷抽空空調(diào)同方向，只要將進氣口 (J4)接至蒸發(fā)導氣管(G1)，從蒸發(fā)系統(tǒng)抽取制冷劑蒸汽，將出氣口(J3)接至冷凝導氣管 (HI)，使制冷劑蒸汽排向冷凝系統(tǒng)并壓縮成液體；制熱時，流體與制冷反方向，需要從冷凝 變蒸發(fā)系統(tǒng)抽取制冷劑蒸汽，使制冷劑蒸汽排向蒸發(fā)變冷凝系統(tǒng)并壓縮成液體；因為要實 現(xiàn)上述流體反向，所以要設(shè)置換流閥(J5)、(J6)，進氣口換流閥(J6)將原冷凝導氣管(HI) 接至進氣口(J4)，使原冷凝系統(tǒng)成了冷凝變蒸發(fā)系統(tǒng)；反之，出氣口換流閥J5將原蒸發(fā)導 氣管(G1)接至出氣口(J3)，使原蒸發(fā)系統(tǒng)成了蒸發(fā)變冷凝系統(tǒng)。實施例3 泵動下浸機械節(jié)流式單冷空調(diào)(圖3)。其特征是(3)、采用復合蒸發(fā)系 統(tǒng)，包括復合型直管蒸發(fā)管、蒸發(fā)散熱片A4、蒸發(fā)罐A5、蒸發(fā)室A1 ；蒸發(fā)管包括S型蒸發(fā)管 A6和復合型蒸發(fā)管兩類，復合型直管蒸發(fā)管，簡稱復合管，復合管由蒸發(fā)內(nèi)管和蒸發(fā)外管組 成，蒸發(fā)外管A2由導熱性好、密封性好的材料做成；蒸發(fā)內(nèi)管A3由導熱性好、吸水性好的材 料做成，有很強的毛細管效應，產(chǎn)生吸液作用，可以將蒸發(fā)罐下部的制冷劑吸上來，增加蒸 發(fā)面積；蒸發(fā)內(nèi)管A3可以由微孔的海面狀金屬做成(簡稱海面層)；復合型蒸發(fā)管的簡易 型是單管型，其單管的內(nèi)壁很粗糙以取代蒸發(fā)內(nèi)管。對于單冷空調(diào)而言，其冷凝系統(tǒng)包括冷 凝管、冷凝散熱片B4、冷凝罐B5 ；對于冷暖空調(diào)而言，其冷凝系統(tǒng)是可以變成蒸發(fā)系統(tǒng)的， 所以其冷凝系統(tǒng)與蒸發(fā)系統(tǒng)一一對應，與蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)管、蒸發(fā)散熱片A4、蒸發(fā)罐A5、蒸 發(fā)室A1相對應，其冷凝系統(tǒng)包括冷凝管、冷凝散熱片B4、冷凝罐B5、冷凝室B1 ；冷凝管包括 S型冷凝管B6和復合型冷凝管兩類，復合型冷凝管與復合型蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)相同。
(4)、采用泵動式下浸，將制冷劑通過上引管G6引至蒸發(fā)室A1，制冷劑順著復合型 蒸發(fā)管的內(nèi)管A3或內(nèi)壁往下浸，內(nèi)管A3或內(nèi)壁浸滿制冷劑，使得蒸發(fā)面積加大，提高蒸發(fā) 效率；將制冷劑引至蒸發(fā)室A1的方式包括泵動式和回流式兩種，泵動式就是用一個泵G7將 蒸發(fā)罐A5中的制冷劑通過上引管G6抽至蒸發(fā)室A1中，回流式就是將回流液通過上引管G6 引至蒸發(fā)室A1中；(5)、采用機械調(diào)節(jié)式節(jié)流器，使蒸發(fā)罐和冷凝罐液位都高于下限液位且至少有 一個保持在平衡液位；冷凝罐節(jié)流器和蒸發(fā)罐節(jié)流器只要任一個即可；詳細原理見實施例 13 ；(6)、采用蒸發(fā)室和蒸發(fā)罐隔離液體，蒸發(fā)管上面有一個蒸發(fā)室，蒸發(fā)管下面有一 個蒸發(fā)罐，冷凝管下面有一個冷凝罐，蒸發(fā)罐的容積不大于冷凝罐與冷凝管兩者容積之和； 反之，冷凝罐的容積不大于蒸發(fā)罐與蒸發(fā)管兩者容積之和；令設(shè)備的充液總量介于蒸發(fā)罐 的容積與冷凝罐的容積之間；這樣，假如出現(xiàn)最壞情況，制冷劑集中到了蒸發(fā)端一側(cè)或冷凝 端一側(cè)，液體也不會到達抽空_壓縮機。令蒸發(fā)罐的容積與冷凝罐的容積相等最合理。實施例3至實施例12都是采用復合型直管蒸發(fā)管。實施例4 泵動下浸機械節(jié)流式冷暖空調(diào)(圖4)。其特征是與實施例3特征(3) (4) (5) (6)的特征相同((3)、采用復合蒸發(fā)系統(tǒng)；(4)、采用泵動式下浸；(5)、采用機械調(diào)節(jié) 式節(jié)流器；(6)、采用蒸發(fā)室和蒸發(fā)罐隔離液體)；與實施例2特征(2)相同，((2)、采用制冷 和制熱的轉(zhuǎn)換原理)，本實施例另外的特征是(7)、單向閥控制并聯(lián)流向流體傳輸系統(tǒng)包括傳輸管道和單向閥，在冷暖空調(diào)中 用單向閥選擇流體流向。冷凝罐機械式液位檢測器D會同時驅(qū)動兩個并聯(lián)的流速控制閥， 如果檢測器D測得液位低于冷凝罐平衡液位L1，一個是會驅(qū)動冷凝罐流速控制閥N2減小流 速，另一個是會驅(qū)動冷凝罐流速控制閥m增加流速；反之，如果檢測器D測得液位高于冷凝 罐平衡液位L1，會驅(qū)動流速控制閥N2加大流速，又會驅(qū)動流速控制閥m減小流速；顯然， 在制冷時(即制冷劑流出時)，流速控制閥N2具有正確的控制邏輯關(guān)系，所以稱流出速控制 閥N2，而流速控制閥m為錯誤的控制邏輯關(guān)系，應該關(guān)閉，所以采用單向流入閥H3，使流速 控制閥m在制冷劑流出時不起作用。同樣的道理，在制熱時(即制冷劑流入時)，流速控制 閥m具有正確的控制邏輯關(guān)系，所以稱流入速控制閥N1，而流速控制閥N2為錯誤的控制 邏輯關(guān)系，應該關(guān)閉，所以采用單向流出閥H2，使流速控制閥N2在制冷劑流入時不起作用。 與H2和H3呈對稱關(guān)系的，有蒸發(fā)罐上的蒸發(fā)罐單向流出閥G2和蒸發(fā)罐單向流入閥G3。實施例5 泵動下浸電氣節(jié)流式單冷空調(diào)(圖5)。與實施例3的特征(3)、⑷、 (6)相同，((3)、采用復合蒸發(fā)系統(tǒng)；(4)、采用泵動式下浸；(6)、采用蒸發(fā)室和蒸發(fā)罐隔離 液體)；本實施例另外的特征是(8)、采用電氣調(diào)節(jié)式節(jié)流器，制冷時，液體從冷凝罐回流向蒸發(fā)罐，如果冷凝罐電 氣式液位檢測器F測得液位低于冷凝罐平衡液位L1，就會驅(qū)動冷凝側(cè)控閥電機N4調(diào)節(jié)可調(diào) 閥MN減小流速，以提高冷凝罐液位并降低蒸發(fā)罐液位；反之，如果蒸發(fā)罐電氣式液位檢測 器E測得液位低于蒸發(fā)罐平衡液位K1，就會驅(qū)動蒸發(fā)側(cè)控閥電機M4調(diào)節(jié)可調(diào)閥MN加大流 速；以提高蒸發(fā)罐液位并降低冷凝罐液位；使蒸發(fā)罐和冷凝罐液位都高于下限液位且至少 有一個保持在平衡液位；冷凝罐節(jié)流器和蒸發(fā)罐節(jié)流器只要任一個即可；詳細原理見實施 例14 ；
實施例6 泵動下浸電氣節(jié)流式冷暖空調(diào)(圖6)。其特征是在實施例5的基礎(chǔ)上 增加了實施例2的特征(2)，采用制冷和制熱的轉(zhuǎn)換原理，使蒸發(fā)系統(tǒng)與冷凝系統(tǒng)可進行互換。實施例7 回流液下浸電氣節(jié)流式單冷空調(diào)(圖7)。與實施例3特征(3)、(6)相 同，((3)、采用復合蒸發(fā)系統(tǒng)；(6)、采用蒸發(fā)室和蒸發(fā)罐隔離液體)；與實施例5特征(8)相 同((8)、采用電氣調(diào)節(jié)式節(jié)流器)，本實施例另外的特征是(9)、采用回流液下浸技術(shù)。將制冷劑引至蒸發(fā)室A1的方式包括泵動式和回流式 兩種，泵動式就是用一個泵G7將蒸發(fā)罐A5中的制冷劑通過上引管G6抽至蒸發(fā)室A1中；回 流式就是利用冷凝系統(tǒng)與蒸發(fā)系統(tǒng)的壓力差，將回流液通過上引管G6引至蒸發(fā)室A1中；泵 動流速不受限制，下浸量大，有利于加快蒸發(fā)速度；而回流式的下浸量取決于回流速度，回 流速度被節(jié)流器控制，剛好等于最佳回流速度。實施例8 回流液下浸電氣節(jié)流式冷暖空調(diào)(圖8)。其特征是在實施例7的基礎(chǔ) 上增加了實施例2的特征(2)，采用制冷和制熱的轉(zhuǎn)換原理，使蒸發(fā)系統(tǒng)與冷凝系統(tǒng)可進行 互換。本實施例另外的特征是(10)、采用單向閥控制單路流向。制冷時，單向閥G2阻斷管道G5，使回流液只能經(jīng) 過G3流向蒸發(fā)室；同時，單向閥H3阻斷管道H6，使冷凝氣只能進冷凝器，經(jīng)過H2流出；制 熱時，單向閥H2、G3的作用與G2、H3對稱。實施例9 回流液下浸機械節(jié)流式單冷空調(diào)(圖9)。與實施例3的特征(3)、(5)、 (6)相同((3)、采用復合蒸發(fā)系統(tǒng)；(5)、采用機械調(diào)節(jié)式節(jié)流器；(6)、采用蒸發(fā)室和蒸發(fā)罐 隔離液體)；與實施例7的特征(9)相同(采用回流液下浸技術(shù))。實施例10 回流液下浸機械節(jié)流式冷暖空調(diào)(圖10)。其特征是與實施例3的特 征(3)、(5)、(6)相同((3)、采用復合蒸發(fā)系統(tǒng)；(5)、采用機械調(diào)節(jié)式節(jié)流器；(6)、采用蒸發(fā) 室和蒸發(fā)罐隔離液體)；與實施例7的特征(9)相同(采用回流液下浸技術(shù))。與實施例8 的特征(10)相同(采用單向閥控制單路流向)。采用實施例2的特征(2)，采用制冷和制 熱的轉(zhuǎn)換原理，實施例11 回流液下浸固定節(jié)流式單冷空調(diào)(圖11)。與實施例3的特征(3)、 (6)相同((3)、采用復合蒸發(fā)系統(tǒng)；(6)、采用蒸發(fā)室和蒸發(fā)罐隔離液體)；與實施例7的特 征(9)相同(采用回流液下浸技術(shù))。采用實施例1的特征(1)，采用固定式節(jié)流器Nm。實施例12 回流液下浸固定節(jié)流式冷暖空調(diào)(圖12)。實施例11的特征加實施例 8的特征(10)(采用單向閥控制單路流向)加實施例2的特征(2)(采用制冷和制熱的轉(zhuǎn)換 原理)。在實施例4、實施例6、實施例8、實施例10中蒸發(fā)罐和冷凝罐兩邊都畫了節(jié)流器， 實際應用只需要一邊有節(jié)流器即可。實施例13 機械調(diào)節(jié)式節(jié)流器，包括蒸發(fā)罐機械節(jié)流器(圖13)和冷凝罐機械節(jié) 流器(圖14)。由機械式液位檢測器和機械式流速控制閥兩部分組成，機械式流速控制閥是 一個機械閥門，包括流入速控制閥和流出速控制閥，閥門的流速在大于平衡流速的60 %并 小于平衡流速的150%之間可調(diào)，其大小的調(diào)節(jié)受控于機械式液位檢測器，機械式液位檢測 器采用浮球帶動杠桿的結(jié)構(gòu)，設(shè)計時設(shè)定總液量介于蒸發(fā)罐與冷凝罐容積之間，當液位在 蒸發(fā)罐或冷凝罐中部時，令閥門的流速剛好等于平衡流速，這時的液位稱平衡液位，于是，浮球隨著液位的升降可帶動杠桿，杠桿驅(qū)動流速控制閥的機械閥門以調(diào)節(jié)制冷劑回流速度 大小趨向于平衡流速，使回流速度平均值等于平衡流速，實現(xiàn)動態(tài)平衡；如果液位降至下限 液位，說明有制冷劑外泄或設(shè)備故障，機械式液位檢測器會觸動報警器。采用機械調(diào)節(jié)式節(jié)流器，使蒸發(fā)罐和冷凝罐液位都高于下限液位且至少有一個保 持在平衡液位；制冷時，液體從冷凝罐回流向蒸發(fā)罐，如果冷凝罐機械式液位檢測器D測得 液位低于冷凝罐平衡液位L1，就會驅(qū)動冷凝罐流出速控制閥N2減小流速，以提高冷凝罐液 位并降低蒸發(fā)罐液位；反之，如果蒸發(fā)罐機械式液位檢測器C測得液位低于蒸發(fā)罐平衡液 位K1，就會驅(qū)動蒸發(fā)罐流入速控制閥Ml加大流速，以提高蒸發(fā)罐液位并降低冷凝罐液位； 冷凝罐節(jié)流器和蒸發(fā)罐節(jié)流器只要任一個即可；實施例14 電氣調(diào)節(jié)式節(jié)流器，包括同軸管式電氣節(jié)流器(圖15)、平板式電氣節(jié) 流器(圖16)、同軸管密封式電氣節(jié)流器(圖17)。電氣調(diào)節(jié)式節(jié)流器，由電氣式液位檢測器和電氣式流速控制閥兩部分組成，電氣 式流速控制閥是一個由伺服電機帶動的電動閥門，該電動閥門的流速在大于平衡流速的 60%并小于平衡流速的150%之間可調(diào)，其大小由受控于電氣式液位檢測器的伺服電機調(diào) 節(jié)，電氣式液位檢測器由液位傳感器和信號處理器組成，液位傳感器有同軸式極板和長條 平行式極板兩種，同軸式極板由內(nèi)筒極板和外筒極板組成，令同軸式極板或長條平行式極 板的極板面垂直于液面，設(shè)計時設(shè)定，當液位在蒸發(fā)罐或冷凝罐中部時，電動閥門的流速剛 好等于平衡流速，這時的液位稱平衡液位，當液位的升降發(fā)生變化時，兩極板之間的電阻和 電容會發(fā)生變化，該變化傳遞到信號處理器中，轉(zhuǎn)換成控制信號，驅(qū)動伺服電機以調(diào)節(jié)電動 閥門流速趨向平衡流速；如果液位降至下限液位，說明有制冷劑外泄或設(shè)備故障，電氣式液 位檢測器會啟動報警器。如果制冷劑雜質(zhì)增加，那么相同的液位高度會反映出不同的電阻和電容值，出現(xiàn) 誤差，為了保證液位傳感器不受制冷劑雜質(zhì)的影響，需要將液位傳感器密封起來，將液位傳 感器裝在密封體中，密封體上部是一個柔性氣囊，下部是一個柔性液囊，柔性液囊中裝了可 以改變兩極板之間的電阻和電容的液體，稱傳感液，這樣，液位傳感器的電阻和電容值不會 受制冷劑雜質(zhì)的影響，而只會與制冷劑液位高低有關(guān)。如果制冷劑液位越高，就對柔性液囊 壓力越大，使柔性液囊中的傳感液液位越高，改變電阻、電容值。


圖1—-s型管固定節(jié)流式單冷空調(diào)。
圖2—-s型管固定節(jié)流式冷暖空調(diào)。
圖3—一泵動下浸機械節(jié)流式單冷空調(diào)。
圖4—一泵動下浸機械節(jié)流式冷暖空調(diào)。
圖5—一泵動下浸電氣節(jié)流式單冷空調(diào)。
圖6—一泵動下浸電氣節(jié)流式冷暖空調(diào)。
圖7—一回流液下浸電氣節(jié)流式單冷空調(diào)。
圖8—一回流液下浸電氣節(jié)流式冷暖空調(diào)。
圖9—一回流液下浸機械節(jié)流式單冷空調(diào)。
圖10—一回流液下浸機械節(jié)流式冷暖空調(diào)
圖11——回流液下浸固定節(jié)流式單冷空調(diào)。圖12——回流液下浸固定節(jié)流式冷暖空調(diào)。圖1-圖12為空調(diào)原理圖，這些圖中所有的編號具有統(tǒng)一性和唯一性?！镒筮厼檎舭l(fā)系統(tǒng)，蒸發(fā)系統(tǒng)為A字頭的編號；A1——蒸發(fā)室；A2——蒸發(fā)內(nèi)管； A3——蒸發(fā)外管；A4——蒸發(fā)散熱片；A5——蒸發(fā)罐；A6——S型蒸發(fā)管；；；蒸發(fā)管包括S 型蒸發(fā)管A6和復合型蒸發(fā)管兩類，復合型蒸發(fā)管是由導熱性好、密封性好的材料做的外管 A2和導熱性好、吸水性好的材料做的內(nèi)管A3復合而成的直型蒸發(fā)管，內(nèi)管A3的導熱性好、 吸水性好的材料可以由微孔的海面狀金屬做成。所述蒸發(fā)系統(tǒng)包括蒸發(fā)管、蒸發(fā)散熱片A4、蒸發(fā)罐A5、蒸發(fā)室A1 ；蒸發(fā)管包括S型 蒸發(fā)管A6和復合型蒸發(fā)管兩類，復合型蒸發(fā)管是由導熱性好、密封性好的材料做的外管A2 和導熱性好、吸水性好的材料做的內(nèi)管A3復合而成的直型蒸發(fā)管，內(nèi)管A3的導熱性好、吸 水性好的材料可以由微孔的海面狀金屬做成；復合型蒸發(fā)管的簡易型是單管型，其單管的 內(nèi)壁很粗糙以取代內(nèi)管。★右邊為冷凝系統(tǒng)，冷凝系統(tǒng)為B字頭的編號；B1——冷凝室；B2——冷凝內(nèi)管； B3——冷凝外管；B4——冷凝散熱片；B5——冷凝罐；B6——S型冷凝管；；；與蒸發(fā)系統(tǒng) 對稱，比如B2與A2相同，B3與A3相同?！锪黧w傳輸系統(tǒng)，G字頭的為蒸發(fā)側(cè)流體傳輸器件G1——蒸發(fā)導氣管；G2—— 蒸發(fā)罐單向流出閥；G3——蒸發(fā)罐單向流入閥；G4——蒸發(fā)罐流入管；G5——蒸發(fā)罐流出 管；G6——蒸發(fā)側(cè)上引管；G7——蒸發(fā)側(cè)上引泵；H字頭的為冷凝側(cè)流體傳輸器件H1—— 冷凝導氣管；H2——冷凝罐單向流出閥；H3——冷凝罐單向流入閥；H4——冷凝罐流入管； H5——冷凝罐流出管；H6——冷凝側(cè)上引管；H7——凝側(cè)上引泵；；；GH——回流液共用管；★抽空_壓縮系統(tǒng)，為J字頭的編號；J——抽空-壓縮機(由J1和J2組成)； J1——泵J2——電機；J3——出氣口 ；J4——進氣口 ；J5——出氣口換流閥；J6——進氣 口換流閥；抽空-壓縮系統(tǒng)包括抽空_壓縮機和換流閥，抽空_壓縮機的作用是將蒸發(fā)系統(tǒng) 中的制冷劑蒸汽抽出，排向冷凝系統(tǒng)并壓縮成液體；換流閥的作用是將抽氣和排氣壓縮的 方向反向，變成將冷凝變蒸發(fā)系統(tǒng)中的制冷劑蒸汽抽出，排向蒸發(fā)變冷凝系統(tǒng)并壓縮成液 體；★節(jié)流系統(tǒng)，節(jié)流器分機械式節(jié)流器和電氣式節(jié)流器，都由液位檢測器和流速控 制閥兩部分組成；C——蒸發(fā)罐機械式液位檢測器；D——冷凝罐機械式液位檢測器；E—— 蒸發(fā)罐電氣液位檢測器；F——冷凝罐電氣液位檢測器;M字頭的為蒸發(fā)罐流速控制閥； Ml——蒸發(fā)罐流入速控制閥；M2——蒸發(fā)罐流出速控制閥；M3——蒸發(fā)罐液位信號處理 器；M4——蒸發(fā)側(cè)控閥電機；N字頭的為冷凝罐流速控制閥；N1——冷凝罐流入速控制閥； N2——冷凝罐流出速控制閥；N3——冷凝罐液位信號處理器；N4——冷凝側(cè)控閥電機；；； MN——M4和N4控制的可調(diào)閥；；；Nm——固定式節(jié)流器；；；K1——蒸發(fā)罐平衡液位； K2——蒸發(fā)罐下限液位；L1——冷凝罐平衡液位；L2——冷凝罐下限液位；圖13——蒸發(fā)罐機械節(jié)流器。蒸發(fā)罐機械節(jié)流器為C字頭的編號；Ca——蒸發(fā)罐 浮球；Cb——蒸發(fā)罐杠桿；Cc——蒸發(fā)罐推桿鉸鏈；Cd——蒸發(fā)罐杠桿固定座；Ce——蒸發(fā) 罐杠桿鉸鏈；Cf——蒸發(fā)罐推桿；Ca Cf之和就是圖3 圖10中的C ；其它標號與前圖相同。圖14——冷凝罐機械節(jié)流器。冷凝罐機械節(jié)流器為D字頭的編號；Da——冷凝罐 浮球；Db——冷凝罐杠桿；Dc——冷凝罐推桿鉸鏈；Dd——冷凝罐杠桿固定座；De——冷凝 罐杠桿鉸鏈；Df——冷凝罐推桿；Da Df之和就是圖3 圖10中的D ；其它標號與前圖相 同。圖15——同軸管式電氣節(jié)流器。Ea—一同軸管內(nèi)極板；Eb——同軸管外極板；圖16——平板式電氣節(jié)流器。Ec——平板式極板；圖17——同軸管密封式電氣節(jié)流器。Ed——極板密封層；Ee——柔性液囊；Ef——柔性氣囊；Ea Ef之和就是圖3 圖10中的E ；其它標號與前圖相同。F與E各項對稱。效果本發(fā)明將產(chǎn)生兩個有益效果，一是可以用水等常態(tài)下為液體的物質(zhì)作制冷 齊U，淘汰氟里昂；二是抽空和壓縮之間的壓力差不到兩個大氣壓，遠低于目前的壓縮機制冷 的氣壓差，可望降低能耗。
權(quán)利要求
一種抽空-壓縮式空調(diào)，以下簡稱抽空空調(diào)，其特征是有五大系統(tǒng)抽空-壓縮系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)、節(jié)流系統(tǒng)、流體傳輸系統(tǒng)；所述的空調(diào)在正常工作狀態(tài)下，抽空-壓縮機抽取蒸發(fā)系統(tǒng)中的制冷劑蒸氣，使蒸發(fā)系統(tǒng)中的氣壓降至低于當前沸脹 氣壓，使制冷劑沸騰而急劇蒸發(fā)并吸收周圍的熱量，產(chǎn)生制冷效果；抽空-壓縮機將所抽取的蒸汽在冷凝系統(tǒng)內(nèi)進行壓縮，用節(jié)流系統(tǒng)調(diào)節(jié)對制冷劑回流的阻力，使冷凝系統(tǒng)中的氣壓升至高于當前液化氣壓，將所述蒸汽在冷凝系統(tǒng)內(nèi)壓縮成液體而溫度升高，向外散發(fā)熱能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽空_壓縮式空調(diào)，其進一步的特征是所述蒸發(fā)系統(tǒng)采用 復合蒸發(fā)系統(tǒng)，包括復合型直管蒸發(fā)管、蒸發(fā)散熱片、蒸發(fā)罐、蒸發(fā)室；蒸發(fā)管包括S型蒸發(fā) 管和復合型蒸發(fā)管兩類，復合型直管蒸發(fā)管，簡稱復合管，復合管由蒸發(fā)內(nèi)管和蒸發(fā)外管組 成，蒸發(fā)外管由導熱性好、密封性好的材料做成；蒸發(fā)內(nèi)管由導熱性好、吸水性好的材料做 成，有很強的毛細管效應，產(chǎn)生吸液作用，可以將蒸發(fā)罐下部的制冷劑吸上來，增加蒸發(fā)面 積；蒸發(fā)內(nèi)管可以由微孔的海面狀金屬做成；復合型蒸發(fā)管的簡易型是單管型，其單管的 內(nèi)壁很粗糙以取代蒸發(fā)內(nèi)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽空-壓縮式空調(diào)，其進一步的特征是將所述蒸發(fā)系統(tǒng)的 制冷劑通過上引管引至蒸發(fā)室，制冷劑順著復合型蒸發(fā)管的內(nèi)管或內(nèi)壁往下浸，內(nèi)管或內(nèi) 壁浸滿制冷劑，使得蒸發(fā)面積加大，提高蒸發(fā)效率；將制冷劑引至蒸發(fā)室的方式包括泵動式 和回流式兩種，泵動式就是用一個泵將蒸發(fā)罐中的制冷劑通過上引管抽至蒸發(fā)室中，回流 式就是將回流液通過上引管引至蒸發(fā)室中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽空-壓縮式空調(diào)，其進一步的特征是對于單冷空調(diào)而言， 其冷凝系統(tǒng)包括冷凝管、冷凝散熱片、冷凝罐；對于冷暖空調(diào)而言，其冷凝系統(tǒng)是可以變成 蒸發(fā)系統(tǒng)的，所以其冷凝系統(tǒng)與蒸發(fā)系統(tǒng)一一對應，與蒸發(fā)系統(tǒng)的蒸發(fā)管、蒸發(fā)散熱片、蒸 發(fā)罐、蒸發(fā)室相對應，其冷凝系統(tǒng)包括冷凝管、冷凝散熱片、冷凝罐、冷凝室；冷凝管包括S 型冷凝管和復合型冷凝管兩類，復合型冷凝管與復合型蒸發(fā)管結(jié)構(gòu)相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽空_壓縮式空調(diào)，其進一步的特征是所述抽空_壓縮系 統(tǒng)包括抽空_壓縮機和換流閥，抽空_壓縮機的作用是將蒸發(fā)系統(tǒng)中的制冷劑蒸汽抽出，排 向冷凝系統(tǒng)并壓縮成液體；換流閥的作用是將抽氣和排氣壓縮的方向反向，變成將冷凝變 蒸發(fā)系統(tǒng)中的制冷劑蒸汽抽出，排向蒸發(fā)變冷凝系統(tǒng)并壓縮成液體；對于單冷抽空空調(diào)而言是不需要換流閥的，直接將進氣口接至蒸發(fā)導氣管，從蒸發(fā)系 統(tǒng)抽取制冷劑蒸汽，將出氣口接至冷凝導氣管，使制冷劑排向冷凝系統(tǒng)并壓縮成液體。而對于冷暖抽空空調(diào)而言，制冷時，流體與單冷抽空空調(diào)同方向，只要將進氣口接至蒸 發(fā)導氣管，從蒸發(fā)系統(tǒng)抽取制冷劑蒸汽，將出氣口接至冷凝導氣管，使制冷劑蒸汽排向冷凝 系統(tǒng)并壓縮成液體；制熱時，流體與制冷反方向，需要從冷凝變蒸發(fā)系統(tǒng)抽取制冷劑蒸汽， 使制冷劑蒸汽排向蒸發(fā)變冷凝系統(tǒng)并壓縮成液體；因為要實現(xiàn)上述流體反向，所以要設(shè)置 換流閥，進氣口換流閥將原冷凝導氣管接至進氣口，使原冷凝系統(tǒng)成了冷凝變蒸發(fā)系統(tǒng)；反 之，出氣口換流閥將原蒸發(fā)導氣管接至出氣口，使原蒸發(fā)系統(tǒng)成了蒸發(fā)變冷凝系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽空_壓縮式空調(diào)，其進一步的特征是所述節(jié)流系統(tǒng)之一 是采用固定式節(jié)流器，使制冷劑回流速度不大于最佳回流速度，回流速度為大于最佳回流 速度的60%并小于最佳回流速度的100%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽空_壓縮式空調(diào)，其進一步的特征是所述節(jié)流系統(tǒng)之一 是機械調(diào)節(jié)式節(jié)流器，由機械式液位檢測器和機械式流速控制閥兩部分組成，機械式流速 控制閥是一個機械閥門，包括流入速控制閥和流出速控制閥，閥門的流速在大于平衡流速 的60%并小于平衡流速的150%之間可調(diào)，其大小的調(diào)節(jié)受控于機械式液位檢測器，機械 式液位檢測器采用浮球帶動杠桿的結(jié)構(gòu)，設(shè)計時設(shè)定總液量介于蒸發(fā)罐與冷凝罐容積之 間，當液位在蒸發(fā)罐或冷凝罐中部時，令閥門的流速剛好等于平衡流速，這時的液位稱平衡 液位，于是，浮球隨著液位的升降可帶動杠桿，杠桿驅(qū)動流速控制閥的機械閥門以調(diào)節(jié)制冷 劑回流速度大小趨向于平衡流速，使回流速度平均值等于平衡流速，實現(xiàn)動態(tài)平衡；如果液 位降至下限液位，說明有制冷劑外泄或設(shè)備故障，機械式液位檢測器會觸動報警器。采用機械調(diào)節(jié)式節(jié)流器，使蒸發(fā)罐和冷凝罐液位都高于下限液位且至少有一個保持在 平衡液位；制冷時，液體從冷凝罐回流向蒸發(fā)罐，如果冷凝罐機械式液位檢測器測得液位低 于冷凝罐平衡液位，就會驅(qū)動冷凝罐流出速控制閥減小流速，以提高冷凝罐液位并降低蒸 發(fā)罐液位；反之，如果蒸發(fā)罐機械式液位檢測器測得液位低于蒸發(fā)罐平衡液位，就會驅(qū)動蒸 發(fā)罐流入速控制閥加大流速，以提高蒸發(fā)罐液位并降低冷凝罐液位；冷凝罐節(jié)流器和蒸發(fā) 罐節(jié)流器只要任一個即可。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽空_壓縮式空調(diào)，其進一步的特征是所述節(jié)流系統(tǒng)之一 是電氣調(diào)節(jié)式節(jié)流器；由電氣式液位檢測器和電氣式流速控制閥兩部分組成，電氣式流速 控制閥是一個由伺服電機帶動的電動閥門，該電動閥門的流速在大于平衡流速的60%并小 于平衡流速的150%之間可調(diào)，其大小由受控于電氣式液位檢測器的伺服電機調(diào)節(jié)，電氣式 液位檢測器由液位傳感器和信號處理器組成，液位傳感器有同軸式極板和長條平行式極板 兩種，同軸式極板由內(nèi)筒極板和外筒極板組成，令同軸式極板或長條平行式極板的極板面 垂直于液面，設(shè)計時設(shè)定，當液位在蒸發(fā)罐或冷凝罐中部時，電動閥門的流速剛好等于平衡 流速，這時的液位稱平衡液位，當液位的升降發(fā)生變化時，兩極板之間的電阻和電容會發(fā)生 變化，該變化傳遞到信號處理器中，轉(zhuǎn)換成控制信號，驅(qū)動伺服電機以調(diào)節(jié)電動閥門流速趨 向平衡流速；如果液位降至下限液位，說明有制冷劑外泄或設(shè)備故障，電氣式液位檢測器會 啟動報警器。如果制冷劑雜質(zhì)增加，那么相同的液位高度會反映出不同的電阻和電容值，出現(xiàn)誤差， 為了保證液位傳感器不受制冷劑雜質(zhì)的影響，需要將液位傳感器密封起來，將液位傳感器 裝在密封體中，密封體上部是一個柔性氣囊，下部是一個柔性液囊，柔性液囊中裝了可以改 變兩極板之間的電阻和電容的液體，稱傳感液，這樣，液位傳感器的電阻和電容值不會受制 冷劑雜質(zhì)的影響，而只會與制冷劑液位高低有關(guān)。如果制冷劑液位越高，就對柔性液囊壓力 越大，使柔性液囊中的傳感液液位越高，改變電阻、電容值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽空_壓縮式空調(diào)，其進一步的特征是所述流體傳輸系統(tǒng) 包括傳輸管道和單向閥，在冷暖空調(diào)中用單向閥選擇流體流向。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抽空-壓縮式空調(diào)，其進一步的特征是對于帶調(diào)節(jié)式節(jié)流 器的抽空-壓縮式空調(diào)而言，所述的蒸發(fā)系統(tǒng)和冷凝系統(tǒng)中，采用蒸發(fā)室和蒸發(fā)罐隔離液 體，蒸發(fā)管上面有一個蒸發(fā)室，蒸發(fā)管下面有一個蒸發(fā)罐，冷凝管下面有一個冷凝罐，蒸發(fā) 罐的容積不大于冷凝罐與冷凝管兩者容積之和；反之，冷凝罐的容積不大于蒸發(fā)罐與蒸發(fā) 管兩者容積之和；令設(shè)備的充液總量介于蒸發(fā)罐的容積與冷凝罐的容積之間；令蒸發(fā)罐的容積與冷凝罐的容積相等最合理。
全文摘要
本發(fā)明是一種抽空-壓縮式空調(diào)，包括五大系統(tǒng)抽空-壓縮系統(tǒng)、蒸發(fā)系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)、節(jié)流系統(tǒng)、流體傳輸系統(tǒng)；抽空-壓縮機抽取蒸發(fā)系統(tǒng)中的制冷劑蒸氣，使蒸發(fā)系統(tǒng)中的氣壓降至低于當前沸騰氣壓，使制冷劑沸騰而急劇蒸發(fā)并吸收周圍的熱量，產(chǎn)生制冷效果；抽空-壓縮機將所抽取的蒸汽在冷凝系統(tǒng)內(nèi)進行壓縮，用節(jié)流系統(tǒng)調(diào)節(jié)對制冷劑回流的阻力，使冷凝系統(tǒng)中的氣壓升至高于當前液化氣壓，將所述蒸汽在冷凝系統(tǒng)內(nèi)壓縮成液體而溫度升高，向外散發(fā)熱能；本發(fā)明采用了復合蒸發(fā)系統(tǒng)、下浸增加蒸發(fā)面積等技術(shù)。將產(chǎn)生兩個有益效果，一是可以用水等常態(tài)下為液體的物質(zhì)作制冷劑，淘汰氟里昂；二是抽空和壓縮之間的壓力差不到兩個大氣壓，遠低于目前的壓縮機制冷的氣壓差，可望降低能耗。
文檔編號F24F5/00GK101799193SQ20091004261
公開日2010年8月11日 申請日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月6日
發(fā)明者陳啟星 申請人:陳啟星